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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (LCD-Vorrichtung) und betrifft insbesondere eine transflektive LCD-Vorrichtung, die selektiv einen Reflex-Modus und einen Transmissions-Modus in einer LCD-Vorrichtung mit einem Modus mit senkrechter Ausrichtung verwenden kann.
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Im Allgemeinen wurden bisher Braun'sche Röhren, d.h. Kathodenstrahlröhren (CRTs) unter den Anzeigevorrichtungen zum Anzeigen von Bilddaten auf einem Bildschirm verwendet, jedoch ist der Gebrauch von CRTs beschwerlich, da die Braun'schen Röhren große Ausmaße aufweisen im Vergleich zu ihren Anzeigeflächen.
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Heutzutage werden Anzeigevorrichtungen, deren Verwendung auf Braun'sche Fernseherröhren (TV-Röhren) beschränkt war, mit der Entwicklung der elektronischen Industrie ausgeweitet auf Arbeitsplatzrechner (PC), Notebook-Computer, drahtlose Terminals. Armaturenbretter von Automobilen und eine Anzeigetafel. Ebenso ist. da eine große Anzahl an Bilddaten dank der Entwicklung einer Telekommunikation von Informationen übermittelt werden kann, eine nächste Generation an Anzeigevorrichtung im höchsten Maße gefordert, die fähig ist, die große Kapazität an Bilddaten zu verarbeiten und darzustellen.
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Die nächste Generation an Anzeigevorrichtungen sollte ein geringes Gewicht, große Helligkeit, einen großen Bildschirm, geringen Energieverbrauch und niedrige Herstellungskosten realisieren. Seit Kurzem steht eine LCD-Vorrichtung als eine Anzeigevorrichtung der nächsten Generation im Rampenlicht.
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Die LCD weist hervorragende Bildschirmauflösung auf im Vergleich zu anderen Flachanzeigevorrichtungen und weist in einem Aspekt der Bildqualität nahezu die gleiche schnelle Ansprechzeit wie die CRT auf, wenn Bewegtbilder realisiert werden.
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Die LCD nutzt optische anisotropische und dielektrische Eigenschaften von Flüssigkristallen. Da die Flüssigkristalle eine dünne, lang gestreckte Struktur aufweisen, weisen die Flüssigkristalle eine Richtungsabhängigkeit in ihrer molekularen Anordnung auf. Dementsprechend kann die Richtung der molekularen Anordnung mittels Anlegens eines elektrischen Feldes an die Flüssigkristalle (Moleküle) kontrolliert werden.
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Folglich ändert sich die molekulare Anordnung der Flüssigkristalle. wenn die Ausrichtung der molekularen Anordnung der Flüssigkristalle willkürlich angepasst wird, und Licht wird in Richtung der molekularen Anordnung der Flüssigkristalle durch die optische Anisotropie gebrochen, so dass die Bilddaten dargestellt werden können.
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Verdreht-nematische (TN) LCD-Vorrichtungen stellen eine der LCD-Vorrichtungen dar, die nunmehr weit verbreitet genutzt werden. Bei einer TN-LCD-Vorrichtung sind Elektroden für jeweils zwei Substrate vorgesehen, Direktoren werden solcherart ausgerichtet, dass sie um 90° verdreht sind, und eine Spannung wird an die Elektroden zum Ansteuern der Direktoren angelegt.
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Neben der TN-LCD-Vorrichtung beinhaltet ein Flüssigkristallmodus, der dielektrische Anisotropie nutzt, elektrisch kontrollierbare Doppelbrechung (ECB) und eine Guest-Host-(Gast-Wirt-)Technik (GH). Der ECB-Modus nutzt einen Flüssigkristall (LC) negativen Typs, der negative dielektrische Anisotropie (Δε < 0) aufweist, wobei der LC in einer Richtung senkrecht zu einem elektrischen Feld ausgerichtet ist.
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Ein vertikaler Ausrichtungsmodus (VA) der ECB-Modi weist eine geringe Variationsbreite einer Ansprechzeit hinsichtlich einer Grauskala-Spannung auf und weist somit einen Vorteil auf, dass eine Ansprechcharakteristik im Vergleich zu den TN-LCD-Vorrichtung hervorragend ist.
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In der LCD-Vorrichtung mit VA-Modus werden LCs, die negative elektrische Anisotropie aufweisen, zwischen oberem Substrat und unterem Substrat eingefügt, eine VA-Schicht ist auf einander gegenüberliegenden (und zugewandten) Oberflächen des oberen Substrats und des unteren Substrats gebildet, Polarisatoren sind auf Rückseiten der einander gegenüberliegenden Oberflächen befestigt. An diesem Punkt sind LC-Ansteuerungselektroden auf den jeweiligen, einander gegenüberliegenden Oberflächen bereitgestellt und die Polarisatoren sind solcherart befestigt, dass die Polarisationsachsen der jeweiligen Polarisatoren senkrecht aufeinander stehen.
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In der LCD-Vorrichtung mit VA-Modus sind die LC-Moleküle senkrecht angeordnet in Bezug auf die Substrate, die unter dem Einfluss der VA-Schicht stehen. An diesem Punkt ist, da die Polarisationsachsen des oberen Polarisators und des unteren Polarisators einander senkrecht überschneiden, ein Bildschirm schwarz.
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Unterdessen werden, wenn ein elektrisches Feld zwischen den ansteuernden Elektroden des oberen Substrats und des unteren Substrats gebildet wird, die LC-Moleküle solcherart verdreht, dass sie senkrecht zu einer Richtung des elektrischen Feldes stehen, entsprechend der Eigenschaft der LCs, die die negative dielektrische Anisotropie aufweisen. Dementsprechend wird Licht durch die LC-Moleküle hindurch gelassen und der Bildschirm wird weiß.
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An diesem Punkt sind, da die LC-Moleküle eine Stabform aufweisen, Brechungsindizes und Durchlässigkeiten einer Längsachse und einer kurzen Achse verschieden voneinander. Dementsprechend wird der Brechungsindex in Abhängigkeit einer Richtung, in der die LC-Moleküle betrachtet werden, variiert. Infolgedessen wird ein Unterschied generiert zwischen einem Blickwinkel, wenn ein Bildschirm von einer Vorderseite betrachtet wird, und einem Blickwinkel, wenn der Bildschirm von einem seitlichen Standpunkt aus betrachtet wird.
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Folglich wird, um dieses Problem zu lösen, eine Pixelelektrode des unteren Substrats in einer Spaltform innerhalb einer Pixeleinheit gebildet, so dass eine Mehrbereichs-Struktur gebildet wird, wenn ein elektrisches Feld gemäß dem Stand der Technik gebildet wird.
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Das heißt, wenn das elektrische Feld zwischen der Pixelelektrode und einer gemeinsamen Elektrode gebildet ist, wird die Anisotropie zwischen der Längsachse und der kurzen Achse des LC-Moleküls kompensiert, indem eine Richtung geändert wird, in der das LC-Molekül verdreht wird.
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Jedoch wird eine LC-Vorrichtung mit VA-Modus einer Mehrbereichs-Struktur, die oben genannte Konstruktion aufweist, in Transmissions-LCD-Vorrichtung mit VA-Modus eingeordnet, die ein Hintergrundlicht als Lichtquelle verwendet, und eine Reflexions-LCD-Vorrichtung mit VA-Modus, die natürliches Licht und künstliches Licht verwendet, ohne Hintergrundlicht als Lichtquelle.
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An diesem Punkt realisiert die Transmissions-LCD-Vorrichtung mit VA-Modus ein helles Bild unter Verwendung eines Hintergrundlichts als einer Lichtquelle sogar in einer dunklen äußeren Umgebung. Jedoch kann die Transmissions-LCD-Vorrichtung mit VA-Modus nicht verwendet werden und verbraucht viel Energie.
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Auf der anderen Seite kann die Reflexions-LCD-Vorrichtung mit VA-Modus den Energieverbrauch senken, weil sie kein Hintergrundlicht verwendet, aber sie kann nicht verwendet werden, wenn die äußere natürliche Beleuchtung dunkel ist.
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US 2006/0050208 A1 offenbart eine transflektive LCD-Vorrichtung mit einer transparenten Elektrode im Transmissionsbereich und einer reflektiven Elektrode im Reflexionsbereich, die elektrisch voneinander isoliert sind. Ein erster Dünnschichttransistor ist mit einer ersten Gate-Leitung und der transparenten Elektrode verbunden und ein zweiter Dünnschichttransistor ist mit einer zweiten Gate-Leitung und der Reflexions-Elektrode verbunden.
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US 2003/0016324 A1 offenbart eine transflektive LCD-Vorrichtung mit einem Transmissionsbereich und einem Reflexionsbereich in jedem Pixel.
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US 2005/0078243 A1 offenbart eine transflektive LCD-Vorrichtung, wobei die Pixel durch Dünnschichtdioden gesteuert werden. Dazu sind die Dünnschichtdioden mit einer Gate-Leitung verbunden und Flüssigkristallelemente sind mit der Datenleitung verbunden oder umgekehrt. Eine gemeinsame Elektrode, die im Transmissionsbereich und im Reflexionsbereich gebildet ist, ist nicht mit der jeweiligen Dünnschichtdiode verbunden.
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US 2003/0193625 A1 offenbart eine LCD-Vorrichtung mit einer Speicherkapazität.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine transflektive LCD-Vorrichtung bereitzustellen, die sowohl in einem Reflex-Modus als auch in einem Transmissions-Modus betrieben werden kann, wobei das Aperturverhältnis erhöht wird und die Bildqualität in der LCD-Vorrichtung mit VA-Modus einer Mehrbereichs-Struktur verbessert wird, und ein Verfahren zum Herstellen derselben.
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Zum Erreichen dieser Gegenstände und anderer Vorteile und in Übereinstimmung mit dem Ziel der Erfindung, wie hierin ausgeführt und allgemein beschrieben, wird eine transflektive Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bereitgestellt, aufweisend: Gate-Leitungen und Daten-Leitungen, die so angeordnet sind, dass sie einander auf einem ersten Substrat überkreuzen, wobei ein Pixelbereich definiert wird, der einen Reflexionsbereich aufweist und mindestens einen Transmissionsbereich; Dünnschichttransistoren, die jeweils an einem der Kreuzungspunkte der Gate-Leitungen mit den Daten-Leitungen gebildet sind; eine Mehrzahl von transparenten Elektroden, die jeweils mit dem Dünnschichttransistor elektrisch verbunden sind, wobei wenigstens eine der Mehrzahl von transparenten Elektroden in dem Transmissionsbereich gebildet ist und wenigstens eine der Mehrzahl von transparenten Elektroden im Reflexionsbereich gebildet ist; eine Reflexions-Elektrode, die mit einer der Mehrzahl von transparenten Elektroden und die in dem Reflexionsbereich gebildet ist; wenigstens eine Verbindungselektrode zum elektrischen Verbinden der Mehrzahl von transparenten Elektroden miteinander; eine erste Speicherelektrode, die in dem Reflexionsbereich gebildet ist, so dass eine erste Speicherkapazität zwischen der ersten Speicherelektrode und der ersten transparenten Elektrode gebildet wird, und eine zweite Speicherelektrode, die unterhalb der Verbindungselektrode gebildet ist, so dass eine Speicherkapazität zwischen der zweiten Speicherelektrode und der Verbindungs-Elektrode gebildet wird; eine Speicherleitung, die um einen vorbestimmten Abstand von den Gate-Leitungen entfernt angeordnet ist, und die mit der ersten Speicherelektrode und der zweiten Speicherelektrode verbunden ist; ein zweites Substrat, das dem ersten Substrat gegenüberliegend und zugewandt angeordnet ist; und eine Flüssigkristallschicht, die zwischen das erste Substrat und das zweite Substrat eingefügt ist.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer transflektiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Bilden von Gate-Leitungen auf einem ersten Substrat, in dem ein Pixelbereich definiert wird, der einen ersten Bereich und wenigstens einen zweiten Bereich aufweist, und von Speicherleitungen jeweils parallel zu jeder Gate-Leitung, einer ersten Speicherelektrode, die von der Speicherleitung abzweigt und in dem ersten Bereich gebildet wird, und einer zweiten Speicherelektrode, die auf einer Grenze zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich gebildet wird; Bilden einer isolierenden Schicht auf der gesamten Oberfläche des ersten Substrats; Bilden von Daten-Leitungen, die die Gate-Leitungen jeweils überkreuzen, und eines Dünnschichttransistors auf jedem der Kreuzungspunkte der Gate-Leitungen mit den Daten-Leitungen; Bilden einer Mehrzahl von transparenten Elektroden die mit dem Dünnschichttransistor verbunden sind auf dem Pixelbereich und einer Verbindungs-Elektrode zum elektrischen Verbinden der Mehrzahl von transparenten Elektroden miteinander auf der zweiten Speicherelektrode; Bilden einer Reflexions-Elektrode auf der transparenten Elektrode in dem ersten Bereich; Anordnen eines zweiten Substrats gegenüberliegend von dem ersten Substrat und diesem zugewandt; und Einfügen einer Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat.
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Dementsprechend verbessert die vorliegende Erfindung ein Aperturverhältnis, indem die Fläche eines Transmissionsbereichs vergrößert wird gegenüber eine Fläche eines Reflexionsbereichs in einer transflektiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
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Ebenso stellt die vorliegende Erfindung die Gesamtspeicherkapazität sicher, verbessert eine Eigenschaft der Bildqualität und verbessert eine Eigenschaft des Betrachtungswinkels, indem in einer transflektiven LCD-Vorrichtung mit VA-Modus eine Mehrbereichs-Struktur gebildet wird und indem ein Speicherkondensator zwischen jeweiligen Bereichen gebildet wird.
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In der Zeichnung:
- 1 zeigt eine schematische Draufsicht, in der ein Bereich eines Pixelbereichs in einem Matrix-Substrat einer Mehrbereichs-LCD-Vorrichtung mit VA-Modus dargestellt ist, entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 zeigt eine Querschnittansicht von 1 entlang einer Linie I-I';
- 3 zeigt eine Draufsicht eines Matrix-Substrats einer transflektiven LCD-Vorrichtung mit VA-Modus entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 4 zeigt eine Querschnittansicht aus 3 entlang der einer Linie II-II'.
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Bezug wird nun im Detail genommen auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei Beispiele derselben in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
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Eine transflektive LCD-Vorrichtung mit VA-Modus weist sowohl einen Reflexionsbereich als auch einen Transmissionsbereich innerhalb einer Pixelbereichseinheit auf, so dass beide, sowohl eine Funktion einer Transmissions-LCD-Vorrichtung und eine Funktion einer Reflexions-LCD-Vorrichtung bereitgestellt sind. Die transflektive LCD-Vorrichtung mit VA-Modus kann beide Lichtquellen nutzen, sowohl Licht von einer Hintergrund-Beleuchtungseinheit als auch externes natürliches Licht oder externes künstliches Licht, und weist somit einen Vorteil auf, den Energieverbrauch ohne durch benachbarte Umgebungen hervorgerufene Beeinträchtigungen zu senken.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht, die einen Bereich eines Pixelbereichs in einem Matrix-Substrat einer Mehrbereichs-LCD-Vorrichtung mit VA-Modus darstellt, entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 zeigt eine Querschnittansicht von 1 entlang einer Linie I-I'.
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Bezugnehmend auf 1 und 2, weist die transflektive LCD-Vorrichtung mit VA-Modus ein Matrix-Substrat 100 auf. Gate-Leitungen 125 und Daten-Leitungen 139 des Matrix-Substrats 100 überkreuzen einander rechtwinklig, so dass Pixelbereiche P definiert werden. Ein Dünnschichttransistor (TFT) ist auf jedem der Kreuzungspunkte der Gate-Leitungen 125 mit den Daten-Leitungen 139 gebildet. Eine Pixelelektrode, die mit dem TFT verbunden ist, ist mittels eines Spaltes in einen ersten Bereich A und einen zweiten Bereich B unterteilt, so dass sie eine erste Pixelelektrode 161a und eine zweite Pixelelektrode 161b aufweist. Die erste Pixelelektrode 161a und die zweite Pixelelektrode 161b sind miteinander mittels einer Verbindungs-Pixelelektrode 160 verbunden.
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Der erste Bereich A und der zweite Bereich B sind elektrisch miteinander verbunden mittels der Verbindungs-Pixelelektrode 160. die die erste Pixelelektrode 161a mit der zweiten Pixelelektrode 161b verbindet, und werden mittels Signalen angesteuert, die von dem TFT übertragen werden.
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Der erste Bereich A des Matrix-Substrats der transflektiven LCD-Vorrichtung mit VA-Modus weist ferner eine Reflexionselektrode 149 auf oder unter der ersten Pixelelektrode 161a als einen Reflexionsbereich RA auf, und der zweite Bereich B nutzt die zweite Pixelelektrode 161b als einen Transmissionsbereich TA (eine Transmissions-Elektrode), so dass die transflektive LCD-Vorrichtung mit VA-Modus selektiv in einem Reflex-Modus und einem Transmissions-Modus betrieben werden kann.
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Ebenso weist der TFT eine Gate-Elektrode 123 auf, eine Source-Elektrode 135, eine Drain-Elektrode 137 und eine aktive Schicht 131, die auf der Gate-Elektrode 123 gebildet sind.
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Eine Speicherleitung 144 ist in einem vorbestimmten Abstand von und parallel zu der Gate-Leitung 125 gebildet. Die Speicherleitung 144 ist mit einer ersten Speicherelektrode 143a und einer zweiten Speicherelektrode 143b verbunden.
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Die erste Speicherelektrode 143a ist in einem Bereich des Reflexionsbereichs RA gebildet, und die zweite Speicherelektrode 143b ist unterhalb der Verbindungs-Pixelelektrode 160 gebildet.
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Eine Gate-isolierende Schicht 129, eine Passivierungsschicht 145 und eine organische isolierende Schicht 147, die zwischen der ersten Speicherelektrode 143a und der ersten Pixelelektrode 161a gestapelt sind, dienen als ein Dielektrikum, so dass ein erster Speicherkondensator Cst1 zwischen der ersten Speicherelektrode 143a und der ersten Pixelelektrode 161a oberhalb der ersten Speicherelektrode 143a gebildet ist. Ebenso ist ein zweiter Speicherkondensator Cst2 zwischen der zweiten Speicherelektrode 143b und der Verbindungs-Pixelelektrode 160 gebildet.
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Da der erste Speicherkondensator Cst1 und der zweite Speicherkondensator Cst2 zum Sicherstellen der Speicherkapazität in der transflektiven LCD-Vorrichtung mit VA-Modus, die die oben beschrieben Struktur aufweist, gebildet sind, ändert sich die Kapazität der Speicherkondensatoren Cst fast nicht, selbst wenn eine Größe des Reflexionsbereichs RA gesenkt wird und eine Größe des Transmissionsbereichs TA erhöht wird, so dass das Aperturverhältnis verbessert wird. Dementsprechend gibt es fast keine Schwankung in einem Pixelspannungsabfall ΔVp und somit verbessert sich nicht nur das Aperturverhältnis, sondern auch die Bildqualität verbessert sich.
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Folglich ist es möglich, einen Bereich des Reflexionsbereichs RA zu vergrößern gegenüber einem Bereich des Transmissionsbereichs TA, so dass ein für einen größeren Bildschirm erforderliches Aperturverhältnis und vom Nutzer benötigte Umgebung sichergestellt wird.
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Unterdessen kann die organische isolierende Schicht 147 Unebenheitsstrukturen 147a des Reflexionsbereichs RA aufweisen, so dass eine Reflexionsausbeute sogar noch weiter gesteigert wird, und kann einen geätzten Graben 148 des Transmissionsbereichs TA aufweisen, so dass eine doppelte Zelllücke gebildet wird. Die Reflexions-Elektrode 149 ist gebildet auf und entlang einer Kurve der Unebenheitsstruktur 147a des Reflexionsbereichs RA.
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Eine doppelte Zelllücke ist in dem Reflexionsbereich RA und dem Transmissionsbereich TA der transflektiven LCD-Vorrichtung mittels des geätzten Grabens 148 verwirklicht, der in dem Transmissionsbereich TA der organischen isolierenden Schicht 147 gebildet ist. Eine Zelllücke d1 des Transmissionsbereichs TA ist etwa doppelt so groß wie die Zelllücke d2 des Reflexionsbereichs RA, so dass sich Lichtausbeuten des Reflexionsbereichs RA und des Transmissionsbereichs TA verbessern.
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Bezugnehmend auf 2, liegt ein Farbfilter-Substrat 180, das eine Schwarzmatrix 181 und Farbfilter 182 aufweist, dem Matrix-Substrat 100 gegenüber und ist ihm zugewandt. Das Farbfiltersubstrat 180 weist eine gemeinsame Elektrode 185 auf.
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Ebenso ist eine dielektrische Vorwölbung 188 auf der gemeinsamen Elektrode 185 gebildet, so dass ein elektrisches Feld verzerrt wird, so dass ein Mehrbereichs-Effekt erzielt wird.
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Da eine Doppelbereich-LCD-Vorrichtung mit VA-Modus, die die oben genannte Struktur aufweist, Flüssigkristallmoleküle auf verschiedene Weisen ansteuern kann, unter Verwendung eines Pixelelektroden-Spaltes „s“ des Matrix-Substrats 100 und der dielektrischen Vorwölbung 188 des Farbfiltersubstrats 180 beim Ansteuern der LC, kann ein Mehrbereichs-Effekt verwirklicht werden. An diesem Punkt kann der erste Bereich A als der Reflexionsbereich RA verwendet werden, und der zweite Bereich B kann als der Transmissionsbereich TA verwendet werden, so dass ein Reflex-Modus und der Transmissions-Modus selektiv angesteuert werden können.
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Ebenso ist ein Aperturverhältnis verbessert, indem eine Fläche des Transmissionsbereichs vergrößert wird gegenüber der Fläche des Reflexionsbereichs in der transflektiven LCD-Vorrichtung.
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Ebenso stellt die vorliegende Erfindung die Gesamtspeicherkapazität sicher, verbessert eine Eigenschaft der Bildqualität und verbessert eine Eigenschaft des Betrachtungswinkels, indem eine Mehrbereichs-Struktur gebildet wird und indem ein Speicherkondensator zwischen den jeweiligen Bereichen in einer transflektiven LCD-Vorrichtung mit VA-Modus gebildet wird.
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3 zeigt eine Draufsicht eines Matrix-Substrats einer transflektiven LCD-Vorrichtung mit VA-Modus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 3 weist die transflektive LCD-Vorrichtung mit VA-Modus ein Matrix-Substrat 200 auf, das eine Vielzahl an TFTs aufweist, die als Schaltvorrichtungen fungieren, die in einer Matrix-Bauart angeordnet sind. Gate-Leitungen 225 und Daten-Leitungen 239 überkreuzen einander auf den TFTs.
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An diesem Punkt sind Bereiche, die mittels der Kreuzungspunkte der Gate-Leitungen 225 mit den Daten-Leitungen 239 festgelegt sind, als Pixelbereiche P definiert.
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Der TFT weist eine Gate-Elektrode 223 auf. eine Source-Elektrode 235. eine Drain-Elektrode 237 und eine aktive Schicht 231. die auf der Gate-Elektrode 223 gebildet sind.
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Ebenso ist eine Speicherleitung 244 um einen vorbestimmten Abstand entfernt von und parallel zu der Gate-Leitung 225 gebildet. Eine Vielzahl an Speicherelektroden 243. die mit der Speicherleitung 244 verbunden sind, sind in dem Pixelbereich P gebildet.
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Da eine Mehrbereichs-LCD-Vorrichtung mit VA-Modus, die die oben genannte Struktur aufweist. LC-Moleküle auf verschiedene Weisen unter Verwendung eines Pixelelektroden-Spaltes „s“ des Matrix-Substrats 200 und einer dielektrischen Vorwölbung 288 eines Farbfiltersubstrats 280 ansteuern kann, wenn die LC angesteuert werden, kann ein Mehrbereichs-Effekt erzielt werden. An diesem Punkt kann ein erster Bereich A als ein Reflexionsbereich RA verwendet werden und ein zweiter Bereich B und ein dritter Bereich C können als ein Transmissionsbereich TA verwendet werden, so dass ein Reflex-Modus und der Transmissions-Modus selektiv angesteuert werden können.
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An diesem Punkt kann ein Aperturverhältnis verbessert werden, indem eine Fläche eines Transmissionsbereichs TA vergrößert wird gegenüber der Fläche eines Reflexionsbereichs RA in der transflektiven LCD-Vorrichtung.
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Eine Reflexions-Elektrode 249 ist in dem Reflexionsbereich RA gebildet, und eine Pixelelektrode ist mit einer Drain-Elektrode 237 des TFT verbunden. Die Pixelelektrode ist in einen ersten Bereich A, einen zweiten Bereich B und einen dritten Bereich C unterteilt, mittels eines Spaltes „s“, so dass sie eine erste Pixelelektrode 261a, eine zweite Pixelelektrode 261b und eine dritte Pixelelektrode 261c aufweist. Die erste Pixelelektrode 261a. die zweite Pixelelektrode 261b und die dritte Pixelelektrode 261c sind mittels der ersten Verbindungs-Pixelelektrode 260a und der zweiten Verbindungs-Pixelelektrode 260b verbunden. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Pixelelektrode als transparente Elektrode nur in dem zweiten Bereich B gebildet wird.
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Ebenso sind die erste Pixelelektrode 261a und die Reflexions-Elektrode 249 in dem Reflexionsbereich RA gebildet, und die zweite Pixelelektrode 261b und die dritte Pixelelektrode 261c sind in dem Transmissionsbereich TA gebildet, so dass sie als Transmissionselektroden dienen.
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Der erste Bereich A. der zweite Bereich B und der dritte Bereich C sind elektrisch verbunden mittels einer ersten Verbindungs-Pixelelektrode 260a zum Verbinden der ersten Pixelelektrode 261a mit der zweiten Pixelelektrode 261b, und mittels einer zweiten Verbindungs-Pixelelektrode 260b zum Verbinden der zweiten Pixelelektrode 261b mit der dritten Pixelelektrode 261c, und werden mittels von dem TFT übertragenen Signalen angesteuert.
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Obwohl nicht dargestellt, ist eine organische isolierende Schicht 247, die eine Unebenheitsstruktur 247a zum noch weiteren Verbessern einer Reflexionsausbeute aufweist, in dem Reflexionsbereich RA gebildet. Ein geätzter Graben 248 ist in der organischen isolierenden Schicht 247 des Transmissionsbereichs TA gebildet, so dass eine doppelte Zelllücke gebildet ist. Die Reflexionselektrode 249 ist gebildet auf und entlang einer Kurve der Unebenheitsstruktur 247a des Reflexionsbereichs RA.
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Unterdessen sind, wie kurz oben beschrieben, eine Vielzahl an Speicherelektroden 243, die mit der Speicherleitung 244 verbunden sind, in dem Pixelbereich P gebildet.
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Die Speicherelektrode 243 weist eine erste Speicherelektrode 243a auf, eine zweite Speicherelektrode 243b und eine dritte Speicherelektrode 243c. Die erste Speicherelektrode 243a bildet einen ersten Speicherkondensator Cst1 unter Beteiligung der ersten Pixelelektrode 261a in dem Reflexionsbereich RA. die zweite Speicherelektrode 243b bildet einen zweiten Speicherkondensator Cst2 unter Beteiligung einer ersten Verbindungs-Pixelelektrode 260a zwischen dem ersten Bereich A und dem zweiten Bereich B. Ebenso bildet die dritte Speicherelektrode 243c einen dritten Speicherkondensator Cst3 unter Beteiligung einer zweiten Verbindungs-Pixelelektrode 260b zwischen dem zweiten Bereich B und dem dritten Bereich C.
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Die Summe der Kapazitäten des ersten Speicherkondensators Cstl, des zweiten Speicherkondensators Cst2 und des dritten Speicherkondensators Cst3 ergibt die Gesamtkapazität eines Pixel.
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Ein Bereich zwischen dem ersten Bereich A und dem zweiten Bereich B und ein Bereich zwischen dem zweiten Bereich B und dem dritten Bereich C sind mittels eines Spaltes „s“ um einen vorbestimmten Abstand voneinander getrennt, so dass die Pixelelektroden 261a, 261b und 261c getrennt sind. Da eine LC-Schicht 270, die in einer Position angeordnet ist, die dem Spalt „s“ entspricht, nicht angesteuert ist, kann die Speicherleitung 244 mit der zweiten Speicherelektrode 243b und der dritten Speicherelektrode 243c mittels der Position verbunden werden, an der der Spalt „s“ gebildet ist.
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Im Falle der transflektiven LD-Vorrichtung, die die Mehrbereichs-Struktur aufweist, ist ein Speicherkondensator im Allgemeinen in einem Reflexionsbereich RA gebildet. Wenn der Speicherkondensator Cst1 in dem Reflexionsbereich RA gebildet ist, und der Speicherkondensator Cst2 und der Speicherkondensator Cst3 in einem vorbestimmten Bereich des Transmissionsbereichs TA gebildet sind, d.h. die Verbindungs-Pixelelektrode zum elektrischen Verbinden der jeweiligen Bereiche, kann die Kapazität C sichergestellt werden. Folglich kann, wenn eine Größe des Reflexionsbereichs RA verringert wird, so dass das Aperturverhältnis verbessert wird, die Kapazität des entsprechenden Speicherkondensators kompensiert werden und ein Pixel-Spannungsabfall wird gesenkt, so dass die Bildqualität verbessert werden kann.
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An diesem Punkt dienen eine Gate-isolierende Schicht 229. eine Passivierungsschicht 245 und eine organische isolierende Schicht 247, die zwischen der Speicherleitung 244 und der Speicherelektrode 243 auf der einen Seite und der Pixelelektrode 261a und den Verbindungs-Pixelelektroden 260a und 260b auf der anderen Seite gestapelt sind, als Dielektrikum.
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Unterdessen wird die transflektive LCD-Vorrichtung mit VA-Modus gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur auf eine transflektive Mehrbereichs-LCD-Vorrichtung angewendet, die eine Tripelbereichs-Struktur aufweist, in der ein erster Bereich A als Reflexionsbereich RA genutzt wird und ein zweiter Bereich B und ein dritter Bereich C als Transmissionsbereiche TA genutzt werden, sondern auch auf eine transflektive Mehrbereichs-LCD-Vorrichtung, in der ein Pixelbereich in mindestens zwei Bereiche unterteilt ist und in der eine Fläche eines Reflexionsbereichs RA größer ist als die Fläche eines Transmissionsbereichs TA in der Mehrbereichs-Struktur.
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4 zeigt eine Querschnittansicht von 3 entlang einer Linie II-II'.
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Bezugnehmend auf 4, weist der erste Bereich A des Matrix-Substrats der transflektiven LCD-Vorrichtung mit VA-Modus ferner eine Reflexions-Elektrode 249 auf oder unter der ersten Pixelelektrode 261a als ein Reflexionsbereich RA auf, und der zweite Bereich B und der dritte Bereich C nutzen die zweite Pixelelektrode 261b bzw. die dritte Pixelelektrode 261c als Transmissionsbereiche TA (Transmissions-Elektroden), so dass die transflektive LCD-Vorrichtung mit VA-Modus selektiv in einem Reflex-Modus und in einem Transmissions-Modus betrieben werden kann.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer transflektiven LCD-Vorrichtung mit VA-Modus wird in einer Prozessordnung mit Bezug auf 4 beschrieben.
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Als erstes werden die Gate-Elektroden 223, die Gate-Leitungen 225, die Speicherleitungen 244, wobei die Speicherleitung 244 in einem vorbestimmte Abstand von den Gate-Leitungen 225 entfernt angeordnet sind, und die Speicherelektrode 243 auf dem Matrix-Substrat 200 gebildet.
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Die Speicherelektrode 243 weist die erste Speicherelektrode 243a, die zweite Speicherelektrode 243b und die dritte Speicherelektrode 243c auf. Die erste Speicherelektrode 243a bildet den Speicherkondensator Cst1 in dem Reflexionsbereich RA, die zweite Speicherelektrode 243b bildet den Speicherkondensator Cst2 zwischen dem ersten Bereich A und dem zweiten Bereich B und die dritte Speicherelektrode 243c bildet den Speicherkondensator Cst3 zwischen dem zweiten Bereich B und dem dritten Bereich C.
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Die Gate-isolierende Schicht 229, die eine erste isolierende Schicht darstellt, wird auf einer gesamten Oberfläche des Matrix-Substrats 200 inklusive der Gate-Leitungen 225 gebildet.
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Die aktive Schicht 231 und eine Ohm'sche Kontaktschicht 233 werden in einer Inselform auf der Gate-isolierenden Schicht 229 auf der Gate-Elektrode 223 gebildet.
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Als Nächstes werden die Source-Elektrode 235 und die Drain-Elektrode 237, die mit der Ohm'schen Kontaktschicht 233 verbunden sind, und die Daten-Leitungen 239, die mit der Source-Elektrode 235 verbunden ist, auf einer gesamten Oberfläche des Matrix-Substrats 200 inklusive der Ohm'schen Kontaktschicht 233 gebildet.
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An diesem Punkt können die Ohm'sche Kontaktschicht 233, die aktive Schicht 231. die Source-Elektrode 235, die Drain-Elektrode 237 und die Daten-Leitungen 239 unter Verwendung eines Maskenprozesses gebildet werden.
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Die Passivierungsschicht 245, die eine zweite isolierende Schicht darstellt, wird mittels Abscheiden eines isolierenden Materials auf dem Matrix-Substrat 200 inklusive der Daten-Leitungen 239 gebildet.
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Die Passivierungsschicht 245 ist eine anorganische isolierende Schicht, die mittels Abscheidens von SiNx oder SiO2 gebildet wird.
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Eine organische isolierende Schicht 247, die eine dritte isolierende Schicht 247 darstellt, wird auf der Passivierungsschicht 245 mittels Beschichtung mit einem Material, das aus der Gruppe transparenter organischer isolierender Materialien ausgewählt ist, die aus Benzo-Cyclobuten (BCB) und einem auf Acryl basierendem Harz besteht.
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Die Unebenheitsstruktur 247a wird in einem oberen Bereich der organischen isolierenden Schicht 247 in dem Reflexionsbereich RA gebildet.
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Ein erster geätzter Graben 248a und ein zweiter geätzter Graben 248b werden auf einem Bereich des Pixelbereichs P mittels Ätzen der Gate-isolierenden Schicht 229, der Passivierungsschicht 245 und der organischen isolierenden Schicht 247 gebildet.
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Der erste geätzte Graben 248a ist in einer Position gebildet, die dem zweiten Bereich B entspricht, der als der Transmissionsbereich TA1 verwendet wird, und der zweite geätzte Graben 248b wird in einer Position gebildet, die dem dritten Bereich C entspricht, der als der Transmissionsbereich TA2 verwendet wird.
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Der erste geätzte Graben 248a und der zweite geätzte Graben 248b bilden eine doppelte Zelllücke in dem Transmissionsbereich TA der transflektiven LCD-Vorrichtung. Eine Zelllücke d1 des Transmissionsbereichs TA wird so gebildet, dass sie etwa zweimal so groß ist wie die Zelllücke d2 des Reflexionsbereichs RA, so dass eine Lichtausbeute des Reflexionsbereichs RA und des Transmissionsbereichs TA verbessert wird.
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An diesem Punkt wird die dritte Speicherelektrode 243c, die zwischen dem zweiten Bereich B und dem dritten Bereich C gebildet ist, nicht freigelegt.
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Ebenso wird ein Drain-Kontaktloch 253 gebildet, das einen Bereich der Drain-Elektrode 237 freilegt.
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Eine transparente Pixelelektrode 261, die mit der Drain-Elektrode 237 verbunden ist und die in dem Pixelbereich P gebildet ist, wird gebildet, indem ein ausgewähltes Material aus der Gruppe der transparenten leitfähigen Metalle, die aus Indium-Zinnoxid (ITO) und Indium-Zinkoxid (IZO) besteht, auf der organischen isolierenden Schicht 247 abgeschieden und strukturiert wird.
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Die Pixelelektrode 261 wird unterteilt in einen ersten Bereich A, einen zweiten Bereich B und einen dritten Bereich C mittels Spalten „s“, so dass sie eine erste Pixelelektrode 261a, eine zweite Pixelelektrode 261b und eine dritte Pixelelektrode 261c aufweist. Die erste Pixelelektrode 261a, die zweite Pixelelektrode 261b und die dritte Pixelelektrode 261c sind miteinander verbunden mittels der Verbindungs-Pixelelektroden 260a und 260b.
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Ebenso werden die erste Pixelelektrode 261a und die Reflexions-Elektrode 249 in dem Reflexionsbereich RA gebildet, und die zweite Pixelelektrode 261b und die dritte Pixelelektrode 261c werden in dem Transmissionsbereich TA gebildet, so dass sie als Transmissions-Elektroden dienen.
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Der erste Bereich A, der zweite Bereich B und der dritte Bereich C werden elektrisch mittels einer ersten Verbindungs-Pixelelektrode 260a und einer zweiten Verbindungs-Pixelelektrode 260b miteinander verbunden, so dass die erste Pixelelektrode 261a, die zweite Pixelelektrode 261b und die dritte Pixelelektrode 261c verbunden sind und mittels von dem TFT übertragenen Signalen angesteuert werden.
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Die erste Pixelelektrode 261a wird in einer unebenen Struktur entlang der Unebenheitsstruktur 247a der organischen isolierenden Schicht 247 in dem Reflexionsbereich RA gebildet.
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Ebenso wird die Reflexions-Elektrode 249 in dem Reflexionsbereich RA gebildet, indem Metall, das exzellentes Reflexionsvermögen aufweist, wie Aluminium und eine Aluminiumlegierung (z.B. AINd), auf einer gesamten Oberfläche des Substrats inklusive der Pixelelektroden 261a, 261b und 261c abgeschieden und strukturiert wird.
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An diesem Punkt bildet die Reflexions-Elektrode 249 Unebenheit entlang der Unebenheitsstruktur 247a der organischen isolierenden Schicht 247 und der ersten Pixelelektrode 261a in dem Reflexionsbereich RA.
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Die Reflexions-Elektrode 249 kann sowohl unter der ersten Pixelelektrode 261a gebildet werden, als auch auf der ersten Pixelelektrode 261a.
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Ebenso liegt ein Farbfilter-Substrat 280, das eine Schwarzmatrix 281 und Farbfilter 282 aufweist, dem Matrix-Substrat 200 gegenüber und ist ihm zugewandt. Das Farbfilter-Substrat 280 weist eine gemeinsame Elektrode 285 auf.
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Ebenso wird eine dielektrische Vorwölbung 288 zum Verzerren eines elektrischen Feldes auf der gemeinsamen Elektrode 285 gebildet, so dass ein Mehrbereichs-Effekt erzielt wird. Eine vertikal ausgerichtete LC-Schicht 270 wird zwischen dem Matrix-Substrat 200 und dem Farbfilter-Substrat 280 eingefügt.
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Da eine Tripelbereichs-LCD-Vorrichtung mit VA-Modus, die die oben genannte Struktur aufweist, LC-Moleküle unter Verwendung von Pixelelektroden-Spalten „s“ des Matrix-Substrats 200 und der dielektrischen Vorwölbung 288 des Farbfilter-Substrats 280 beim Ansteuern der LC auf verschiedene Weisen ansteuern kann, kann ein Mehrbereichs-Effekt umgesetzt werden. An diesem Punkt kann der erste Bereich A als der Reflexionsbereich RA verwendet werden, und der zweite Bereich B und der dritte Bereich C können als Transmissionsbereiche TA verwendet werden, so dass ein Reflex-Modus und der Transmissions-Modus selektiv angesteuert werden können.
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In der Tripelbereichs-Struktur, die eine Ausführungsform der transflektiven LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, wird der erste Bereich A als Reflexionsbereich RA verwendet, der zweite Bereich B und der dritte Bereich C werden als Transmissionsbereich TA1 bzw. als Transmissionsbereich TA2 verwendet, so dass eine Fläche des Transmissionsbereichs TA größer wird als die Fläche des Reflexionsbereichs RA und somit ein Aperturverhältnis steigt. Ebenso kann, da der Speicherkondensator Cst1 in dem Reflexionsbereich RA gebildet wird, und der Speicherkondensator Cst2 und der Speicherkondensator Cst3 in einem vorbestimmten Bereich des Transmissionsbereichs TA, z.B. der Verbindungs-Pixelelektrode zum elektrischen Verbinden der jeweiligen Bereiche, gebildet werden, die Kapazität der Speicherkondensatoren sichergestellt werden. Folglich kann, sogar wenn eine Größe des Reflexionsbereichs RA verkleinert wird, so dass ein Aperturverhältnis verbessert wird, die Kapazität der Speicherkondensatoren kompensiert werden und somit kann die Bildqualität verbessert werden.
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Ein Verfahren zum Herstellen der transflektiven LCD-Vorrichtung mit VA-Modus, die die oben beschriebene Konstruktion aufweist, wird unten beschrieben.
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Als erstes werden Gate-Leitungen, eine zu den Gate-Leitungen parallele Speicherleitung, eine erste Speicherelektrode, die von der Speicherleitung abzweigt und in einem ersten Bereich gebildet ist, und eine zweite Speicherelektrode, die in einem Grenzbereich zwischen dem ersten Bereich und einem zweiten Bereich gebildet ist, auf einem ersten Substrat gebildet, wobei Pixelbereiche, die den ersten Bereich und den zweiten Bereich aufweisen, definiert werden.
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Eine isolierende Schicht wird auf einer gesamten Oberfläche des ersten Substrats gebildet.
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Danach werden Daten-Leitungen gebildet, die die Gate-Leitungen überkreuzen. An diesem Punkt werden TFTs auf den Kreuzungspunkten der Gate-Leitungen mit den Daten-Leitungen gebildet.
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Jeder der TFTs weist eine Gate-Elektrode auf, die jeweils von jeder Gate-Leitung hervorragt, eine isolierende Schicht, die auf der Gate-Elektrode gebildet ist, eine Halbleiterschicht, die auf einem der Gate-Elektrode entsprechenden Teil der isolierenden Schicht gebildet wird, und eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode, die voneinander auf der Halbleiterschicht getrennt angeordnet sind.
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Danach wird eine transparente Elektrode, die elektrisch mit dem TFT verbunden ist, in dem zweiten Bereich gebildet, und eine Reflexions-Elektrode, die mit dem TFT verbunden ist, wird in dem ersten Bereich gebildet.
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An diesem Punkt kann die transparente Elektrode unter der Reflexions-Elektrode gebildet werden.
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Eine Verbindungselektrode zum elektrischen Verbinden der transparenten Elektrode mit der Reflexions-Elektrode wird auf der zweiten Speicherelektrode gebildet. Die Verbindungselektrode kann aus demselben Material gebildet werden wie das Material der transparenten Elektrode in der gleichen Schicht.
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Ebenso wird ein zweites Substrat dem ersten Substrat gegenüber und ihm zugewandt angeordnet, und eine LC-Schicht wird zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat eingefügt.
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Hier können ferner zusätzlich Unebenheitsstrukturen unter der Reflexions-Elektrode gebildet werden.
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Unterdessen kann der erste Bereich ein Reflexionsbereich sein, der zweite Bereich kann ein Transmissionsbereich sein, und ferner kann ein dritter Bereich gebildet werden.
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Der erste Bereich, der zweite Bereich und der dritte Bereich können im Wesentlichen die gleiche Fläche aufweisen, und der zweite Bereich und der dritte Bereich können Transmissionsbereiche darstellen.
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Eine Verbindungselektrode zum elektrischen Verbinden der transparenten Elektrode oder der Reflexions-Elektrode, die in aneinander angrenzenden Bereichen gebildet sind, kann in einem Grenzbereich zwischen dem ersten Bereich, dem zweiten Bereich und dem dritten Bereich gebildet werden.
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Ebenso wird ferner eine dritte Speicherelektrode unter der Verbindungselektrode gebildet, so dass die Kapazität der Speicherkondensatoren in dem Pixelbereich ausreichend sichergestellt werden kann.
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Eine dielektrische Vorwölbung kann ferner auf dem zweiten Substrat gebildet werden. Die dielektrische Vorwölbung wird in einem Grenzbereich zwischen den Bereichen gebildet, so dass eine Steuerrichtung der LC-Moleküle festgelegt ist.
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Ebenso kann in der transflektiven LCD-Vorrichtung eine Zelllücke des zweiten Bereichs im Wesentlichen doppelt so groß sein wie die Zelllücke des ersten Bereichs , ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Das zweite Substrat weist ferner eine Schwarzmatrix auf, die an einer Position gebildet ist, die einem benachbarten Bereich des Pixel entspricht, und weist Farbfilter auf, die in Bereichen gebildet sind, die Pixelbereichen entsprechen.
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Die transflektive LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verbessert ein Aperturverhältnis, indem eine Fläche des Transmissionsbereichs vergrößert ist gegenüber der Fläche des Reflexionsbereichs.
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Ebenso stellt die vorliegende Erfindung die Gesamtspeicherkapazität sicher, verbessert eine Eigenschaft der Bildqualität und verbessert eine Eigenschaft des Betrachtungswinkels, indem eine Mehrbereichs-Struktur gebildet wird und indem ein Speicherkondensator zwischen jeweiligen Bereichen einer transflektiven LCD-Vorrichtung mit VA-Modus gebildet wird.
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Es ist offensichtlich für den Fachmann, dass verschieden Änderungen und Variationen der vorliegenden Erfindung gemacht werden können. Also ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die Änderungen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, sofern sie sich innerhalb des Anwendungsbereichs der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalenten befinden.
