DE68921591T2

DE68921591T2 - Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

Info

Publication number: DE68921591T2
Application number: DE68921591T
Authority: DE
Inventors: Yuji Hayashi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2009-12-29
Also published as: DE68921591D1; US5159476A; EP0376329A3; EP0376329A2; EP0376329B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit mit mehreren in einer Matrix angeordneten Pixeln.

Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik

Ein einzelnes Pixel in einer Flüssigkristall-Anzeigetafel ist in Fig. 8 schematisch veranschaulicht. In Fig. 8 beinhaltet das Pixel, das auch als Flüssigkristallzelle LC bezeichnet wird, eine transparente Pixelelektrode 1, die auf einem transparenten Substrat ausgebildet ist, das zusammen mit einem zweiten Substrat ein Flüssigkristallmaterial einbettet. Ein schaltender Dünnfilmtransistor 2 ist vorhanden, um die Pixelelektrode 1 anzusteuern; eine Adreßleitung 3 ist vorhanden, um eine Zeile einzelner Pixel auszuwählen, und sie liegt zwischen Zeilen von Pixelelektroden 1; und eine Signalelektrode 4, die zwischen Spalten von Pixelelektroden 1 liegt, liefert ein Bildsignal an die Elektroden. Jeder Dünnfilmtransistor 2 ist mit einem Drain 2d, der mit einer Pixelelektrode 1 verbunden ist, einer Source 25, die mit einer Signalleitung 4 verbunden ist, und einem Gate 29 versehen, das mit einer Adreßleitung 3 verbunden ist.
In Fig. 8 ist ein Ersatzschaltbild für jedes Pixel oder jede Flüssigkristallzelle LC dargestellt In einer Flüssigkristall-Anzeigetafel ist es erforderlich, zu jedem der Pixel LC einen Speicherkondensator Cs hinzuzufügen, um die Bildqualität zu verbessern. Die Kapazität des Speicherkondensators Cs wird so maximiert, daß Flackern verhindert ist. Der Speicherkondensator Cs kann dadurch hergestellt werden, daß die Pixelelektrode 1 einem Teilbereich der Adreßleitung 3 oder einem Teilbereich der Signalleitung 4 überlagert wird, wobei ein Isolier-Zwischenschichtfilm zwischen ihnen liegt. Bei dem in Fig. 8 veranschaulichten Beispiel ist der Speicherkondensator Cs zwischen der Pixelelektrode 1 und der Adreßleitung 3 ausgebildet.
Derzeit ist die technische Entwicklung bei Flüssigkristall- Anzeigetafeln darauf gerichtet, eine größere Bildfläche und höhere Auflösung zu erzielen. Wenn jedoch der Pixelabstand für verbesserte Auflösung verringert wird, wird es unmöglich, bei einem Speicherkondensator Cs, der dadurch gebildet wird, daß die Pixelelektrode 1 der Adreßleitung 3 oder der Signalleitung 4 überlagert wird, wie vorstehend beschrieben, ausreichend große Kapazität zu erzielen. Um ausreichend große Kapazität zu erzielen, kann an eine Maßnahme gedacht werden, bei der eine ausschließliche Elektrodenleitung für alleine die Kapazität ausgebildet wird, um einen Speicherkondensator Cs mit gewünschtem Wert zwischen der Pixelelektrode und einer solchen ausschließlichen Leitung herzustellen. Da eine solche ausschließliche Elektrodenleitung mit einem unveränderlichen Potential versorgt werden kann, wird sie nicht in schädlicher Weise durch irgendwelche Potentialschwankungen auf der Adreßleitung in bezug auf die Signalleitung beeinflußt, um schließlich eine Verbesserung der Bildqualität zu erzielen. Jedoch muß die ausschließliche Elektrodenleitung für den Kondensator Cs aus einem transparenten Material oder dergleichen bestehen, um eine solche Maßnahme mit einer ausschließlichen Elektrodenleitung zu realisieren, ohne daß die Aperturgröße oder das Aperturverhältnis eines Pixels geändert wird. Dies erhöht unglücklicherweise die Anzahl von Schritten beim Herstellprozeß und führt zu Nachteilen hinsichtlich der Ausbeute und der Produktionskosten.
Es wird erneut auf Fig. 8 Bezug genommen, gemäß der die Pixelelektrode 1 in einem Teilbereich, in dem der Dünnfilmtransistor 2 ausgebildet ist, mit einem quadratischen Rücksprung 1a versehen ist. Der Drain 2d des Dünnfilmtransistors 2 ist mit der Pixelelektrode 1 verbunden und die Source 2s ist mit der Signalleitung 4 auf solche Weise verbunden, daß der Dünnfilmtransistor 2 den quadratischen Rücksprung Ia in der Pixelelektrode 1 überbrückt. Das Gate 2g des Transistors 2 ist mit einem Kontaktteilbereich 3a verbunden, der sich von der Adreßleitung 3 zum quadratischen Rücksprung 1a hin erstreckt.
Im allgemeinen ist es in einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit mit mehreren in einer Matrix mit Schalttransistoren angeordneten Pixeln erforderlich, den Ein-Widerstand des Schalttransistors 2 zu verringern, um während einer Auswahlperiode der Flüssigkristallzelle LC ein Signal zuzuführen.
In Flüssigkristall-Anzeigeeinheiten, bei denen Dünnfilmtransistoren 2 aus amorphem Silicium oder polykristallinem Silicium zur Verwendung als Schalttransistoren bestehen, ist die Beweglichkeit der Ladungsträger gering, so daß das Verhältnis W/L der Kanalbreite W zur Kanallänge L (wie in Fig. 8 dargestellt) auf einen relativ großen Wert eingestellt wird, um den Ein-Widerstand des Dünnfilmtransistors 2 zu verringern. Demgemäß vergrößert dies die Fläche des Dünnfilmtransistors 2 und führt zu einer Verringerung der Fläche des Pixelteilbereichs, was zu einer Verringerung der Aperturgröße oder des Aperturverhältnisses der Pixel führt. Demgemäß schlägt der Versuch, die Pixelfläche zu verringern, während die Auflösung verbessert wird, fehl.
Eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des beigefügten Anspruchs 1 ist im Dokument DE-A-31 13 041 beschrieben. Eine ähnliche Anzeigeeinheit ist aus dem Dokument EP-A-103 523 bekannt, bei welcher Anzeigeeinheit sich jedoch die Signal leitungen statt der Adreßleitungen über Elektrodenzuleitungen für Speicherkondensatoren erstrecken.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit eine große Bildfläche mit hoher Auflösung zu erzielen.
Diese Aufgabe wird durch die Anzeigeeinheit gemäß der Lehre des beigefügten Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeeinheit verfügt über eine passende Anzahl von Pixeln oder Zellen LC zum Darstellen eines Vollbilds, wobei zwei vertikale Pixel, die einer ungeradzahligen Zeile und einer geradzahligen Zeile entsprechen, gleichzeitig ausgewählt und ohne Zeilensprung angesteuert werden, um ein Bild anzuzeigen. Die Schalttransistoren Tr für die Pixel in zwei einander benachbarten Zeilen X1 und X2, X3 und X4 usw. sind gemeinsam mit derselben Adreßleitung 13 verbunden, so daß die Anzahl von Adreßleitungen 13 auf die Hälfte verringert ist. Eine gemeinsame, einen Kondensator bildende Elektrodenleitung 14 für die zwei einander benachbarten Pixel ist gleichzeitig zwischen den Adreßleitungen 13, d.h. zwischen den Zeilen X2 und X3, X4 und X5 usw. vorhanden, wo die Adreßleitungen weggelassen sind. So wird ein zusätzlicher Speicherkondensator Cs im Bereich gebildet, in dem die Elektrodenleitung 14 vorhanden ist, so daß für den Speicherkondensator Cs eine ausreichend große Kapazität erzielt werden kann, ohne das Aperturverhältnis eines Pixels zu ändern. Anders gesagt, weist der zusätzliche Speicherkondensator Cs trotz einer Verringerung des Pixelabstands einen ausreichend großen Wert auf.
Aufgrund des Anlegens eines unveränderlichen Potentials an die Elektrodenleitung 14 wird verhindert, daß der zusätzliche Speicherkondensator eine Last auf der Adreßleitung 13 darstellt. Daher ist ein schneller Betrieb der Anzeigeeinheit möglich, während die Vorteile einer großen Bildanzeigefläche und hoher Auflösung geschaffen sind. Zusätzlich zu den vorstehenden Vorteilen ist, da der Speicherkondensator keine Last auf der Adreßleitung darstellt, die Belastung für den Treiber für die Vertikalabrasterung verringert, um möglicherweise die Treiberschaltung zu vereinfachen.
Die Elektrodenleitung 14 für den zusätzlichen Speicherkondensator Cs wird dadurch hergestellt, daß dieselbe Schicht wie für die Adreßleitung 13 verwendet wird, wobei sowohl die Leiterschicht als auch die Isolatorschicht für den zusätzlichen Speicherkondensator Cs dadurch hergestellt werden, daß Verlängerungen des Halbleiter-Dünnfilms des Transistors und eine Verlängerung des Gateisolierfilms desselben verwendet werden. So kann der vorliegende Kondensator ausgebildet werden, ohne daß zusätzliche Schritte im Herstellprozeß erforderlich sind.
Ferner sorgt die Erfindung dafür, daß jeder der Schalttransistoren aus einem Dünnfilm- oder einem Ultradünnfilm-Transistor 2 mit hoher Ladungsträgerbeweglichkeit besteht, der unter einer Signalleitung 4 ausgebildet ist. Es ist daher möglich, die Adreßleitungen 3 linear auszubilden, während Transistoren 2 unter den Signalleitungen 4 liegen, wodurch das Aperturverhältnis der Pixel verbessert wird, um den maximal zulässigen Wert in bezug auf die einschlägige Konstruktionsregel zu erzielen. Dies wird in Anzeigeeinheiten noch wirkungsvoller, bei denen eine Verringerung der Pixelfläche beim Fortschreiten zu höherer Auflösung vorliegt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine beispielhafte Flüssigkristall-Anzeigeeinheit, die die Prinzipien der Erfindung verkörpert;
Fig. 2 ist ein Ersatzschaltbild der in Fig. 1 dargestellten Flüssigkristall-Anzeigeeinheit;
Fig. 3A ist ein schematisches Diagramm, das ein Musterlayout für den Halbleiterdünnfilm einer ersten Schicht und einen Gateisolatorfilm für die beispielhafte Flüssigkristall- Anzeigeeinheit von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3B ist ein schematisches Diagramm eines Musterlayouts von Adreßleitungen und Kondensatoren bildenden Elektrodenleitungen für die Flüssigkristall-Anzeigeeinheit von Fig. 1;
Fig. 3C ist ein schematisches Diagramm eines Musterlayouts für Signalleitungen für die beispielhafte Flüssigkristall- Anzeigeeinheit;
Fig. 3D ist ein schematisches Diagramm eines Musterlayouts eines Dünnfilmtransistors für die beispielhafte Flüssigkristall-Anzeigeeinheit;
Fig. 4 ist eine schematische Draufsicht auf ein einzelnes Pixel oder eine Flüssigkristallzelle eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 5 ist ein Ersatzschaltbild einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit, das dazu verwendet wird, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern;
Fig. 6 ist ein Ersatzschaltbild einer anderen Flüssigkristall-Anzeigeeinheit zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung;
Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 4, der die Anordnung von Schichtelementen gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf ein Pixel oder eine Flüssigkristallzelle einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit; und
Fig. 9 ist ein Ersatzschaltbild der Flüssigkristallzelle von Fig. 8.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBETSPIELE

In einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit ist normalerweise ein Flackern auffällig, wenn nicht die Pixel in der Anzeigeeinheit pro Halbbild überschrieben werden. Aus diesem Grund werden in einer Flüssigkristall-Anzeigetafel mit z.B. 400 vertikalen Pixeln zum Darstellen von Fernsehsignalen für ein Vollbild alle Pixel pro Halbbild unter Verwendung z.B. eines Halbbildspeichers überschrieben, um das Auftreten von Flakkern (15 Hz) durch abwechselndes Ansteuern der Flüssigkristallzellen zu verhindern. Anders gesagt, wird das Signaldisplay in einem Modus ohne Zeilensprung betrieben.
Gemäß dem Ersatzschaltbild von Fig. 5 sind zwei Signalleitungen 4a und 4b (z.B. die Signalleitungen 4a1, 4b1; 4a2, 4b2; ...) für jede Spalte von Pixeln oder Flüssigkristallzellen LC vorhanden. Die ungeradzahligen abwechselnden Pixel LC11, LC13, ...; LC21, LC23, ... usw. in jeder Spalte sind gemeinsam mit einer entsprechenden Signalleitung 4a für diese Spalte verbunden, während die geradzahligen abwechselnden Pixel LC12, LC14, ...; LC22, LC24, ... usw. in jeder Spalte gemeinsam mit der anderen Signalleitung 4b verbunden sind. Adreßleitungen 3&sub1;, 3&sub2;, 3&sub3;, 3&sub4;, ... sind für die einzelnen Pixelzeilen vorhanden. Das Ansteuern der Pixel LC erfolgt so, daß zwei Adreßleitungen 3&sub1; und 3&sub2;, 3&sub3; und 3&sub4;, ..., die einer ungeradzahligen Zeile und einer geradzahligen Zeile entsprechen, gleichzeitig ausgewählt werden, und daß Signale eines ungeradzahligen Halbbilds und eines geradzahligen Halbbilds gleichzeitig den zwei Signal leitungen 4a und 4b zugeführt werden, um sequentielle, selektive Anzeige zweier vertikaler Pixel LC11 und LC12, LC21 und LC22, ...; LC13 und LC14, LC23 und LC24, ... usw. vorzunehmen. Daher werden, wenn ein solches Ansteuerverfahren verwendet wird, die Adreßleitungen für die Pixel in jeweils benachbarten ungeradzahligen und geradzahligen Reihen gemeinsam verwendet.
Wie in Fig. 6 dargestellt, kann diese Ansteuerung ohne Zeilensprung mit Adreßleitungen 3a, 3b, ... erfolgen, die zwischen abwechselnden Pixelzeilen liegen. So wird es möglich, die Anzahl von Adreßleitungen auf die Hälfte zu verringern. In Anbetracht des Musterlayouts müssen die transparenten Pixelelektroden LC voneinander beabstandet sein. Bei der Erfindung sind die Adreßleitungen in den abwechselnden Zwischenräumen zwischen Zeilen angeordnet, so daß ihre Zahl auf die Hälfte verringert ist. Ein zusätzlicher Speicherkondensator wird durch eine Kombination aus einer Elektrodenleitung, die zwischen den anderen abwechselnden Zeilen, in denen die Adreßleitungen weggelassen sind, und einer Verlängerung eines Gateisolatorfilms des Transistors angeordnet sind, und einer Verlängerung des Halbleiterdünnfilms des Transistors gebildet. Dann wird ein unveränderliches Potential an die Elektrodenleitungen angelegt.
Nachfolgend wird eine beispielhafte Flüssigkristall-Anzeigetafel gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 beschrieben. Das Beispiel repräsentiert das Anwenden der Erfindung auf eine Flüssigkristall-Anzeigetafel, die zum Darstellen eines Vollbildes mit z.B. 400 vertikalen Pixeln konstruiert ist.

Beispiel 1

In Fig. 1 sind transparente Pixelelektroden 11 dargestellt, wie die Elektroden 11&sub1;&sub1;, 11&sub1;&sub2;, 11&sub1;&sub3;, 11&sub1;&sub4;, . . . , 11&sub2;&sub1;, 11&sub2;&sub2;, 11&sub2;&sub3;, 11&sub2;&sub4;, ..., die z.B. aus Indiumzinnoxid (ITO) oder dergleichen bestehen und die Pixel oder Flüssigkristallzellen LC bilden. Die Elektroden 11 sind mit vorgegebenen Abständen in einer Matrix angeordnet.
Signalleitungen 12a und 12b wie Signalleitungen 12a1, 12b1; 12a2, 12b2; ... bestehen aus Aluminium, und ein Paar solcher Signalleitungen 12a und 12b ist zwischen Spalten Y, wie den Spalten Y1, Y2, ... der Pixelelektroden 11 auf solche Weise angeordnet, daß jede Spalte Y eingebettet wird.
Adreßleitungen 13 wie Adreßleitungen 13a, 13b, ... sind zwischen einander benachbarten Zeilen wie den Zeilen X1 und X2, X3 und X4, ... angeordnet. Schalttransistoren Tr wie Transistoren Tr11, Tr12, Tr13, Tr14, ..., Tr21, Tr22, Tr23, Tr24, ... sind vom Dünnfilmtyp, um die pixelelektroden 11&sub1;&sub1;, 11&sub1;&sub2;, 11&sub1;&sub3;, 11&sub1;&sub4;, . . . , 11&sub2;&sub1;, 11&sub2;&sub2;, 11&sub2;&sub3;, 11&sub2;&sub4;, ... anzusteuern. Anders gesagt, steuern die Schalttransistoren Tr die Pixel oder Flüssigkristallzellen LC11, LC12, LC13, LC14, ..., LC21, LC22, LC23, LC24, ... usw. an. Die Schalttransistoren Tr sind entsprechend den einzelnen Schnittstellen der Signalleitungen 12a und 12b und der Adreßleitungen 13 angeordnet.
Elektrodenleitungen 14, wie die Elektrodenleitungen 14a, 14b, 14c, ... für Speicherkondensatoren Cs sind über der Zeile X1 der Pixelelektrode 11 zwischen den anderen zwei einander benachbarten Zeilen X2 und X3, den Zeilen X4 und X5, ... usw. gemeinsm mit solchen benachbarten Zeilen angeordnet. Die Elektrodenleitungen 14 werden hier auch als kondensatorbildende Elektrodenleitungen bezeichnet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jede Elektrodenleitung 14 entlang dem Zwischenraum zwischen den zwei Zeilen angeordnet und erstreckt sich auch unter den Signal leitungen 12a und 12b.
Gemäß den Fig. 3a bis 3d beinhaltet der Dünnfilmtransistor Tr einen Halbleiter-Dünnfilm 15, der in Fig. 3a dargestellt ist und der aus einem Film aus polykristallinem Silicium oder einem Film aus amorphem Silicium einer ersten Schicht besteht, die auf einem isolierenden Substrat ausgebildet ist, und eine Gateelektrode 17, die in Fig. 3b dargestellt ist und aus einem Film 19 aus polykristallinem Silicium einer zweiten Schicht besteht, die dadurch erhalten wurde, daß eine Halbleiterschicht mit einem Fremdstoff oder Fremdstoffen dotiert wurde, und die auf einem Gateteilbereich des Halbleiter-Dünnfilms 15 über einem Gateisolatorfilm 16 ausgebildet ist, der aus Siliciumdioxid (SiO&sub2;) oder dergleichen besteht. Ferner sind zwei Teilbereiche zu beiden Seiten der Gateelektrode 17 des Halbleiter-Dünnfilms 15 als Sourcebereich 18S und als Drainbereich 18D (in Fig. 3A dargestellt) ausgebildet. Der Dünnfilmtransistor Tr ist so ausgebildet, daß zumindest sein Gate unter den Signal leitungen 12a und 12b liegt. Das Musterlayout des Dünnfilmtransistors Tr ist in Fig. 3D veranschaulicht.
Zum Schritt des Herstellens eines Halbleiter-Dünnfilms 15 in solcher Weise, daß jeder der Dünnfilmtransistoren Tr gebildet wird, gehört es, daß eine im wesentlichen T-förmige Verlängerung 15A des Halbleiter-Dünnfilms integral mit diesem auf solche Weise ausgebildet wird, daß sie sich von einem Drainbereich 18D entlang der einen Kondensator bildenden Elektrodenleitung 13 und der Signal leitungen 12a und 12b erstreckt. Der Schritt des Herstellens des Gateisolatorfilms 16 sorgt dafür, daß gleichzeitig eine Gateisolatorfilm-Verlängerung 16a ausgebildet wird, die sich über die gesamte Fläche der Verlängerung 15a des Halbleiter-Dünnfilmseinstückig mit dem Film 16 erstreckt. Das Musterlayoutdes Halbleiter-Dünnfilms 15 und des Gateisolatorfilms 16 ist in Fig. 3A veranschaulicht.
Die mit den Gateelektroden 17 verbundenen Adreßleitungen 13 sind in Fig. 38 dargestellt und sie bestehen aus mit einem Fremdstoff dotiertem polykristallinem Silicium 19, was auch für die Elektroden 17 gilt. Beim Schritt des Herstellens der Adreßleitungen 13 wird eine Adreßleitung 13a so ausgebildet, daß sie gemeinsam mit den Gateelektroden 17 der Transistoren Tr11, Tr12, Tr13, ... in der Zeile X1 und auch mit den Gateelektroden 17 der Transistoren Tr12, Tr22, Tr32, ... inder Zeile X2 verbunden ist. Auf ähnliche Weise wird die Adreßleitung 13b so ausgebildet, daß sie gemeinsam mit denGateelektroden 17 der Transistoren Tr13, Tr23, Tr33, ... inder Zeile X3 und auch mit den Gateelektroden 17 der Transistoren Tr14, Tr24, Tr34, ... in der Zeile X4 verbunden ist.Auf ähnliche Weise wird die Adreßleitung 13c so ausgebildet,daß sie gemeinsam mit den Gateelektroden der Transistoren Tr in zwei Zeilen verbunden ist.
Die Elektrodenleitungen 14 wie die Leitungen 14a, 14b, 14c, ... für die Speicherkondensatoren Cs bestehen ausfremdstoffdotiertem, polykristallinem Silicium 19 und siewerden gleichzeitig mit den Gateelektroden 17 und den Adreßleitungen 13 hergestellt, wie in Fig. 3b dargestellt. Indiesem Schritt werden die Kondensatoren bildenden Elektrodenleitungen 14a so ausgebildet, daß sie gemeinsam mit den Speicherkondensatoren CS11, CS21, CS31, ..., entsprechend den Pixeln LC11, LC21, LC31 der ersten Zeile X1 verbunden sind, und die Kondensatoren bildende Elektrodenleitung 14b wird so ausgebildet, daß sie gemeinsam mit den Speicherkondensatoren CS12, CS22, CS32, ... und den Speicherkondensatoren CS13, CS23, CS33, ... verbunden ist, die jeweils den Pixeln LCL2, LC22, LC32, ... bzw. LC13, LC23, LC33, ... in der zweiten bzw. dritten Zeile X2 bzw. X3 entsprechen. Auf ähnliche Weise sind die folgenden Kondensatoren bildenden Elektrodenleitungen 14 so ausgebildet, daß sie gemeinsam mit den jeweiligen Speicherkondensatoren in den Zeilen X4 und X5, X6 und X7 usw. verbunden sind. Die Kondensatoren bildende Elektrodenleitung 14 ist auf der Verlängerung 16A des Gateisolatorfilms ausgebildet. Fig. 38 veranschaulicht das Musterlayout der Gateelektroden 17, der Adreßleitungen 13 und der Schichten 19 aus fremdstoffdotiertem, polykristallinem Silicium, die die Kondensatoren bildenden Elektrodenleitungen 14 bilden.
Die Paare von Signalleitungen 12a und 12b aus Aluminium für die einzelnen Spalten Y1, Y2, ... von Pixeln LC sind gemeinsam mit den Transistoren abwechselnder Pixel in einer Spalte und mit den Transistoren abwechselnder Pixel der anderen Spalte verbunden. D.h., daß die Signalleitung 12a1 gemeinsam mit dem Sourcebereich 18S der Transistoren Tr12, Tr14, Tr16, abwechselnder Pixel LC12, LC14, LC16, ... in der Spalte Y1 verbunden ist. Die Signalleitung 12b1 ist gemeinsam mit den Sourcebereichen 18S der Transistoren Tr11, Tr13, Tr15, ... der anderen abwechselnden Pixel LC11, LC13, LC15, ... usw. verbunden. Auf ähnliche Weise ist die Signalleitung 12a2 gemeinsam mit den Sourcebereichen 18S der Transistoren Tr22, Tr24, Tr26, ... abwechselnder Pixel LC22, LC24, LC26 in der Spalte Y2 verbunden, und die Signalleitung 12b2 ist gemeinsam mit den Sourcebereichen 18S der Transistoren Tr21, Tr23, Tr25, ... der anderen abwechselnden Pixel LC21, LC23, LC25, ... verbunden, usw. Auch werden aufeinanderfolgende Signalleitungen 12a und 12b gleichzeitig ausgebildet. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind Kontaktteilbereiche 20 für jeden Sourcebereich 18S mit der zugehörigen Signalleitung 12a oder 12b vorhanden. Das Musterlayout der Signalleitungen 12a und 12b ist in Fig. 3C dargestellt.
Jede der Pixelelektroden 11 besteht aus Tndiumzinnoxid (ITO) und ist teilweise mit dem Drainbereich 18D des entsprechenden Transistors Tr verbunden. Während des Schritts des Aufbringens der Pixelelektroden wird eine Pixelelektrode 11 über eine Aluminiumelektrode 22 mit einem Kontaktteilbereich 21 eines Drainbereichs 18D verbunden. Der Speicherkondensator Cs für jedes Pixel LC wird aus einer Verlängerung 15A des Halbleiter-Dünnfilms der ersten Schicht, die sich ausgehend vom Halbleiter-Dünnfilm 15 des Transistors Tr erstreckt, und einer Elektrodenleitung 14 gebildet, die aus dem Film 19 aus fremdstoffdotiertem, polykristallinem Silicium der zweiten Schicht besteht. Vorzugsweise wird ein unveränderliches Potential an die Kondensatoren bildende Elektrodenleitung 14 angelegt.
Obwohl es nicht speziell dargestellt ist, ist ein transparentes, isolierendes Substrat mit transparenten Elektroden auf seiner gesamten Innenfläche dem transparenten, isolierenden Substrat, auf dem die vorstehend beschriebenen Dünnfilmtransistoren Tr, die Speicherkondensatoren Cs und die Pixelelektroden 11 ausgebildet sind, gegenüberstehend angeordnet, und ein Flüssigkristallmaterial ist dicht zwischen die zwei Substrate eingebracht, um die Flüssigkristall-Anzeigetafel zu bilden.
Bei der vorstehend beschriebenen Flüssigkristall-Anzeigetafel werden zwei jeweilige vertikale Pixel LC11 und LC12, LC21 und LC22, ..., die den zwei ungeradzahligen und geradzahligen Zeilen X1 und X2, X3 und X4, ... entsprechen, gleichzeitig unter Verwendung eines Halbbildspeichers oder dergleichen in einem Ansteuermodus ohne Zeilensprung ausgewählt, um ein Fernsehbild eines Vollbilds darzustellen. In der Flüssigkristall-Anzeigetafel liegen die Adreßleitungen der zwei Zeilen X1 und X2, X3 und X4, ... gemeinsam miteinander für jeweils eine einzelne Adreßleitung 13a, 13b, ... vor. Gemeinsame Elektrodenleitungen 14, wie die Elektrodenleitungen 14a, 14b, 14c, ... für die Speicherkondensatoren Cs sind über der Zeile X1 zwischen den Zeilen X2 und X3, zwischen den Zeilen X4 und X5, ... angeordnet, und sie sind weggelassen, wie oben angegeben.
Die Speicherkondensatoren Cs werden durch die Elektrodenleitungen 14, die Verlängerung 15A des Halbleiter-Dünnfilms, entsprechend jedem Pixel, und die Gateisolatorfilm-Verlängerung 16A gebildet, wodurch ein ausreichend großer Kapazitätswert für den Kondensator Cs selbst in Anzeigetafeln erzielt wird, die hohe Auflösung zeigen. Die Speicherkondensatoren Cs sind zwischen den Zeilen der Pixelelektroden 11 mit einer Verlängerung unter der Signalleitung ausgebildet, um eine Erhöhung der Kapazität zu gewährleisten. Die Speicherkondensatoren Cs sind so zwischen den Zeilen der Pixelelektroden 11 ausgebildet und sie erstrecken sich weiter so, daß sie unter den Signal leitungen liegen, falls erforderlich, um einen größeren Wert zu erzielen, wodurch eine Beeinträchtigung des Aperturverhältnisses der Pixel verhütet wird.
Da an die Elektrodenleitungen 14 ein unveränderliches Potential angelegt wird, stellt der Speicherkondensator Cs keine Last an den Adreßleitungen 13 dar. Daher ist ein schneller Betrieb möglich, wie auch die weiteren Vorteile bestehen, daß eine große Bildanzeigefläche und ein hohes Auflösungsvermögen gewährleistet sind. Darüber hinaus kann der Treiber für die Vertikalabrastereinrichtung verkleinert werden, um schließlich die Schaltung der Abrastereinrichtung zu vereinfachen.
Die Elektrodenleitung 14, die Gateisolatorfilm-Verlängerung 16A und die Verlängerung 15A des Halbleiter-Dünnfilms, die den Speicherkondensator Cs bilden, werden gleichzeitig mit der Gateelektrode 17, dem Gateisolatorfilm 16A bzw. dem Halbleiter-Dünnfilm 15 des Transistors Tr hergestellt. Daher erfolgt die Ausbildung der Speicherkondensatoren Cs ohne jeden zusätzlichen Schritt im Herstellprozeß.
Die Adreßleitungen liegen demgemäß gemeinsam zum gleichzeitigen Ansteuern zweier Pixel vor und in der sich ergebenden Lücke ist eine Elektrodenleitung 14 ausgebildet, die aus einer Schicht aus fremdstoffdotiertem, polykristallinem Silicium mit relativ großer Dicke und mit Lichtabschirmeigenschaft besteht, so daß während des Anzeigebetriebs kein Hintergrundlicht durch die Lücke treten kann, wodurch eine Verschlechterung des Kontrasts vermieden wird. Obwohl beim vorstehenden Ausführungsbeispiel die Elektrodenleitung 14 für den Speicherkondensator Cs aus fremdstoffdotiertem, polykristallinem Silicium besteht, kann sie im Hinblick auf den gewünschten Anzeigekontrast auch aus anderen geeigneten Materialien bestehen, wie aus Aluminium mit Lichtabschirmeigenschaft.

BEISPIEL 2

In Fig. 4 ist die Struktur eines Pixels bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Flüssigkristall-Anzeigetafel dargestellt, die die Prinzipien der Erfindung verkörpert. Im Diagramm von Fig. 4 ist eine transparente Pixelelektrode 11 Teil des Pixels oder der Flüssigkristallzelle LC. Es sind auch ein Ultradünnfilm-Schalttransistor 31 zum Ansteuern des Pixels LC, eine Adreßleitung 13, die zwischen Zeilen von Pixelelektroden 11 angeordnet ist, um eine Zeile einzelner Pixel auszuwählen, und eine Signalleitung 12 vorhanden, die zwischen Spalten von Pixelelektroden 11 angeordnet ist, um ein Bildsignal zu liefern.
Da der Ultradünnfilm-Transistor 31 hohe Ladungsträgerbeweglichkeit aufweist, kann diesem Erfordernis genügt werden, wenn das Verhältnis W/L der Kanalbreite W zur Kanallänge L klein ist, mit einer Verringerung des Ein-Widerstands, wodurch der Transistor 31 langgestreckte Form erhalten kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind daher Signalleitungen 12 und Adreßleitungen 13 linear ausgebildet, wie in Fig. 4 dargestellt, und die Pixelelektroden 11 weisen eine Form auf, mit der sie sich teilweise unter den Signalleitungen 12, kontinuierlich zu den quadratischen Bereichen erstrecken, die von den Adreßleitungen 13 und den Signalleitungen 12 umschlossen werden. Die langgestreckten Ultradünnfilm-Transitoren 31 mit kleinem Verhältnis W/L und hoher Ladungsträgerbeweglichkeit sind unter den Schnittstellen der Signalleitungen 12 und der Adreßleitungen 13 ausgebildet. Die bevorzugten Dünnfilmtransistoren weisen eine Dicke von 100- 750 Å auf, um hohe Beweglichkeit zu erzielen, im Vergleich mit bekannten Dünnfilmtransistoren mit einer Dicke von ungefähr 1500 Å.
Der Drain 18d des Ultradünnfilm-Transistors 31 ist mit einem Teilbereich 11a der Pixelelektrode 11 verbunden, während die Source 18s desselben mit der Signalleitung 12 verbunden ist, und das Gate 18g desselben fungiert direkt als Adreßleitung 13.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 erfolgt nun eine spezielle Beschreibung betreffend den Vorgang zum Ausbilden von Ultradünnfilm-Transistoren 31, Pixelelektroden 11 und Signalleitungen 13 beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Zunächst wird ein Halbleiterfilm 42 einer ersten Schicht aus polykristallinem oder amorphem Silicium auf einem isolierenden Substrat 41 aus Glas oder dergleichen in Richtung einer später auszubildenen Signalleitung 12 hergestellt und eine Gateelektrode 45, die später als Adreßleitung 13 fungieren soll, wird auf dem Gateteilbereich des Halbleiter-Dünnfilms 42 über einen Gateisolatorfilm 43 aus Siliciumdioxid (SiO&sub2;) oder dergleichen hergestellt. Die Gateelektrode 45 besteht aus einem Halbleiterfilm einer zweiten Schicht wie einem Film 44 aus fremdstoffdotiertem, polykristallinem Silicium. Zwei Bereiche zu den beiden Seiten der Gateelektrode 45 des Halbleiter-Dünnfilms 42 sind als Sourcebereich 42s bzw. Drainbereich 42d ausgebildet und zumindest ein Gateteilbereich liegt unter der Signalleitung 12, was später beschrieben wird.
Anschließend wird eine Isolatorschicht 46 aus Siliciumdioxid oder dergleichen hergestellt und dann wird ein Kontaktloch 47 in der Isolatorschicht 46 an einer Position ausgebildet, die dem Drainbereich 42d gegenübersteht. Danach wird eine Pixelelektrode 11 auf solche Weise ausgebildet, daß ein Teilbereich 11a über das Kontaktloch 47 mit dem Drainbereich 42d verbunden ist. Nachdem ein Isolier-Zwischenschichtfilm 48 aus Siliciumdioxid oder dergleichen hergestellt wurde, werden Kontaktlöcher 49 im Isolier-Zwischenschichtfilm 48 und der vorstehend genanntenlsolatorschicht 46 an Positionen ausgebildet, die dem Sourcebereich 42s gegenüberstehen. Eine Signalleitung 12 aus Aluminium wird aufsolche Weise hergestellt, daß sie mit dem Sourcebereich 42s verbunden ist.
Obwohl es nicht dargestellt ist, ist ein isolierendes Substrat mit transparenten Elektroden, die an seiner gesamten Innenfläche ausgebildet sind, dem isolierenden Substrat 41 gegenüberstehend angeordnet und ein Flüssigkristallmaterial ist dicht zwischen den zwei Substraten vorhanden, um eine gewünschte Anzeigetafel zu bilden.
Demgemäß muß beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem Schalttransistoren zum Ansteuern der Pixel aus Ultradünnfilm-Transistoren 31 mit hoher Beweglichkeit, das Verhältnis W/L trotz des Verringerns des Ein-Widerstands nicht auf einen großen Wert eingestellt werden. Daher können die Adreßleitungen 13 linear geformt werden, während die Halbleiter-Dünnfilme 42 der ersten Schicht, die die Ultradünnfilm-Transistoren 31 bildet, unter den Signal leitungen 12 ausgebildet sind, wodurch das Aperturverhältnis der Pixel auf den maximal zulässigen Wert unter Berücksichtigung der einschlägigen Konstruktionsregel erhöht werden kann.
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele sind auch bei Anwendungen wirkungsvoll, bei denen die Pixelfläche als Ergebnis eines Fortschritts zu höherer Auflösung hin verringert ist.
Der in bezug auf das Ausführungsbeispiel von Fig. 7 beschriebene beispielhafte Ablauf sorgt dafür, daß die Signalleitung 12 aus Aluminium nach dem Fertigstellen der Pixelelektrode 11 ausgebildet wird. Jedoch kann dieser Ablauf auch umgekehrt werden, um die Pixelelektrode 11 nach der Herstellung der Signalleitung 12 auszubilden.
Obwohl andere Modifizierungen und Änderungen vom Fachmann vorgeschlagen werden können, ist es die Absicht des Erfinders, innerhalb des gewährten Patents alle Änderungen und Modifizierungen einzuschließen, wie sie vernünftigerweise und geeignet in den Bereich seines Beitrags zum Stand der Technik fallen.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit mit:

- mehreren in einer Matrix angeordneten Pixeln, wobei jedes Pixel aus folgendem besteht:

-- einer transparenten Pixelelektrode (11);

-- einem schaltenden Bauelement (Tr), das so angeschlossen ist, daß es das Pixel ansteuert; und

-- einem Speicherkondensator (Cs) zum Halten einer Signalspannung, die an die transparente Pixelelektrode angelegt wird, die daher eine Elektrode des Speicherkondensators ist;

- ersten Signalleitungen (12a), die so angeschlossen sind, daß sie ungeradzahligen Zeilen der Pixel in der Matrix Signale zuführen;

- zweiten Signalleitungen (12b), die so angeschlossen sind, daß sie geradzahligen Zeilen der Pixel in der Matrix Signale zuführen;

- Adreßleitungen (13), die so angeschlossen sind, daß sie Zeilen der Pixel in der Matrix auswählen; und

- Elektrodenleitungen (14), die zwischen benachbarten Adreßleitungen angeordnet sind, wobei jede Elektrodenleitung die andere der Elektroden der Speicherkondensatoren bildet;

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Pixelelektroden in einander ausschließenden Paaren angeordnet sind und mit jedem solchen Paar eine einzelne Adreßleitung (13) verbunden ist und

- die schaltenden Bauelemente (Tr) für die Pixel in jedem solchen Paar gemeinsam mit derselben Adreßleitung verbunden sind.

2. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, bei der das schaltende Bauelement einen Dünnfilmtransistor (Tr) aufweist, der über eine Gateelektrode (17), einen Gateisolierfilm (16) und einen Halbleiter-Dünnfilm (15) verfügt.

3. Anzeigeeinheit nach Anspruch 2, bei der jeder Speicherkondensator (Cs) einen Teil der Elektrodenleitung (14), eine Verlängerung des Gateisolierfilms (16) und eine Verlängerung des Halbleiter-Dünnfilms (15) umfaßt.

4. Anzeigeeinheit nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei der der Dünnfilmtransistor (Tr) über hohe Ladungsträgerbeweglichkeit verfügt.

5. Anzeigeeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die schaltenden Bauelemente (Tr) unter der ersten und zweiten Signalleitung (12a, 12b) ausgebildet sind.