DE3883697T2 - Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. - Google Patents

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

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Description

  • Die vorliegenden Erfindung betrifft eine Anordnung einer Flüssigkristall-Anzeigematrix, die Dünnschichttransistoren (im folgenden als TFT bezeichnet) als Adressiereinrichtungen benutzt.
  • Eine typische Struktur einer Anordnung einer Flüssigkristall-Anzeigematrix benutzt einen TFT als Adressiereinrichtung, der gegenläufig gestaffelt ist, wie es in den Figuren 7 (a) und 7 (b) gezeigt wird. Diese Flüssigkristall-Anzeigeanordnung besteht aus einer Gate Elektrode (Steuerelektrode; Torelektrode) 103, einem Gate Isolationsfilm 104, einem a-Si-Film 105, einem isolierenden Film 106, einem n&spplus; a-Si-Film 107, Quellenelektroden und Senkenelektroden (Austrittslektroden) 108, einer Bildeleinentelektrode 109 und einem Schutzfilm 110, der in Schichtform (dünne Folie) auf einem isolierenden Substrat 101 ausgebildet ist. Indem Glas als isolierendes Substrat 101 und Tantal (Ta) als Gate Elektrode 103 benutzt wird, so wird, wenn die Gate-Elektrode 103 auf dem Substrat durch Naßätzen strukturiert wird, das Ätzen des Tantals das Glas angreifen, was eine trübe und/oder rauhe Glasoberfläche zur Folge hat. Bisher ist keine Lösung dieses Problemes vorgeschlagen worden.
  • Die in der anhängigen europäischen Patentanmeldung 88305346 (veröffentlicht als EP-A-0 305 030) offenbarte Erfindung, die weiter hinten beschrieben wird, ist auf diese Aufgabenstellung ausgerichtet.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Problem des Auftretens von Brüchen in Quellenbusleitungen, wenn die in der oben erwähnten Anmeldung vorgeschlagene Schichtenfolge angewandt wird, und zielt auf eine Vermeidung derselben ab.
  • Das britische Patent GB 2050031 beschreibt Flüssigkristallanzeigen und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Die EP 0 209 113 beschreibt Flüssigkristallanzeigevorrichtungen mit Datenleitungen, die in einem mehrschichtigen Aufbau hergestellt sind und die es erlauben, daß der obere Leiter ohne Stufensprünge ausgebildet werden kann.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkristall- Anzeigeanordnung vorgeschlagen, die folgendes enthält: eine Vielzahl von Zeilenelektroden und Spaltenelektroden, wobei die Spaltenelektroden eine vorbestimmte Breite aufweisen; eine Vielzahl von an den Kreuzungen der Zeilen- und Spaltenelektroden ausgebildeten Dünnschichttransistoren, von denen jeder mit der Zeilenelektrode und der Spaltenelektrode, die sich an dieser Kreuzung entsprechend schneiden, verbunden ist; metallische Dünnschichtbereiche, die entlang und unter den Spaltenelektroden zwischen den Zeilenelektroden ausgebildet sind; und eine Vielzahl von Bildelementelektroden, von denen jede mit einem entsprechenden Dünnschichttransistor verbunden ist, so daß sie dadurch adressierbar ist; gekennzeichnet dadurch, daß besagte Vorrichtung eine isolierende Schicht beinhaltet, die auf dem isolierenden Substrat ausgebildet ist, daß besagte Zeilen- und Spaltenelektroden, besagte Dünnschichttransistoren und besagte Bildelementelektroden auf der isolierenden Schicht ausgebildet sind und daß beide Enden eines jeden der besagten metallischen Dünnschichtbereiche mit Ansätzen enden, die schmaler sind, als besagte vorbestimmte Breite der Spaltenelektroden.
  • Diese Ansätze ermöglichen es, dar die Quellenbuslinie die Bereiche der metallischen Dünnschicht in groben Zonen (Teilen) überlappt, so daß Brüche in der Quellenbusleitung vermieden werden.
  • Im folgenden wird auf die begleitenden Figuren bezug genommen, die im einzelnen folgendes enthalten:
  • Figur 1 zeigt einen Substrat-Grundriß einer Flüssigkristall- Anzeigeanordnung, die in der veröffentlichten anhängigen europäischen Patentanmeldung EP-A-0 305 030 beschrieben wird;
  • Figur 2 (a) zeigt eine Schnittdarstellung des Substrates entsprechend Figur 1, aufgenommen entlang der Linie IIA- IIA.
  • Figur 2 (b) zeigt eine Schnittdarstellung des Substrates entsprechend Figur 1, aufgenommen entlang der Linie IIB-IIB;
  • Figur 2 (c) zeigt eine Schnittdarstellung des Substrates entsprechend Figur 1, aufgenommen entlang der Linie IIC- IIC;
  • Figur 3 zeigt eine Grundrißansicht des Substrates einer Flüssigkristall-Anzeigeanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung;
  • Figur 4 (a) zeigt eine Schnittdarstellung des Substrates nach Figur 3, aufgenommen entlang der Linie IIIA-IIIA;
  • Figur 4 (b) zeigt eine Schnittdarstellung des Substrates nach Figur 3, aufgenommen entlang der Linie IIID-IIID;
  • Figur 4 (c) zeigt eine Schnittdarstellung des Substrates nach Figur 3, aufgenommen entlang der Linie IIIB-IIIB;
  • Figur 4 (d) zeigt eine Schnittdarstellung des Substrates nach Figur 3, aufgenommen entlang der Linie IIIC-IIIC;
  • Figur 5 zeigt den Endbereich eines Dünnschichtbereiches des Substrates nach Figur 3 in verstärkter Ausführung;
  • Figur 6 illustriert die strukturelle Abweichung des verstärkten Dünnschichtbereiches 11 im Verhältnis zu der Quellenbusleitung 8' auf dem Substrat nach Figur 1;
  • Figur 7 (a) zeigt eine Grundrißansicht des Substrates einer konventionellen Flüssigkristall-Anzeigeanordnung und
  • Figur 7 (b) zeigt eine Schnittdarstellung des Substrates nach Figur 7 (a), aufgenommen entlang der Linie IA-IA.
  • Im folgenden wird eine Flüssigkristall-Anzeigeanordnung beschrieben und im Anschluß daran folgt die Beschreibung der vorliegenden Erfindung.
  • In einer farbigen Flüssigkristall-Anzeigeanordnung ist eine Vielzahl von transparenten Elektroden auf jedem von zwei transparenten Substraten ausgebildet, und ein Farbfilter ist auf beiden der zwei transparenten Substraten angeordnet. Die beiden transparenten Substrate liegen sich gegenseitig mit den Oberflächen, die die transparenten Elektroden in sich tragen, gegenüber, wobei eine Flüssigkristallschicht dazwischenliegt. Die gesamte Oberfläche eines jeden transparenten Substrates, die der Flüssigkristallschicht gegenüberliegt, ist mit einem Orientierungs (Ausrichtungs) Film bedeckt. Der Abstand zwischen den Orientierungsfilmen wird ausgefüllt mit sogenannten TN (verdrehten nematischen) Flüssigkristallen. Eine Polarisationsschicht (Platte) ist auf der gegenüberliegenden Seite eines jeden transparenten Substrates und der Flüssigkristallschicht abgewandt angeordnet. In der Flüssigkristallanzeigeanordnung des oben beschriebenen Aufbaus wird für den Fall, daß an die transparenten Elektroden Spannung angelegt wird, die optische Charakteristik des Flüssigkristalles, an den Spannung angelegt ist, wechseln, so dar der Flüssigkristall Licht hindurchlädt oder blockiert, in Abhängigkeit von der Richtung der Polarisationsachse jeder Polarisationsschicht. Deshalb kann eine farbige Anzeige dadurch erzielt werden, daß Spannung selektiv an die transparenten Elektroden angelegt wird.
  • Im allgemeinen liegt die Vielzahl von Elektroden eines der beiden transparenten Substrate der anderen Vielzahl von Elektroden auf dem anderen transparenten Substrat gegenüber und kreuzt diese, wobei an den Kreuzungen Bildelemente ausgebildet werden. Ein Substrat von der Art einer Flüssigkristallanzeigeanordnung, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, enthält Adressiereinrichtungen, von denen jede mit einem der Bildelemente korrespondiert, die in einer Matrix angeordnet sind.
  • Eine Flüssigkristall-Anordnung, wie sie in der anhängigen europäischen Patentanmeldung EP-A-0 305 030 beansprucht wird, wird nun unter bezug auf die Figuren 1, 2 (a), 2 (b), 2 (c) und 6 beschrieben. Auf einem isolierenden Substrat 1, bestehend aus Glas, ist eine isolierende Schicht 2 aus Tantalpentoxid (Ta&sub2;O&sub5;) durch Sputtern aufgebracht, die eine Dicke von 3000 Å aufweist. Danach wird eine Tantal (Ta) Schicht mit einer ungefähren Stärke von 3000 Å darauf durch Sputtern aufgebracht und fotolithografisch strukturiert, um eine Gate Elektrode 3 und eine metallische Dünnschicht 11 auf der gleichen Ebene auszubilden. Als nächstes wird darauf ein isolierender Film 4 aus SiNx in der Stärke von ca. 4000 Å durch Plasma CVT aufgebracht, sowie eine Halbleiterschicht aus amorphem Si (a-Si), die ca. 300 Å dick ist. Weiterhin wird eine isolierende Schicht von SiNx von ca. 2000 Å Dicke darauf aufgebracht. Die Halbleiterschicht und die isolierende Schicht werden fotolitographisch geätzt, um eine Halbleiterschicht 5 und eine Isolierschicht 6 entsprechend auszubilden.
  • Danach wird eine Halbleiterschicht von n&spplus; amorphem Si (n&spplus; a-Si) mit einer Dicke von ca. 400 Å durch Plasma CVD ausgebildet und durch ein fotolithografisches Ätzverfahren strukturiert, um eine strukturierte Halbleiterschicht 7 auszubilden. Ti, Mo oder W wird darauf mit einer Stärke von ca. 3000 Å durch Sputtern oder durch Elektronenstrahlverdampfungsverfahren aufgebracht. Die Ti, Mo oder W-Schicht, derart ausgebildet, wird fotolithografisch geätzt, um eine Quellen- oder Senkenelektrode 8 auszubilden. Eine transparente leitende Schicht, die im wesentlichen aus Indiumoxid besteht, wird dann in einer Stärke von ca. 1000 Å durch Sputtern oder durch Elektronenstrahlverdampfung aufgebracht und durch fotolithografische Ätzung strukturiert, um eine Anzeigebildelementelektrode 9 auszubilden. Zum Schluß wird ein Schutzfilm 10 aus SiNx von etwa 5000 Å Dicke durch Plasma CVD darauf ausgeformt. In der Anordnung einer Flüssigkristall-Anzeigematrix, die derart hergestellt wird, werden somit metallische Dünnschichtbereiche 11 aus dem gleichen Material wie die Gate Elektrode 3 in der gleichen Ebene ausgebildet, wie die Gate Elektrode 3 unter der Quellenbusleitung 8'. In dem illustrierten Aufbau sind die metallischen Dünnschichtbereiche 11 weiter, als die Quellenbusleitungen 8', obwohl die ersteren die gleiche Breite wie die letzteren aufweisen können.
  • Die metallischen Dünnschichtbereiche 11 schützen das isolierende Substrat 1 vor einem Angriff durch das Ätzmittel und minimieren die Möglichkeit/Wahrscheinlichkeit von gebrochenen Quellenbusleitungen.
  • Die TFT, die entsprechend dem oben genannten Verfahren hergestellt werden und die als Adressiereinrichtungen dienen, werden jeweils für eines der Bildelemente der Anzeigevorrichtung bereitgestellt. Die Bildelemente sind matrixförmig angeordnet.
  • In der Flüssigkristall-Anzeigeanordnung, wie sie oben beschrieben ist, kann die Quellenbusleitung 8' an dem Punkt brechen, an dem die Quellenbusleitung 8' und die Dünnschicht 11 eine Stufe bilden, verursacht eben durch diese Stufen 11a und 11b an den Enden der Dünnschichtbereiche 11 und insbesondere, wenn die Quellenbusleitung 8' von dem Dünnschichtbereich 11 beim Strukturieren abweicht (wie in Figur 6 gezeigt).
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich darauf, dieses Problem zu lösen und eine Ausgestaltung wird nun unter bezug auf die Figuren 3, 4 (a) bis 4 (d) und 5 der Zeichnungen beschrieben. Die Figuren 4 (a) bis 4 (d) zeigen Schnittdarstellungen des Substrates entlang der Linien IIIA-IIIA, IIID-IIID, IIIB-IIIB bzw. IIIC-IIIC der Figur 3. Figur 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Endes einer verstärkten Dünnschicht 11.
  • Die isolierende Schicht 2 aus Tantalpentoxid (Ta&sub2;O&sub5;) wird in einer Dicke von ca. 3000 Å durch Sputtern auf einem isolierenden Substrat 1 aus Glas hergestellt. Als nächstes wird eine Tantalschicht (Ta) in der Stärke von ca. 3000 Å durch Sputtern aufgebracht und durch fotolithografische Verfahren strukturiert, um eine Gate- Elektrode 3 und eine Quellenbusleitung, die Dünnschichtbereiche 11 in der gleichen Ebene verstärkt, auszuformen. Die verstärkenden Dünnschichtbereiche 11 weisen an beiden Enden Ansätze 11c und 11d auf. Wie oben in bezug auf die Flüssigkristall-Anordnung entsprechend der Figur 1 beschrieben, dient die verstärkende Dünnschicht 11 auch dazu, die Quellenbusleitung zu nivelieren. In der Ausgestaltung entsprechend der Figuren 3 und 4 weisen die verstärkenden Dünnschichtbereiche 11 die gleiche Breite auf, wie die Quellenbuslinien 8'.
  • Eine isolierende Schicht 4 aus SiNx wird dann in einer Stärke von 4000 Å durch Plasma CVD aufgebracht, sowie eine Halbleiterschicht aus amorphem Silizium (a-Si) mit einer Stärke von ca. 300 Å. Eine isolierende Schicht aus SiNx wird weiterhin mit einer Stärke von ca. 2000 Å ausgebildet. Die obige Halbleiterschicht und die isolierende Schicht werden fotolithografisch zu einer Halbleiterschicht 5, sowie zu einer isolierenden Schicht 6 entsprechend strukturiert. Als nächstes wird eine n&spplus; amorphe Silizium (n&spplus;a-Si) Halbleiterschicht mit einer Stärke von ca. 400 Å durch Plasma CVD ausgebildet und wird durch fotolithografisches Ätzen zu einer Halbleiterschicht 7 strukturiert.
  • Ti, Mo oder W wird darauf aufgebracht in einer Stärke von ca. 300 Å durch Sputtern oder Elektronenstrahlverdampfungsverfahren und wird fotolithografisch geätzt, um eine Quellen und eine Senkenelektrode 8 und Quellenbusleitungen 8' gleichzeitig auszubilden. Eine transparente leitfähige Schicht, die im wesentlichen aus Indiumoxid besteht, wird dann in einer Dicke von ca. 1000 Å durch Sputtern oder Elektronenstrahlverdampfungsverfahren aufgebracht und wird fotolithografisch strukturiert, um Bildelementelektroden 9 auszubilden. Zum Schlug wird ein Schutzfilm 10 aus SiNx ausgebildet in einer Stärke von ca. 5000 Å, durch Plasma CVD.
  • Auf diese Weise wird ein Feld (Platte) einer Flüssigkristall-Anzeigematrix erhalten, deren verstärkte Dünnschichtbereiche 11 am Ende Ansätze aufweisen.
  • Die verstärkten Dünnschichtbereiche mit den unter der Quellenbusleitung ausgebildeten Ansätzen verhindert, daß die Quellenbusleitung 8' bricht, wenn das Muster der verstärkenden Dünnschicht 11 von dem Muster der Quellenbusleitung 8' abweicht. Wie in Figur 5 gezeigt, wird ein Leitungsbruch in der Zone "A" erwartet werden en, wenn der verstärkte Dünnschichtbereich 11 von der Strukturierung der Quellenbusleitung 8' abweicht. Entsprechend der Ausgestaltung der Erfindung überlappt jedoch der Verstärkungsschichtbereich 11 in einer größeren Zone die Quellenbusleitung 8', und die Ansätze der verstärkenden Dünnschicht 11 verhindern somit einen Bruch der Quellenbusleitung 8'.
  • Entsprechend der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, ist der verstärkende Dünnschichtbereich, der in rechteckiger Form unter der Quellenbusleitung ausgebildet ist, an seinen beiden Enden mit Ansätzen versehen, wobei die entsprechende Anordnung einer Flüssigkristall-Anzeigematrix im wesentlichen frei von Brüchen in der Quellenbusleitung ist, die ansonsten durch die Abweichungen in der Strukturierung der Quellenbusleitung von der verstärkten Dünnschicht unter der Quellenbusleitung verursacht wären.

Claims (7)

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem isolierenden Substrat (1) auf dessen Oberfläche folgendes aufgetragen ist:
eine Vielzahl von Zeilenelektroden (3) und Spaltenelektroden (8'), wobei die Spaltenelektroden (8') eine vorbestimmte Breite aufweisen;
eine Vielzahl von an den Kreuzungen der Zeilen- und Spaltenelektroden ausgebildeten Dünnschichttransistoren, von denen jeder mit der Zeilenelektrode und der Spaltenelektrode, die sich an dieser Kreuzung entsprechend schneiden, verbunden ist;
metallische Dünnschichtbereiche (11), die entlang und unter den Spaltenelektroden (8') zwischen den Zeilenelektroden (3) ausgebildet sind; und
eine Vielzahl von Bildelementelektroden (9), von denen jede mit einem entsprechenden besagten Dünnfilmtransistor verbunden ist, so daß sie dadurch adressierbar ist;
dadurch gekennzeichnet, daß besagte Vorrichtung eine isolierende Schicht (2) beinhaltet, die auf dem isolierenden Substrat (1) ausgebildet ist, daS besagte Zeilen- und Spaltenelektroden, besagte Dünnschichttransistoren und besagte Bildelementelektroden auf der isolierenden Schicht ausgebildet sind und daß beide Enden (11a, 11b) eines jeden der besagten metallischen Dünnschichtbereiche (11) mit Ansätzen (11c, 11d) enden, die schmaler sind als besagte vorbestimmte Breite der Spaltenelektroden (8').
2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei besagte Bereiche (11c, 11d) eine rechtwinklige Anordnung aufweisen.
3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei besagte metallische Dünnschichtbereiche (11) in der gleichen Ebene ausgebildet sind wie die Zeilenelektroden (3).
4. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zeilenelektroden (3) und die metallischen Dünnschichtbereiche (11) aus dem gleichen Material bestehen.
5. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Zeilenelektroden (3) und die metallischen Dünnschichtbereiche (11) aus Tantal bestehen und die gleiche Stärke aufweisen.
6. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der isolierende Film (2) aus Tantalpentoxid besteht.
7. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei besagte metallische Dünnschichtbereiche (11) die gleiche Breite aufweisen, wie besagte Spaltenelektroden (8'), ausgenommen an ihren Enden (11a, 11b).
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