DE69316957T2

DE69316957T2 - Flüssigkristall-Vorrichtung vom Transmissionstyp mit aktiver Matrix

Info

Publication number: DE69316957T2
Application number: DE69316957T
Authority: DE
Inventors: Nobuo Takahashi
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-11-03
Also published as: US5510916A; KR0150806B1; JPH06194687A; EP0595363A1; DE69316957D1; EP0595363B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallvorrichtung und insbesondere eine Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung vom Transmissionstyp.

Beschreibung der verwandten Technik

Flüssigkristallvorrichtungen als Anzeigevorrichtungen und Lichtmodulationsvorrichtungen werden energisch erforscht und entwickelt. Anzeigevorrichtungen vom Direktbetrachtungstyp, die Flüssigkristallvorrichtungen verwenden, sind gegenwärtig weit verbreitet, und man hat die Flüssigkristallvorrichtungen in Anzeigevorrichtungen vom Projektionstyp und in Druckerköpfe eingebaut.
Im allgemeinen wird eine Flüssigkristallvorrichtung grundsätzlich aus einem Paar Elektrodenplatten, die einander gegenüberliegen, und einem zwischen das Paar Elektrodenplatten geschichteten Flüssigkristallmaterial gebildet. In einer Flüssigkristallvorrichtung, die eine Vielzahl von Pixeln enthält, haben die auf einer Elektrodenplatte des Paares gebildeten Elektroden in vielen Fällen eine andere Größe als die auf der anderen Elektrodenplatte. Speziell sind in einer Flüssigkristallvorrichtung, die Schaltvorrichtungen wie einen TFT (Dünnfilmtransistor) enthält, die Schaltvorrichtungen und damit verbundenen Pixelelektroden auf einer Elektrodenplatte (Hauptplatte) des Paares gebildet, und auf der gesamten anderen Elektrodenplatte (Gegenplatte) ist eine gemeinsame Gegenelektrode gebildet.
Figur 1A zeigt in vergrößertem Maßstab einen Pixelteil einer Hauptplatte einer konventionellen Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, und Figur 1B zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Figur 1A in der gleichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 301 eine Haupt- Glasplatte, und das Bezugszeichen 302 zeigt eine Abtastleitung. Das Bezugszeichen 303 zeigt eine Signalleitung an. Das Bezugszeichen 305 ist einer Schaltvorrichtung wie einem TFT (Dünnfilmtransistor) gegeben. Das Bezugszeichen 306 bezeichnet eine Pixelelektrode, und das Bezugszeichen 308 ist eine Gegen-Glasplatte. Das Bezugszeichen 309 zeigt eine Gegenelektrode. Das Bezugszeichen 31 zeigt eine Zwischenpixel-Lichtsperrschicht an, und das Bezugszeichen 311 ist ein Ausrichtfilm. Das Bezugszeichen 31 2 bezeichnet eine Flüssigkristallschicht.
In dieser Flüssigkristallanzeigevorrichtung sind die transparente Pixelelektrode 306 und die transparente Gegenelektrode 309 auf der Hauptplatte 301 bzw. der Gegenplatte 308 gebildet, und weiterhin sind die Ausrichtfilme 311 auf der transparenten Pixelelektrode 306 bzw. der transparenten Gegenelektrode 309 gebildet. Zwischen die Ausrichtfilme 311 ist ein drehnematisches Flüssigkristallmaterial 312 geschichtet.
Diese Art von Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird gewöhnlich in einem sogenannten "Normalerweise-Weiß-Modus" verwendet, in dem der Flüssigkristall lichtdurchlässig ist, wenn keine Steuerspannung an den Flüssigkristall angelegt wird, und lichtundurchlässig ist, wenn eine Steuerspannung an den Flüssigkristall angelegt wird. Bei diesem Typ Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist es jedoch nicht möglich, das Helligkeits-/Dunkelheits-Verhältnis eines gesamten Anzeigebildschirms zu erhöhen, da es nicht möglich ist, den Flüssigkristall in einem Bereich zwischen den Pixelelektroden 306 zu steuern. Außerdem gerät die Richtung des elektrischen Feldes an der Peripherie der Pixelelektrode 306 aus der Senkrechten zur Elektrode, und in der Flüssigkristallschicht tritt anomale Orientierung wie Schräglage (disclination) auf, was eine Ursache für Anzeigemängel wie Bildhängen oder Nachbilder wird.
Unter diesen Umständen hat man gewöhnlich eine Lichtsperrschicht in einem Pixelrandgebiet vorgesehen. Wie in Figur 1B gezeigt, ist die Zwischenpixel-Lichtsperrschicht 310 allgemein auf der Gegenplatte 308 vorgesehen, um das Pixelrandgebiet und seine Nachbarzone, wo der Lichtdurchlaß nicht gesteuert werden kann, vor einem Pixelöffungsteil zu verbergen. Da bekannt ist, daß die Schräglage speziell in einem Bereich auftritt, der von einer Anfangsorientierungsrichtung abhängt, die durch eine Schleifrichtung und eine Richtung eines angelegten elektrischen Feldes festgelegt wird, hat man außerdem vorgeschlagen, die Zwischenpixel-Lichtsperrschicht 310 so weit auszudehnen, daß sie ein Gebiet bedeckt, in dem die oben erwähnte Orientierungsanomalie leicht aufzutreten neigt (Japanische Patentoffenlegung JP-A-01-266512). Alternativ hat man außerdem vorgeschlagen, die Pixelelektrode 306 auszudehnen (Japanische Patentoffenlegung JP-A-02-01 3927). Mit diesen Mitteln wird speziell das in Frage stehende Gebiet verborgen.
Wie in Figur 2 gezeigt, ist weiterhin unter einer Pixelelektrode 406 eine Speicherkondensatorelektrode 407 vorgesehen, die sich längs einer Peripherie der Pixelelektrode erstreckt, um das Pixelöffnungsverhältnis zu verbessern. (Japanische Patentoffenlegung JP-A-03-239229). Übrigens bezeichnet in Figur 2 das Bezugszeichen 402 eine Abtastleitung, und das Bezugszeichen 403 zeigt eine Signalleitung. Das Bezugszeichen 405 zeigt eine Schaltvorrichtung wie einen TFT an.
Wie oben erwähnt, tritt die Orientierungsanomalie des Flüssigkristalls an der Peripherie der Pixelelektrode auf. In diesen Gebieten ist es jedoch nicht möglich, den Lichtdurchlaß zu steuern. Wenn daher die Orientierungsanomalie des Flüssigkristalls innerhalb der Pixelöffnung auftritt, unterliegt die Anzeige dem oben erwähnten ungünstigen Einfluß. Da die Flüssigkristallvorrichtung für den Normalerweise-Weiß-Modus so gestaltet ist, daß sie Licht sperrt, wenn eine Spannung angelegt wird, ist es schwierig, die Öffnungsfläche auf die Größe der Pixelelektrode zu vergrößern. Im Falle daß die Zwischenpixel-Lichtsperrschicht auf der Gegenplatte vorgesehen ist, ist anderseits ein vergrößertes Spiel nötig, das dem Betrag der Fehlausrichtung entspricht, die auftreten kann, wenn das Paar Platten miteinander verbunden werden, wie in Figur 1B gezeigt. In diesem Fall muß der Winkel des Feldes in bezug auf die Pixelelektrode berücksichtigt werden, und daher muß die Fläche der Öffnung im Vergleich zur Fläche der Pixelelektrode stark verkleinert werden.
Um den Fehlausrichtungsbetrag zu minimieren, wenn im Prozeß zur Verbindung des Plattenpaares eine hochgenaue Ausrichtung verlangt wird, wird der Herstellungsprozeß entsprechend schwierig. Da die in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp eingebaute Flüssigkristallvorrichtung keine Berücksichtigung des Feldwinkels erfordert, wird es unnötig, das Öffnungsverhältnis um den Betrag zu verringern, der dem Umstand entspricht, daß der Feldwinkel nicht berücksichtigt zu werden braucht. Um die gesamte Platte zu miniaturisieren, wird jedoch der Abstand zwischen den Pixelelektroden verkürzt, so daß eine Wechselwirkung zwischen den Elektroden eher auftritt, mit dem Ergebnis, daß die Orientierungsanomalie des Flüssigkristalls leicht innerhalb des Pixels auftritt.
Wenn die Öffnungsfläche des Pixels verkleinert wird, um das Öffnungsverhältnis zu verringern, nimmt der Stromverbrauch zu, oder alternativ wird der Abstand zwischen den Pixelöffnungen wirklich groß. Dies führt zu einer Verschlechterung der Bildqualität.
Unter den oben erwähnten Umständen besteht Bedarf nach einer Einrichtung, die imstande ist, das Öffnungsverhältnis sicherzustellen, ohne die Genauigkeit der Ausrichtung bei der Plattenverbindung extrem zu vergrößern und ohne die Bildqualität zu verringern.
Wenn die Zwischenpixel-Lichtsperrschicht auf der Hauptplatte vorgesehen ist, kann leicht eine hohe Genauigkeit erzielt werden, da die Genauigkeit der Ausrichtung der Lichtsperrschicht auf die Pixelelektrode mit der Genauigkeit von Fotolithografie festgelegt werden kann. Daher wird es unnötig, die Öffnung unter Berücksichtigung der Fehlausrichtung der Platten und des Feldwinkels zu verkleinern. Wird jedoch zwischen der Zwischenpixel-Lichtsperrschicht und einem Pixel, an dem eine Sättigungsspannung anliegt, ein seitliches elektrisches Feld angelegt, tritt die Orientierungsanomalie des Flüssigkristalls an der Pixelelektrode auf.
Im Falle daß die Lichtsperrschicht 407 in einer in Figur 2 gezeigten Positionsbeziehung unter der Peripherie der Pixelelektrode 406 angeordnet ist, ist es möglich, die Orientierungsanomalie des Flüssigkristalls verbergen. Um eine Überlappung zwischen den Verdrahtungselektroden 402 und 403 und der Speicherkondensatorelektrode 407 zu vermindern, wird die Lichtsperrschicht jedoch in Form einer geschlossenen Schleife verwirklicht, so daß sie sich nur an der Peripherie der Pixelelektrode befindet. Dies führt zu folgenden Nachteilen:
Erstens, da zwischen den Verdrahtungselektroden und der Speicherkondensatorelektrode eine Lücke auftritt, mußte eine Lichtsperrschicht zum Verbergen der Lücke auf der Gegenplatte vorgesehen werden. Außerdem muß die Speicherkondensatorelektrode 407 in Form eines schmalen Bandes gebildet werden, wobei es aufgrund von Beschränkungen, die dem elektrischen Widerstand und einem Mustererzeugungsprozeß zuzuschreiben sind, schwierig ist, die Elektrode schmaler zu machen, und daher ist es nicht möglich, die Fläche der Öffnung zu vergrößern. Selbst wenn die Elektrode schmaler gemacht würde, wäre noch eine hochgenaue Ausrichtung erforderlich, um das Öffnungsverhältnis zu vergrößern, da die Lichtsperrschicht der Gegenplatte nur ein Fehlausrichtungsspiel haben kann, das der Breite der Speicherkondensatorelektrode entspricht.
Im Falle daß die Lichtsperrschicht notwendig ist, da die Schaltvorrichtung lichtempfindlich ist, tritt ein weiteres Problem auf. Da man in dem in Figur 2 gezeigten Aufbau innerhalb der Öffnung unter anderem auf die Verdrahtungselektrode auf einer Platte gegenüber einer Lichteinfallsplatte blickt, unabhängig davon, ob auf eine der Haupt- oder Gegenplatten Licht fällt, wird das einfallende Licht von der Verdrahtungselektrode reflektiert, so daß das Licht in die Schaltvorrichtung gelangt, mit der Folge, daß die Eigenschaften der Schaltvorrichtung verschlechtert werden.
Die EP-A-0,136,509 offenbart eine Anzeigevorrichtung vom Typ mit Aktivmatrix, die ein erstes Elektrodensubstrat mit einem transparenten Isolationssubstrat, auf dem ein Dünnfilmtransistor, eine transparente Anzeigepixelelektrode, die selektiv durch den Filmtransistor angesteuert wird, und ein Verbindungsteil zur Verbindung des Dünnfilmtransistors mit der transparenten Anzeigepixelelektrode gebildet sind, ein zweites Elektrodensubstrat mit einem weiteren transparenten Isolationssubstrat, auf dem eine Gegenelektrode aus einem transparenten leitenden Film gebildet ist, und ein Anzeigemedium enthält, das zwischen die ersten und zweiten Elektrodensubstrate geschichtet ist, wobei auf jedem Dünnfilmtransistorteil des ersten Elektrodensubtrates eine elektrisch leitende Lichtabschirmschicht vorgesehen ist, die auf einem vorbestimmten Potential festgehalten wird, und wobei ein Teil der Lichtabschirmschicht über einen Isolationsfilm einem Teil der transparenten Pixelanzeigeelektrode gegenüberliegt, um einen ergänzenden Speicherkondensator zu bilden.
Die US-A-4,733,948 offenbart eine Flüssigkristall-Farbanzeigetafel, die mit einem ersten Substrat mit Dünnfilmtransistoren, die in den Gate's für die Dünnfilmtransistoren in den Spalten angeordnet sind, einem Gate-Draht, der die Gate's für die Dünnfilmtransistoren in den Spalten gemeinsam verbindet, einem Source-Draht, der die Source's für die Dünnfilmtransistoren in den Reihen gemeinsam verbindet, Anzeigeelektroden, die jeweils mit den Drain's für die Dünnfilmtransistoren verbunden sind, einem zweiten Substrat mit einem gemeinsamen Filter und einem zwischen das erste Substrat und das zweite Substrat gelegten Flüssigkristall versehen ist. Die Anzeigetafel enthält einen Lichtauffangfilm, der an einer Position gegenüber den Dünnfilmtransistoren auf dem zweiten Substrat vorgesehen ist.
"SID International Symposium - Digest of Technical Papers, 1991, Playa Del Rey, US, Seiten 215-218, M. Tsumura et al." offenbart eine Vorrichtung, bei der sich auf beiden Substraten Lichtabschirmschichten befinden. Das Gesamtdokument offenbart jedoch nicht die Positions- und anderen Details dieser Abschirmschichten in bezug auf die in der oben erwähnten EP-A-0,136,509 offenbarte einzelne Abschirmschicht, und weiterhin werden keine Details über die Position der zweiten Abschirmschicht in bezug auf eine Schaltvorrichtung erwähnt. Außerdem sind die Lichtabschirmschichten auf dem Substrat mit den Schaltvorrichtungen kleiner als die Lichtabschirmschichten auf dem Substrat ohne die Schaltvorrichtungen.

Abriß der Erfindung

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung vom Transmissionstyp zu schaffen, die den oben erwähnten Mangel der konventionellen Vorrichtung nicht mehr aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung vom Transmissionstyp zu schaffen, die eine erhöhte Leistung aufweist, indem Lichtverlust in der Pixelelektrode verhindert wird, und gleichzeitig die an der Peripherie der Pixelelektrode auftretende Orientierungsanomalie des Flüssigkristalls zu verbergen, ohne die Pixelöffnung um mehr als das erforderliche Maß zu verkleinern und ohne eine hohe Ausrichtungsgenauigkeit im Prozeß zur Verbindung der Platten zu benötigen.
Die obigen und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durch eine Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche offenbaren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Im Falle daß die Schaltvorrichtung lichtempfindlich ist, wird auf der Gegenplatte bevorzugt eine Lichtsperrschicht vorgesehen, die eine Fläche hat, die zum Bedecken der Schaltvorrichtung nötig ist, und ist die Lichtsperrschicht auf der Hauptplatte um einen maximalen Fehlausrichtungsbetrag zwischen der Hauptplatte und der Gegenplatte größer als die Lichtsperrschicht auf der Gegenplatte.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1A ist eine schematische Draufsicht, die einen Pixelabschnitt eines Beispiels der konventionellen Flüssigkristallvorrichtung zeigt;
Figur 1B ist eine schematische Schnittansicht längs der Linie C-C in Figur 1A;
Figur 2 ist eine schematische Draufsicht, die einen Pixelabschnitt eines weiteren Beispiels der konventionellen Flüssigkristallvorrichtung zeigt;
Figur 3A ist eine schematische Draufsicht, die einen Pixelabschnitt eines Beispiels einer Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung zeigt;
Figur 3B ist eine schematische Schnittansicht längs der Linie A-A in Figur 3A;
Figur 4A ist eine schematische Draufsicht, die einen Pixelabschnitt einer Ausführungsform der Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Figur 4B ist eine schematische Schnittansicht längs der Linie B-B in Figur 4A.

Beispiel

Zu Erläuterungszwecken beschreibt dieses Beispiel eine Flüssigkristallvorrichtung im Detail. Figur 3A, auf die Bezug genommen wird, zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Pixelabschnittes auf einer Hauptplatte in einem Beispiel einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die einen TFT verwendet, und Figur 3B ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Figur 3A der Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die sich aus einer Hauptplatte, einer Gegenplatte und einem Flüssigkristallmaterial zusammensetzt.
Auf einer Glasplatte 101, welche die Hauptplatte bildet, wurde eine als Zwischenpixel-Lichtsperrschicht wirkende Speicherkondensatorelektrode 107 aus Chrom abgelagert, und es wurde eine isolierende Schicht 104A abgelagert, um die Speicherkondensatorelektrode 107 und die gesamte nicht mit der Speicherkondensatorelektrode 107 bedeckte Oberfläche der Hauptplatte zu bedecken. Auf der isolierenden Schicht 104A wurde eine Abtastleitung 102 aus Chrom abgelagert, und es wurde eine weitere isolierende Schicht 104B abgelagert, um die Abtastleitung 102 und die isolierende Schicht 104A zu bedecken. Auf der isolierenden Schicht 104B wurden wie gezeigt eine TFT(Dünnfilmtransistor)-Schaltvorrichtung 105 aus amorphem Silizium, eine Signalleitung 103 und eine Source/Drain-Elektrode 103A aus Chrom sowie eine transparente Pixelelektrode 106 aus ITO (Indiumzinnoxid) gebildet. In dieser Anordnung bildet die Schicht 105 aus amorphem Silizium einen Kanalbereich des TFT, und die Abtastleitung 102 bildet eine Gate-Elektrode. Zusätzlich bilden die Signalleitung 103 und ein Teil der Source/Drain-Elektrode 103A, der sich mit der Schicht 105 aus amorphem Silizium überlappt, eine Source-Elektrode bzw. eine Drain-Elektrode oder eine Drain-Elektrode bzw. eine Source-Elektrode. Durch Steuerung einer an die Abtastleitung 102 angelegten Spannung kann der TFT somit selektiv eingeschaltet werden, so daß der Pixelelektrode 106 eine Spannung auf der Signalleitung 103 zugeführt werden kann.
Auf einer weiteren Glasplatte 108, welche die Gegenplatte bildet, wurde eine Gegenelektrode 109 aus ITO abgelagert.
Die Speicherkondensatorelektrode 107 hat einen Teil, der sich mit einer Peripherie der Pixelelektrode 106 überlappt, und speziell wurde die Breite des Überlappungsteils der Speicherkondensatorelektrode 107 in einem bestimmten Gebiet, das auf der Basis einer Schleifrichtung unter Beachtung der Erzeugung von Schräglage festgelegt wurde, größer gemacht.
Ein Polyimid-Ausrichtfilm 111 wurde aufgetragen, um die TFT-Schaltvorrichtung 105, die Signalleitung 103, die Sourceldrain-Elektrode 1 03A und die transparente Pixelelektrode 106 allesamt zu bedecken, und ein weiterer Ausrichtfilm 111 wurde aufgetragen, um die Gegenelektrode 109 zu bedecken. Danach wurde der Polyimid-Ausrichtfilm 111 geglüht. An den so behandelten Platten wurde eine Schleifbehandlung durchgeführt, so daß, wenn die Platten miteinander verbunden werden, die Orientierungsrichtung jeder Platte im wesentlichen senkrecht zu derjenigen der anderen Platte wird. Danach wurden die Platten auf eine solche Weise miteinander verbunden, daß eine Lücke von ungefähr 5 um zwischen den Platten gebildet wurde, und in die Lücke zwischen den Platten wurde ein (drehnematisches) TN-Flüssigkristallmaterial 112 eingespritzt. Danach wurden die Platten verkapselt. Somit wurde eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung erhalten.
In Figur 3A zeigt übrigens ein Pfeil 113 die Schleifrichtung der Hauptplatte an.
Bei der so erhaltenen Flüssigkristallanzeigevorrichtung wurde eine Anzeige im Normalerweise-Weiß-Modus durchgeführt, während von der Hauptplattenseite aus beleuchtet wurde und die Anzeigevorrichtung von der Gegenplattenseite aus beobachtet wurde. Wenn eine Spannung angelegt wurde, wurde keine Orientierungsanomalie des Flüssigkristalls beobachtet. Im Falle eines Pixelabstandes von 65 um konnte leicht ein klares Bild mit einem Öffnungsverhältnis von nicht weniger als 40% und einem Helligkeits-/Dunkelheits-Verhältnis von nicht weniger als 100:1 verwirklicht werden. Dies beweist einen Vorteil dieses Beispiels.
Zum Vergleich wurde eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem konventionellen Aufbau hergestellt und geprüft. Im Falle eines Öffnungsverhältnisses von 35% war das Helligkeits-/Dunkelheits-Verhältnis nicht größer als 10:1. Um das Helligkeits-/Dunkelheits-Verhältnis von 100:1 zu erzielen, war es notwendig, das Öffnungsverhältnis auf 15% oder weniger zu senken.
Da in dem obigen Beispiel wie in Figur 3B gezeigt die lichtsperrende Speicherkondensatorelektrode 107 auf der Hauptplatte 101 vorgesehen wurde, ist es möglich, die Ausrichtung zwischen der lichtsperrenden Speicherkondensatorelektrode 107 und der Pixelelektrode 106 durch einen fotolithografischen Prozeß festzulegen, und daher kann leicht eine hohe Ausrichtungsgenauigkeit erzielt werden. Da die lichtsperrende Speicherkondensatorelektrode 107 gerade unter den Verdrahtungsleitungen und Elektroden liegt, entsteht außerdem keine Lücke zwischen der lichtsperrenden Speicherkondensatorelektrode 107 und den Verdrahtungsleitungen und Elektroden, und daher wird es unnötig, eine Lichtsperrschicht vorzusehen, um irgendeine Lücke zwischen der Speicherkondensatorelektrode und den Verdrahtungsleitungen und Elektroden zu verbergen. Daher kann das Öffnungsverhältnis vergrößert werden, selbst wenn die Ausrichtungsgenauigkeit zwischen der Hauptplatte und der Gegenelektrode nicht so sehr erhöht wird. Da die Lichtsperrschicht 107 eine genügend große Breite hat, kann ferner der elektrische Widerstand klein gemacht werden, und es ist leicht, ein Muster zu bilden. Da übrigens bekannt ist, daß Schräglage eher an einer Seite, an der ein Schleifen auf der Hauptplatte beginnt, in der Pixelelektrode auftritt, kann die Lichtsperrwirkung verbessert werden, indem die Überlappungsbreite in diesem Teil vergrößert wird. Da auf der Gegenplatte 108 keine Lichtsperrschicht vorgesehen ist, wird im Prozeß zum Verbinden der Platten miteinander außerdem keine hohe Ausrichtungsgenauigkeit benötigt, und daher wird der Herstellungsprozeß einfach.

Ausführungsform

Figur 4A, auf die Bezug genommen wird, zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Pixelabschnittes auf einer Hauptplatte in einer Ausführungsform der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und Figur 4B ist eine Schnittansicht der Flüssigkristallanzeigevorrichtung längs der Linie B-B in Figur 4A. In Figuren 4A und 4B sind Elementen, die den in Figuren 3A und 3B gezeigten Elementen ähnlich sind oder entsprechen, Bezugszeichen gegeben, die man erhält, indem man zu den Bezugszeichen der entsprechenden in Figuren 3A und 3B gezeigten Elemente "100" addiert. Daher wird von einer detaillierten Beschreibung der gleichen Elemente wie in Figuren 3A und 3B gezeigt abgesehen.
Kurz gesagt wurden auf einer Haupt-Glasplatte 201 eine Abtastleitung 202 und eine Signalleitung 203 aus Chrom, ein TFT 205 aus amorphem Silizium und eine Pixelelektrode 206 aus ITO gebildet, und über eine isolierende Schicht 204 wurde eine als Lichtsperrschicht wirkende Speicherkondensatorelektrode 207 aus Chrom gebildet. Auf einer weiteren Glasplatte 208, welche die Gegenplatte bildet, wurden eine Gegenelektrode 209 aus ITO und eine Lichtsperrschicht 210 aus Chrom abgelagert.
Die Lichtsperrschicht 210 ist so aufgebaut und so groß, daß sie den TFT 205 bedeckt, selbst wenn die Fehlausrichtung zwischen den beiden Platten maximal wird, und andererseits ist die Speicherkondensatorelektrode 207 so aufgebaut und so groß, daß sichergestellt ist, daß die Lichtsperrschicht 210 niemals innerhalb der Pixelöffnung sichtbar wird, selbst wenn die Fehlausrichtung zwischen den beiden Platten maximal wird. Ähnlich wie in dem Beispiel weist die Speicherkondensatorelektrode 207 einen Teil auf, der sich mit einer Peripherie der Pixelelektrode 206 überlappt, und speziell wurde die Breite des Überlappungsteils der Speicherkondensatorelektrode 207 in einem bestimmten Gebiet vergrößert, das auf der Basis einer Schleifrichtung festgelegt wurde.
Auf eine Oberfläche jeder der Platten wurde ein Polyimid-Ausrichtfilm 211 aufgetragen und dann geglüht. An den so behandelten Platten wurde eine Schleifbehandlung durchgeführt, so daß, wenn die Platten miteinander verbunden werden, die Orientierungsrichtung jeder Platte im wesentlichen senkrecht zu derjenigen der anderen Platte wird. Danach wurden die Platten auf eine solche Weise miteinander verbunden, daß eine Lücke von ungefähr 5 um zwischen den Platten gebildet wurde, und in die Lücke zwischen den Platten wurde ein TN-Flüssigkristallmaterial 212 eingespritzt. Danach wurden die Platten verkapselt. Somit wurde eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung erhalten.
In Figur 4A zeigt übrigens ein Pfeil 213 die Schleifrichtung der Hauptplatte an.
Bei der so erhaltenen Flüssigkristallanzeigevorrichtung wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel eine Anzeige durchgeführt. Im Falle eines Pixelabstandes von 65 um konnte leicht ein klares Bild mit einem Öffnungsverhältnis von nicht weniger als 35% und einem Helligkeits-/Dunkelheits-Verhältnis von nicht weniger als 200:1 verwirklicht werden. Zusätzlich wurde diese Flüssigkristallanzeigevorrichtung in ein optisches System vom Projektionstyp eingebaut, so daß ein ungefähr 25-fach vergrößertes Bild projiziert wurde. In diesem Fall konnte ein Bild mit genügender Helligkeit und hervorragender Sichtbarkeit erhalten werden.
Da in der Ausführungsform die Schaltvorrichtung 205 lichtempfindlich ist, ist die Lichtsperrschicht 210 auf der Gegenplatte vorgesehen, um zu verhindern, daß die Schaltvorrichtung 205 Licht ausgesetzt wird. Da es aber nicht notwendig ist, eine Lichtsperre zwischen Pixeln vorzusehen, kann die Fläche der Lichtsperrschicht 210 auf ein entsprechend der Schaltvorrichtung 205 notwendiges Minimalmaß begrenzt werden.
Im Falle eines maximalen Fehlausrichtungsbetrages zwischen den Haupt- und Gegenplatten wird eine hochgenaue Verbindung der Platten unnötig, indem die Form der lichtsperrenden Speicherkondensatorelektrode 207 so festgelegt wird, daß die Lichtsperrschicht 210 die Pixelöffnung niemals überlappt. Da die lichtsperrende Speicherkondensatorelektrode 207, welche die Form der Pixelöffnung festlegt, ähnlich wie im Beispiel auf der Hauptplatte vorgesehen ist, kann eine hochgradig genaue Ausrichtung zwischen der Pixelelektrode 206 und der lichtsperrenden Speicherkondensatorelektrode 207 durchgeführt werden. Dementsprechend ist es nicht notwendig, die Pixelöffnung sehr zu verengen.
Wenn diese Flüssigkristallvorrichtung von einer Seite der Hauptplatte aus betrachtet wird, ist das Muster auf der Gegenplatte nicht innerhalb der Öffnung sichtbar. Wenn daher von der Hauptplattenseite aus Licht einfällt, werden die Eigenschaften der Schaltvorrichtung niemals verschlechtert.
Mit den oben erwähnten Tätigkeiten kann im Vergleich zum Stand der Technik die Lichtausnutzung in der Flüssigkristallvorrichtung erhöht werden, ohne das Helligkeits-/Dunkelheits-Verhältnis und die Lichtsperrleistung zu senken und ohne die Ausrichtungsgenauigkeit zu vergrößern.
In dem Beispiel und in der Ausführungsform wie oben erwähnt wurde als Elektrodenmaterial für die Abtastleitung, die Signalleitung und die Speicherkondensatorelektrode Chrom verwendet. Das Elektrodenmaterial ist aber in keiner Weise auf Chrom beschränkt, und es kann irgendein Material verwendet werden, das eine Lichtsperreigenschaft und elektrische Leitfähigkeit aufweist, zum Beispiel Aluminium und Molybdän Außerdem ist das Material für die Pixelelektrode und die Gegenelektrode nicht auf ITO beschränkt, sondern es kann irgendein transparentes elektrisch leitendes Material verwendet werden. Ferner ist das Material für die Schaltvorrichtung nicht auf amorphes Silizium beschränkt, sondern es können andere Materialien wie polykristallines Silizium verwendet werden. Dies versteht sich von selbst.
Da sich in dem Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung die Abtastleitung und die Signalleitung mit der Speicherkondensatorelektrode überlappen, ist zu befürchten, daß eine große Kopplungskapazität, die zwischen diesen Leitungen und der Speicherkondensatorelektrode auftritt, eine Störung einer Wellenform eines Signais auf den Leitungen verursacht, und die Möglichkeit eines aufgrund von Defekten in der isolierenden Schicht zwischen den Elektroden verursachten Kurzschlusses nimmt zu. Unter diesen Umständen war es zur Minderung dieser Gefahr konventionelle Praxis, einen Aufbau zu übernehmen, in dem die Leitung die andere Elektrode in einem maximal möglichem Maß nicht überlappt. Da dieser Aufbau in der vorliegenden Erfindung aber nicht übernommen wird, wurde überprüft, in welchem Maß die oben erwähnte Gefahr ein tatsächliches Problem wird. Als Ergebnis wird die durch die kapazitive Kopplung verursachte Störung der Signal-Wellenform kein Problem, wenn in einer Flüssigkristalltafel mit einer diagonalen Größe von nicht mehr als 6 Inch die isolierende Schicht aus einem Siliziumoxid- oder Siliziumnitrid- Dünnfilm mit einer Dicke von nicht mehr als 3000 Å gebildet wird. In einer Flüssigkristalltafel mit einer diagonalen Größe von mehr als 6 Inch kann die Störung der Signal-Wellenform auf einen unproblematischen Pegel unterdrückt werden, indem Aluminium als Verdrahtungsmaterial verwendet wird, um den Verdrahtungswiderstand zu verringern. Die Möglichkeit eines durch Defekte in der isolierenden Schicht verursachten Kurzschlusses der Leitungen kann vermieden werden, indem die isolierende Schicht durch mehrere getrennte Ablagerungsprozesse auf die oben erwähnte Dicke aufgewachsen wird.
In der obigen Beschreibung wurde die vorliegende Erfindung in Verbindung mit der Anzeigevorrichtung beschrieben. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die Anzeigevorrichtung beschränkt, und die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft auf andere Vorrichtungen angewandt werden, die eine Lichtmodulationswirkung des Flüssigkristalls benutzen, zum Beispiel einen Druckerkopf oder einen Bildsensor.
Wie oben erwähnt wird es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, bei der Flüssigkristallvorrichtung mit der Schaltvorrichtung die an der Peripherie der Pixelelektrode auftretende Orientierungsanomalie des Flüssigkristalls zu unterdrücken, um den Lichtverlust am Rand des Pixels zu verhindern, ohne die Pixelöffnung enger zu machen und mit einer höheren Ausrichtungsgenauigkeit. Dadurch kann eine Qualitätsanzeige verwirklicht werden, ohne die Lichtausnutzung in der Flüssigkristalivorrichtung zu verringern. Speziell bewirkt dies eine Miniaturisierung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit hoher Dichte.
Die Erfindung wurde somit unter Bezugnahme auf die spezielle Ausführungsform gezeigt und beschrieben. Man beachte jedoch, daß die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die Einzelheiten der dargestellten Aufbauten beschränkt ist.

Claims

1. Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung, enthaltend

eine transparente Hauptplatte mit einer isolierenden Schicht (204A) auf einer Innenseite der transparenten Platte und mit wenigstens einer transparenten Pixelelektrode (206), Verdrahtungselektrode (202, 203) und Schaltvorrichtung (205), die auf der isolierenden Schicht gebildet sind,

eine transparente Gegenplatte (208) mit einer transparenten Gegenelektrode (209), die auf einer Innenseite der Gegenplatte gebildet (208) ist, und

ein Flüssigkristallmaterial (212), das zwischen die Innenseite der Hauptplatte und die Innenseite der Gegenplatte (208) geschichtet ist,

wobei die Vorrichtung so eingerichtet ist, daß Durchgangslicht von der Seite der Hauptplatte nach der Seite der Gegenplatte durchgelassen wird,

die Hauptplatte eine Lichtsperrschicht (207) enthält, die auf der Innenseite der Hauptplatte zwischen der isolierenden Schicht (204A) und der Innenseite der Hauptplatte gebildet ist, so daß die Lichtsperrschicht (207) außerdem zwischen der Innenseite der Hauptplatte und jeweils jeder Verdrahtungselektrode (202, 203), Schaltvorrichtung (205) und Peripherie der Pixelelektrode (206) liegt, die Schaltvorrichtung (205) für Licht empfindlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenplatte (208) eine Lichtsperrschicht (210) enthält, die auf der Innenseite der Gegenplatte (208) an einer Position gebildet ist, die der Schaltvorrichtung (205) der Hauptplatte entspricht, daß die Lichtsperrschicht (210) der Gegenplatte eine Fläche aufweist, die nötig ist, um die Schaltvorrichtung (205) vollständig zu bedecken, und daß die auf der Hauptplatte vorgesehene Lichtsperrschicht (207) größer als die auf der Gegenplatte vorgesehene Lichtsperrschicht (210) ist.

2. Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtsperrschicht (207) auf der Hauptplattenseite und die Peripherie der Pixelelektrode die Elektroden eines Speicherkondensators bilden.

3. Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtsperrschicht (210) der Gegenplatte so aufgebaut und so groß ist, daß sie die Schaltvorrichtung (205) vollständig bedeckt, selbst wenn eine Fehlausrichtung zwischen der Hauptplatte und der Gegenplatte auftritt, und bei der die Lichtsperrschicht (207) der Hauptplatte so aufgebaut und so groß ist, daß sichergestellt ist, daß die Lichtsperrschicht (210) der Gegenplatte nie innerhalb einer Pixelöffnung sichtbar wird, selbst wenn eine Fehlausrichtung zwischen der Hauptplatte und der Gegenplatte (208) auftritt.