DE4107318C2

DE4107318C2 - Flüssigkristallanzeigenvorrichtung mit TFT-Matrixsubstrat

Info

Publication number: DE4107318C2
Application number: DE4107318A
Authority: DE
Inventors: Satoru Kawamoto; Naoki Nakagawa; Masahiro Hayama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1991-03-07
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2011-03-08
Also published as: DE4107318A1; US5151806A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigen vorrichtung, welche ein TFT-(Dünnfilmtransistor)-Matrixsub strat verwendet, und bezieht sich insbesondere auf eine Flüssigkristallanzeigenvorrichtung, bei der zur Verbesserung der Vorrichtung die Kurzschlußgefahr einer in dem TFT- Matrixsubstrat vorgesehenen Speicherkapazität verringert ist.

Ganz allgemein wird bei einer Flüssigkristallanzeigenvor richtung ein Bild zur Anzeige gebracht, wenn eine Spannung an dem Material für die Anzeige wie beispielsweise ein Flüs sigkristall, welches zwischen zwei gegenüberstehenden Sub straten gehalten ist, angelegt wird. Matrixförmig sind Pixelelektroden zumindest auf einem der Substrate der Flüs sigkristallanzeigenvorrichtung angeordnet, um selektiv die Pixel durch zugehörige aktive Elemente, beispielsweise Feld effekttransistoren (FETs) mit nichtlinearen Eigenschaften, anzutreiben. Ferner ist für jeden Pixel insbesondere eine Speicherkapazität zur Verbesserung der Bildqualität vorgese hen.

Fig. 1 zeigt in schematischer Draufsicht den Aufbau eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches in einer aus "Proceeding of 9 the International Display Research Con ference (Japan Display '89, pp. 514-517, 1989)" bekannten Flüssigkristallanzeigenvorrichtung verwendet ist. Fig. 2 stellt eine entlang der Linie A-A′ aus Fig. 1 genommene Schnittansicht dar, und Fig. 3 zeigt ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 1.

Unter Bezugnahme auf diese Figuren bezeichnet die Bezugszif fer 1 jeweils eine Sourceelektrodenleitung, 2 eine Gateelek trodenleitung, 3 eine gemeinsame Elektrodenleitung, 4 einen Gateisolierfilm, 5 eine amorphe Silizium(i)-Schicht, 7 eine amorphe Silizium(n⁺)-Schicht, 8 eine Drainelektrode, 9 eine Pixelelektrode, 10 einen Schutzfilm, 14 ein transparentes isolierendes Substrat, 18 eine Speicherkapazität, 35 einen Flüssigkristall und 38 eine Gegenelektrode.

Im folgenden wird die Herstellungsweise der Flüssigkri stallanzeigenvorrichtung mit der oben erwähnten Struktur be schrieben.

Die Gateelektrodenleitung 2 und die gemeinsame Elektroden leitung 3 aus MoTa werden auf dem transparenten isolierenden Substrat 14 gebildet. Dann wird jede Oberfläche der Gate elektrodenleitung 2 und der gemeinsamen Elektrodenleitung 3 einer anodischen Oxidation unterzogen. Der Gateisolierfilm 4, die amorphe Silizium(i)-Schicht 5 und die amorphe Sili zium(n⁺)-Schicht 7 werden aufeinanderfolgend hierauf gebil det und strukturiert, und es wird die Pixelelektrode 9 ge bildet. Daran anschließend werden die Sourceelektrodenlei tung 1 und die Drainelektrode 8 gebildet, wodurch ein TFT ausgebildet wird. Eine TFT-Matrix setzt sich aus den TFTs und den Pixelelektroden 9 zusammen. Wenn die gemeinsame Elektrode 3 und die Pixelelektrode 9 gegenseitig über den Gateisolierfilm 4 überlappend angeordnet werden, wird die Speicherkapazität 18 gebildet. Der Flüssigkristall 35 ist zwischen dem auf die vorstehend erwähnte Weise gebildeten TFT-Matrixsubstrat und dem ein Farbfilter und einen transpa renten leitenden Film aufweisenden Gegenelektrodensubstrat 38 angeordnet, womit schließlich die Flüssigkristallanzei genvorrichtung fertiggestellt ist.

Da diese Flüssigkristallanzeigenvorrichtung den oben be schriebenen Aufbau aufweist, wobei sich insbesondere die ge meinsame Elektrodenleitung 3 und die Pixelelektrode 9 über lappen, ist die Produktionsausbeute verringert, da im Falle eines Defektes bzw. Durchbruches eines Speicherkondensators sich eine Kurzschlußschaltung der gemeinsamen Elektrodenlei tung 3 und der Drainelektrode 8 resultiert.

Fig. 4 veranschaulicht eine schematische Draufsicht eines Aufbaues eines weiteren TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches in einer herkömmlichen Flüssigkeitkristallvorrich tung verwendet ist, welche beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 64-26 822 (1988) gezeigt ist. Fig. 5 stellt eine entlang der Linie B-B′ aus Fig. 4 genom mene Schnittansicht dar, und Fig. 6 zeigt ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 4. In den Fig. 4 bis 6 be zeichnen die Bezugsziffern 19 bzw. 24 jeweils eine Gatever drahtungsstrukturierung mit Al bzw. eine Gateelektrodenleitung bei der nachfolgenden Zeile. Die Bezugsziffern 1, 2, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 14, 18, 35 und 36 bezeichnen dieselben Elemente wie in den Fig. 1 bis 3.

Die in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Flüssigkristallanzei genvorrichtung wird auf die folgende Weise hergestellt.

An erster Stelle werden die Gateelektrodenleitungen 2 und 24 aus Cr auf dem transparenten isolierenden Substrat 14 gebil det. Ferner wird die Gateverdrahtungsstrukturierung 19 aus Al auf der Gateelekrodenleitung 24 gebildet. Daran an schließend wird ein TFT durch den Gateisolierfilm 4, den Halbleiterfilm 5, die Sourceelektrodenleitung 1 und die Drainelektrode 8 gebildet. Die TFTs stellen eine TFT-Matrix mit den Pixelelektroden 9 dar. Da die Gateelektrodenleitung 24 bei der nachfolgenden Zeile ein konstantes Potential auf weist, außer wenn diese abgetastet wird, wenn diese mit der Pixelelektrode 8 über dem Gateisolierfilm 4 überlappt, wird die Speicherkapazität 18 ausgebildet. Der Flüssigkristall 35 ist zwischen dem wie oben erhaltenen TFT-Matrixsubstrat und der ein Farbfilter und einen transparenten leitenden Film aufweisenden Gegenelektrode 38 geschichtet angeordnet. Somit wird eine gemäß den Fig. 4 bis 6 dargestellte Flüssigkri stallanzeigenvorrichtung erhalten.

Da bei der herkömmlichen Flüssigkristallanzeigenvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau die Gateelektrodenleitung 24 bei der nachfolgenden Zeile als eine Elektrode für die Speicherkapazität dient, wird im Falle eines Bruches der Speicherkapazität ein Kurzschluß zwischen der Gateelektro denleitung 24 und der Drainelektrode 8 verursacht, was wiederum in einer Verringerung der Produktionsausbeute re sultiert.

Ähnliche Flüssigkristallanzeigenvorrichtungen sind etwa aus der US 4 704 559 und der JP 64-26822 A bekannt.

Dementsprechend wird zur Behebung der oben beschriebenen Nachteile die vorliegende Erfindung vorgeschlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkri stallanzeigenvorrichtung mit hoher Produktionsausbeute zur Verfügung zu stellen, bei der eine Kurzschlußschaltung zwischen einer gemeinsamen Elektrode und einer Pixelelek trode bzw. zwischen einer Gateelektrode bei einer nachfolgenden bzw. vorhergehenden Zeile und einer Pixelelektrode verhindert werden kann.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristallanzeigenvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine wirksame Speicherkapazität mit einer Vielzahl von Kondensatoren auch dann ermöglicht, wenn ein einzelner Kondensator kurzgeschlossen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen 1, 2 und 7, 8 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht des Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigenvor richtung verwendet ist;

Fig. 2 eine entlang der Linie A-A′ aus Fig. 1 genommene Schnittansicht;

Fig. 3 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht des Aufbaues eines weiteren TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei einer herkömmlichen Flüssigkri stallanzeigenvorrichtung verwendet ist;

Fig. 5 eine entlang der Linie B-B′ aus Fig. 4 genommene Schnittansicht;

Fig. 6 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 4;

Fig. 7 eine schematische Draufsicht des Aufbaues einer TFT-Matrix eines Pixels, welche bei einer Flüs sigkristallanzeigenvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel in der vorliegenden Erfindung verwendet ist;

Fig. 8 eine entlang der Linie C-C′ aus Fig. 7 genommene Schnittansicht;

Fig. 9 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 7;

Fig. 10 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 11 eine entlang der Linie D-D′ aus Fig. 10 genom mene Schnittansicht;

Fig. 12 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates, welches bei der Flüssigkristallanzeigenvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet ist;

Fig. 13 eine entlang der Linie I-I′ aus Fig. 10 genom mene Schnittansicht;

Fig. 14 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 15 eine entlang der Linie F-F′ aus Fig. 14 genom mene Schnittansicht;

Fig. 16 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 14;

Fig. 17 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 18 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welche bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 19 eine entlang der Linie G-G′ aus Fig. 18 genom mene Schnittansicht;

Fig. 20 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 18;

Fig. 21 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 22 eine entlang der Linie H-H′ aus Fig. 21 genom mene Schnittansicht;

Fig. 23 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 24 eine entlang der Linie I-I′ aus Fig. 23 genom mene Schnittansicht;

Fig. 25 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 26 eine entlang der Linie Y-Y′ aus Fig. 25 genom mene Schnittansicht;

Fig. 27 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung einer Flüssigkristallanzeigenvorrichtung entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung;

Fig. 28 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 29 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 30 eine entlang der Linie K-K′ aus Fig. 29 genom mene Schnittansicht;

Fig. 31 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 29;

Fig. 32 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 33 eine entlang der Linie L-L′ aus Fig. 32 genom mene Schnittansicht;

Fig. 34 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 32;

Fig. 35 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist;

Fig. 36 eine entlang der Linie M-M′ aus Fig. 35 genom mene Schnittansicht;

Fig. 37 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung einer Flüssigkristallanzeigenvorrichtung entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung; und

Fig. 38 eine schematische Draufsicht eines modifizierten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei der Flüssigkristallanzeigen vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfin dung verwendet ist.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren eine Flüssigkristallanzeigenvorrichtung entsprechend einem bevor zugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung voll ständig beschrieben.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen jeweils eine Draufsicht eines Auf baues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels, welches bei einer Flüssigkristallanzeigenvorrichtung entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung verwendet ist, eine entlang der Linie C-C′ aus Fig. 7 genommene Schnittansicht, sowie ein Schaltungsdiagramm von Fig. 7. Bei den Fig. 7 bis 9 bezeichnen die Bezugsziffer 1 eine Source elektrode und eine Sourceelektrodenleitung, 2 eine Drain elektrodenleitung, 3 eine gemeinsame Elektrodenleitung, 4 einen Gateisolierfilm, 5 eine Halbleiter(i)-Schicht, 6 einen oberen Isolierfilm, 7 eine Halbleiter(n⁺)-Schicht, 8 eine Drainelektrode, 9 eine Pixelelektrode, 10 einen Schutzfilm, 12 eine Schwebeelektrode, 13 einen dielektrischen Film, 14 ein transparentes isolierendes Substrat, 15 einen TFT, 16 eine parasitäre Kapazität zwischen einem Gate und Drain, 21 eine erste Speicherkapazität und 22 eine zweite Speicherka pazität.

Das oben erwähnte TFT-Matrixsubstrat wird auf die folgende Weise hergestellt.

Ein transparenter leitfähiger Film aus ITO oder dergleichen wird auf dem aus Glas hergestellten transparenten isolieren den Substrat 14 durch EB-Abscheidung gebildet. Dann wird ein nicht weiter benötigter Abschnitt des transparenten leitfä higen Filmes durch Fotolithographie und Ätzen entfernt, auf welchem die inselähnliche Schwebeelektrode 12 gebildet wird. Daran anschließend wird der dielektrische Film 13 durch eine oder mehrere Schichten aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder Tantaloxid durch Plasma-CVD oder Sputtern usw. gebildet.

Nachdem ein transparenter leitfähiger Dünnfilm aus ITO durch Sputtern usw. gebildet ist, wird die Pixelelektrode 9 durch Fotolithographie und Ätzen usw. gebildet. Dabei überlappt die Schwebelektrode 12 mit der Pixelelektrode 9 über den da zwischen gehaltenen dielektrischen Film 13, womit die erste Speicherkapazität 21 dargestellt ist.

Daran anschließend wird ein Metall wie beispielsweise Cr oder Mo durch Sputtern oder dergleichen Verfahren abgeschie den. Die Gateelektrodenleitung 2 und die gemeinsame Elektro denleitung 3 werden durch Fotolithographie und Ätzen usw. gebildet. Dabei überlappt sich die Schwebeelektrode 12 mit der gemeinsamen Elektrodenleitung 3 über den dazwischen ge haltenen dielektrischen Film 13, so daß die zweite Speicher kapazität 22 gebildet ist. Dann werden der Gateisolierfilm 4 aus Siliziumnitrid oder dergleichen, die Halbleiter(i) - Schicht 5, d. h. die amorphe Silizium(i)-Schicht, sowie der obere Isolierfilm 6 aufeinanderfolgend durch Plasma-CVD oder dergleichen abgeschieden. Daran anschließend wird der obere Isolierfilm 6 strukturiert. Nachdem die amorphe Sili zium(n⁺)-Schicht 7 durch Plasma-CVD oder dergleichen gebil det ist, wird ein Kontaktloch zwischen der Pixelelektrode 9 und der Drainelektrode 10 durch Strukturierung gebildet. Ein leitender Dünnfilm aus Al, Mo oder dergleichen wird durch Sputtern usw. abgeschieden, und die Sourceelektrodenleitung 1 und die Drainelektrode 8 werden strukturiert. Desweiteren werden nicht weiter benötigte Abschnitte der Halbleiter(n⁺)- Schicht 7 und der Halbleiter(i)-Schicht 5 durch Trockenätzen entfernt. Schließlich wird zum Erhalten des Schutzfilmes 10 ein Film aus Siliziumnitrid oder Siliziumoxid usw. durch Plasma-CVD abgeschieden und strukturiert.

Die Flüssigkristallanzeigenvorrichtung wird somit durch An ordnen des Anzeigenmaterials wie beispielsweise Flüssigkri stall zwischen dem auf die obig beschriebene Weise erhalte nen TFT-Matrixsubstrat und dem eine transparente Elektrode, ein Farbfilter usw. aufweisenden Gegenelektrodensubstrat hergestellt.

Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel wird die Pixelelek trode 9 derart angeordnet, daß sie nicht mit der gemeinsamen Elektrode 3 überlappt, wobei des weiteren die Schwebeelek trode 12 sich sowohl bis zur Pixelelektrode 9, als auch zur gemeinsamen Elektrode 3 erstreckt. Dementsprechend sind die Pixelelektrode 9 und die gemeinsame Elektrode 3 kapazitiv miteinander gekoppelt aufgrund der Serienverbindung der Kapazität zwischen der Schwebeelektrode 12 und der Pixel elektrode 9 und derjenigen zwischen der Schwebeelektrode 12 und der gemeinsamen Elektrode 3. Selbst wenn eine Kurz schlußschaltung zwischen der Schwebeelektrode 12 und entweder der Pixelelektrode 9 oder der gemeinsamen Elektrode 3 auf tritt, tritt nie eine Kurzschlußschaltung zwischen der ge meinsamen Elektrode 3 und der Drainelektrode 8 auf. Daher kann die Verringerung der Produktionsausbeute aufgrund von auftretenden Kurzschlußschaltungen vermieden werden.

Obwohl die Schwebeelektrode 12 bei diesem Ausführungsbei spiel einen transparenten leitenden Film darstellt, kann auch ein undurchsichtiger leitender Film, ein metallischer Film oder dergleichen verwendet sein, falls dieser nicht nachteilig für die Anzeige ist.

Obwohl darüber hinaus der obere Isolierfilm 6 bei diesem Ausführungsbeispiel auf dem TFT-Matrixsubstrat vorgesehen ist, kann es möglich sein, den oberen Isolierfilm nicht auf diese Weise zu verwenden, wie es bei einer Modifikation ge mäß den Fig. 10 und 11 gezeigt ist.

Obwohl bei dem obig beschriebenen Ausführungsbeispiel die Schwebeelektrode 12 und der dielektrische Film 13 zuerst zum Erhalten der ersten und der zweiten Speicherkapazität 21 und 22 gebildet werden, kann die Schwebeelektrode 12 durch Ver wenden des Matriales der Source- und Drainelektrode 1 und 8 gebildet sein, und die erste und die zweite Speicherkapazi tät 21 und 22 können zwischen der Pixelelektrode 9 und der Schwebeelektrode 12 gebildet sein, und zwischen der Schwebe elektrode 12 und der gemeinsamen Elektrodenleitung 3 über den Gateisolierfilm 4, wie es in den Fig. 12 und 13 oder in den Fig. 14 und 15 gezeigt ist. Es kann ebenfalls möglich sein, die Schwebeelektroden der obigen beiden Typen für die jeweiligen Kapazitäten 21 und 22 vorzusehen.

Obwohl das TFT-Matrixsubstrat bei dem obigen Ausführungsbei spiel eine Schwebeelektrode 12 aufweist, kann eine Vielzahl von Schwebeelektroden verwendet sein, wie es in Fig. 16 ge zeigt ist. Fig. 17 zeigt den Aufbau eines Beispieles des TFT-Matrixsubstrates mit vier Schwebeelektroden 12.

Fig. 18 zeigt eine schematische Draufsicht eines modifizier ten Aufbaues eines TFT-Matrixsubstrates eines Pixels der Flüssigkristallanzeigenvorrichtung, wobei Fig. 19 eine ent lang der Linie G-G′ aus Fig. 18 genommene Schnittansicht und Fig. 20 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 18 darstellen. Fig. 21 zeigt in Draufsicht den Aufbau einer Modifizierung, und Fig. 22 stellt eine entlang der Linie H- H′ aus Fig. 21 genommene Schnittansicht dar. In den Figuren bezeichnen die selben Bezugsziffern wie in den Fig. 7 bis 9 dieselben Elemente, wobei unterschiedlich zu der Matrix gemäß den Fig. 7 bis 9 eine Gateelektrodenleitung 24 bei der nachfolgenden Zeile (bzw. bei der vorhergehenden Zeile) und ein Schattierungsfilm 17 vorgesehen sind.

Das TFT-Matrixsubstrat wird auf die folgende Weise herge stellt.

Ein transparenter leitender Film aus ITO oder dergleichen wird auf dem transparenten isolierenden Substrat 14 aus Glas oder dergleichen durch EB-Abscheidung gebildet. Ein nicht weiter benötigter Abschnitt des transparenten leitenden Filmes wird durch Fotolithographie und Ätzen usw. zur Aus bildung der inselförmigen Schwebeelektrode 12 entfernt. Der dielektrische Film 13 wird aus einer oder mehreren Schichten von Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder Tantaloxid durch Plasma-CVD, Sputtern usw. gebildet.

Daran anschließend wird ein transparenter leitender Dünnfilm aus ITO oder dergleichen durch Sputtern usw. gebildet und es wird die Pixelelektrode 9 durch Fotolitographie und Ätzen usw. gebildet. Dabei überlappen die Schwebeelektrode 12 und die Pixelelektrode 9 miteinander über den dazwischen gehal tenen dielektrischen Film 13, so daß die erste Speicherkapa zität 21 gebildet wird.

Als nächstes wird Metall, Cr oder Mo usw. durch Sputtern ab geschieden. Dann werden die Gateelektrodenleitungen 2 und 24 durch Fotolithographie und Ätzen usw. gebildet. Dabei über lappt die Schwebeelektrode 12 mit der Gateelektrodenleitung 24 über dem dazwischen gehaltenen dielektrischen Film 13, wodurch die zweite Speicherkapazität 22 ausgebildet wird.

Der Gateisolierfilm 4 aus Siliziumnitrid oder dergleichen, die Halbleiter(i)-Schicht 5, d. h. die amorphe Silizium(i)- Schicht, und der obere Isolierfilm 6 werden aufeinanderfol gend durch Plasma-CVD usw. abgeschieden. Dann wird der obere Isolierfilm 6 strukturiert. Nachdem die Halbleiter(n⁺)- Schicht 7 wie beispielsweise eine amorphe Silizium(n⁺)- Schicht durch Plasma-CVD usw. gebildet worden ist, wird ein Kontaktloch zwischen der Pixelelektrode 8 und der Drainelek trode 8 durch Strukturierung gebildet. Ein leitender Dünn film aus Al oder Mo usw. wird des weiteren durch Sputtern usw. abgeschieden, und die Sourceelektrodenleitung 1 und die Drainelektrode 8 werden strukturiert. Dann werden die nicht weiter benötigten Abschnitte der Halbleiter(n⁺)-Schicht 7 und der Halbleiter(i)-Schicht 5 durch Trockenätzen wegge ätzt Schließlich wird ein Film aus Siliziumnitrid, Silizi umoxid oder dergleichen durch Plasma-CVD abgeschieden, und zum Erhalten des Schutzfilmes 10 strukturiert.

Durch Dazwischenlegen des Anzeigemateriales wie beispiels weise Flüssigkristall 35 usw. zwischen dem auf die obige Weise erhaltenen TFT-Matrixsubstrat und dem eine transpa rente Elektrode und ein Farbfilter usw. aufweisendes Gegen elektrodensubstrat 38 wird die Flüssigkristallanzeigenvor richtung hergestellt.

Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel erläutert wurde, wird die Pixelelektrode 9 bei einer derartigen Position an geordnet, daß sie nicht mit der Gateelektrode 24 bei der vorhergehenden bzw. nachfolgenden Zeile überlappt. Des weite ren ist die Schwebeelektrode 12 derart vorgesehen, daß sie sich sowohl bis zur Pixelelektrode 9, als auch zur Gateelek trode 24 erstreckt. Daher kann eine kapazitive Kopplung zwischen der Pixelelektrode 8 und der Gateelektrode 24 durch die Serienverbindung der Kapazität zwischen der Schwebeelek trode 12 und der Pixelelektrode 8, und derjenigen zwischen der Schwebeelektrode 12 und der Gateelektrode 24 erreicht werden. Folglich werden die Gateelektrode und Drainelektrode auch dann nicht kurzgeschlossen, wenn eine Kurzschlußschal tung zwischen der Schwebeelektrode 12 und entweder der Pixelelektrode 9 oder der Gateelektrode 24 auftritt. Als Er gebnis kann die Verringerung der Produktionsausbeute auf grund von Kurzschlußschaltungen einer Kapazität vermieden werden.

Es sollte an dieser Stelle erwähnt werden, daß das TFT- Matrixsubstrat nicht unbedingt einen oberen Isolierfilm, wie es in den Fig. 21 und 22 angedeutet ist, aufweisen muß, ob wohl der obere Isolierfilm 6 bei dem vorhergehenden Ausfüh rungsbeispiel verwendet ist.

Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird die Schwebe elektrode 12 zuerst gebildet und der dielektrische Film 13 abgeschieden. Wie es in den Fig. 23 und 24, oder in den Fig. 25 und 26 dargestellt ist, kann es jedoch ebenso möglich sein, daß die Schwebeelektrode 12 durch das Material der Source- und Drainelektroden gebildet ist, und die ersten und zweiten Speicherkapazitäten 21 und 22 zwischen der Pixel elektrode 9 und der Schwebeelektrode 12, und zwischen der Schwebeelektrode 12 und der Gateelektrodenleitung 24 über den Gateisolierfilm 4 gebildet werden. Des weiteren können beide Typen der Schwebeelektroden verwendet werden.

Obwohl bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel eine Schwebeelektrode verwendet ist, kann im übrigen auch eine Vielzahl von Schwebeelektroden vorgesehen sein, wie es in Fig. 27 dargestellt ist. Beispielsweise können gemäß der Struktur nach Fig. 28 vier Schwebeelektroden 12 vorgesehen sein.

Im folgenden wird ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren er läutert.

Fig. 29 zeigt in Draufsicht den Aufbau eines TFT-Matrixsub strates eines Pixels in der Flüssigkristallanzeigevorrich tung entsprechend einem modifizierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 30 stellt eine entlang der Linie K-K′ aus Fig. 29 genommene Schnittansicht dar, und Fig. 31 zeigt ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung aus Fig. 29. In den Fig. 29 bis 31 bezeichnen die Bezugsziffern 1 bis 22 und 24 dieselben Elemente wie in den Fig. 7 bis 9 und den Fig. 18 bis 20, so daß eine genaue Beschreibung diesbezüglich abgekürzt wird. Die Bezugsziffer 23 bezeichnet eine dritte Speicherkapazität.

Im folgenden wird das Herstellungsverfahren des in den Fig. 29 bis 31 gezeigten TFT-Matrixsubstrates erläutert.

Ein transparenter leitender Film aus ITO oder dergleichen wird durch EB-Abscheidung auf einem transparenten isolieren den Substrat 14 aus Glas oder dergleichen gebildet. Ein nicht weiter benötigter Abschnitt dieses transparenten lei tenden Filmes wird durch Fotolithographie und Ätzen usw. zur Bildung der inselförmigen Schwebeelektrode 12 entfernt. Dann wird der dielektrische Film 13 bestehend aus einer oder meh reren Schichten von Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder Tan tanoxid durch Plasma-CVD oder Sputtern usw. gebildet.

Daran anschließend wird ein transparenter leitender Dünnfilm aus ITO oder dergleichen durch Sputtern usw. gebildet. Die Pixelelektrode 9 wird durch Fotolithographie und Ätzen ge bildet. Dabei überlappt die Schwebeelektrode 12 mit der Pixelelektrode 9 über dem dazwischen gehaltenen dielektri schen Film 13, so daß die erste Speicherkapazität 21 erhal ten wird.

Dann wird ein Metall wie beispielsweise Cr oder Mo durch Sputtern usw. abgeschieden, und es werden die Gateelektro denleitung und die gemeinsame Elektrodenleitung 3 durch Fotolithographie und Ätzen usw. gebildet. Dabei überlappen die Schwebeelektrode 12 und die Gateelektrode 24 miteinander über dem hier zwischen gehaltenen dielektrischen Film 13, womit die dritte Speicherkapazität 23 gebildet wird. Dann werden der aus Siliziumnitrid oder dergleichen hergestellte Gateisolierfilm 4, die Halbleiter(i)-Schicht 5, d. h. die amorphe Silizium(i)-Schicht, und der obere Isolierfilm 6 aufeinanderfolgend durch Plasma-CVD abgeschieden. An schließend wird der obere Isolierfilm 6 strukturiert. Nach dem die amorphe Silizium(n⁺)-Schicht 7 durch Plasma-CVD usw. gebildet ist, wird ein Kontaktloch zwischen der Pixelelek trode 9 und der Drainelektrode 10 durch Strukturierung ge bildet. Ein leitender Dünnfilm Al, Mo oder dergleichen wird durch Sputtern abgeschieden. Die Sourceelektrodenleitung 1 und die Drainelektrode 8 werden strukturiert. Des weiteren werden die nicht mehr benötigten Abschnitte der Halblei ter(n⁺)-Schicht 7 und der Halbleiter(i)-Schicht 5 durch Trockenätzen entfernt. Ein Siliziumnitridfilm oder Silizi umoxidfilm usw. wird durch Plasma-CVD usw. abgeschieden, und mit Strukturierung verarbeitet, wodurch der Schutzfilm 10 gebildet wird.

Wenn das Anzeigematerial wie beispielsweise der Flüssigkri stall 35 zwischen dem auf die oben beschriebene Weise erhal tenen TFT-Matrixsubstrat und dem mit einer transparenten Elektrode und dem Farbfilter usw. ausgestatteten Gegenelek trodensubstrat 38 angeordnet wird, wird die Flüssigkri stallanzeigenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel hergestellt.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Pixelelektrode 9 derart ausgebildet, daß sie nicht mit der Gateelektrode 24 überlappt, und des weiteren ist die Schwebeelektrode 12 so vorgesehen, daß sie sich sowohl bis zur Pixelelektrode 9 und zur Gateelektrode 12 erstreckt, so daß die Pixelelektrode 9 und Gateelektrode 24 kapazitiv gekoppelt sind aufgrund der Serienverbindung der Kapazität zwischen der Schwebeelektrode 12 und der Pixelelektrode 9, und derjenigen zwischen der Schwebeelektrode 12 und der Gateelektrode 24. Damit kann, selbst wenn eine Kurzschlußschaltung zwischen der Schwebe elektrode 12 und der Pixelelektrode 9 oder zwischen der Schwebeelektrode und der Gateelektrode 24 auftritt, die Kurzschlußschaltung niemals zwischen der Gateelektrode 24 und der Pixelelektrode 9 auftreten. Dementsprechend kann die Verringerung der Produktionsausbeute der TFT-Substratmatrix aufgrund der Kurzschlußschaltung verringert werden.

Obwohl die Schwebeelektrode 12 bei dem vorigen Ausführungs beispiel einen transparenten leitenden Film darstellt, kann auch ein undurchsichtiger Film wie beispielsweise ein metal lischer Film oder dergleichen als Schwebeelektrode verwendet werden, falls diese nicht nachteilig ist für die Anzeige.

Des weiteren kann, obwohl sich die Schwebeelektrode und die gemeinsame Elektrode in einer kleinen Fläche (zweite Spei cherkapazität 22) überlappen, diese Fläche größer sein.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Speicherkapazität lediglich zwischen der Schwebeelektrode und der Gateelektrode gebildet; gleichwohl kann eine Spei cherkapazität zwischen der Schwebeelektrode und der gemein samen Elektrode hinzugefügt sein, wie es aus den Fig. 32, 33 und 34 zu entnehmen ist.

Im Gegensatz zu dem obigen Ausführungsbeispiel, bei dem die Schwebeelektrode 12 zuerst gebildet ist, und der dielektri sche Film 13 angelegt ist, kann es möglich sein, daß die Schwebeelektrode aus dem Material der Source- und Drainelek troden, und der zwischen der Pixelelektrode 9 und der Schwe beelektrode 12, und zwischen der Schwebeelektrode 12 und der Gateelektrodenleitung 24 über dem Gateisolierfilm 4 gebilde ten ersten und dritten Speicherkapazität 29 und 23 gebildet sein, wie es in den Fig. 35 und 36 gezeigt ist. Desweiteren können beide Typen der Schwebeelektroden wie oben verwendet sein.

Obwohl bei dem obig erwähnten, modifizierten Ausführungsbei spiel eine Schwebeelektrode 12 verwendet ist, kann auch eine Vielzahl von Schwebeelektroden vorgesehen sein, beispiels weise eine Anzahl von vier, wie es in den Fig. 37 und 38 ge zeigt ist.

Claims

1. Flüssigkristallanzeigenvorrichtung, welche aufweist:
eine TFT-(Dünnfilmtransistor)-Matrix mit einer Sourceelektrodenleitung (1), einer Gateelektroden leitung (2), und einer gemeinsamen Elektrodenleitung (3), die auf einem transparenten isolierenden Sub strat (14) vorgesehen sind, wobei sich die Source elektrodenleitung (1) und die Gateelektrodenleitung (2) überschneiden und hierdurch einen Schnittpunkt definieren, in dessen Nähe ein Dünnfilmtransistor (15) angeordnet ist, dessen Source mit der Source elektrodenleitung (1), dessen Gate mit der Gate elektrodenleitung (2), und dessen Drain mit einer Pixelelektrode (9) verbunden ist, wobei zwischen der Pixelelektrode (9) und der gemeinsamen Elektrode (3) eine Speicherkapazität (21, 22) ausgebildet ist;
Gegenelektroden (38), welche der TFT-Matrix gegenüberstehen;
einen Flüssigkristall (35) für die Anzeige, welcher zwischen den Gegenelektroden (38) und der TFT-Matrix angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, daß
die gemeinsame Elektrodenleitung (3) und die Pixelelektrode (9) nebeneinander und getrennt voneinander angeordnet sind, und
eine Schwebeelektrode (12) derart angeordnet ist, daß die Schwebeelektrode (12) ober- oder unterhalb der gemeinsamen Elektrodenleitung (3) und der Pixel elektrode (9) derart gebildet ist, daß die Schwebe elektrode (12) mit der gemeinsamen Elektrodenleitung (3) und mit der Pixelelektrode (9) jeweils kapazitiv gekoppelt ist (Fig. 7-9; Fig. 10, 11).

2. Flüssigkristallanzeigenvorrichtung, welche aufweist:
eine TFT-(Dünnfilmtransistor)-Matrix mit einer Sourceelektrodenleitung (1), einer Gateelektroden leitung (2) einer bestimmten Zeile der Matrix, und einer Gateelektrode (24) der der bestimmten Zeile der Matrix vorhergehenden oder nachfolgenden Zeile, die auf einem transparenten isolierenden Substrat (14) vorgesehen sind, wobei sich die Sourceelektro denleitung (1) und die Gateelektrodenleitung (2) überschneiden und hierdurch einen Schnittpunkt defi nieren, in dessen Nähe ein Dünnfilmtransistor (15) angeordnet ist, dessen Source mit der Sourceelektro denleitung (1), dessen Gate mit der Gateelektroden leitung (2), und dessen Drain mit einer Pixelelek trode (9) verbunden ist, wobei zwischen der Pixel elektrode (9) und der Gateelektrode (24) der vor hergehenden oder nachfolgenden Zeile eine Speicherkapazität (21, 22) ausgebildet ist;
Gegenelektroden (38), welche der TFT-Matrix gegenüberstehen;
einen Flüssigkristall (35) für die Anzeige, welcher zwischen den Gegenelektroden (38) und der TFT-Matrix angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Gateelektrode (24) der vorhergehenden oder nachfolgenden Zeile und die Pixelelektrode (9) ne beneinander und getrennt voneinander angeordnet sind, und
eine Schwebeelektrode (12) derart angeordnet ist, daß die Schwebeelektrode (12) ober- oder unterhalb der Gateelektroden (24) der vorhergehenden oder nachfolgenden Zeile und der Pixelelektrode (9) der art gebildet ist, daß die Schwebeelektrode mit der Gateelektrode (24) der vorhergehenden oder nachfol genden Zeile und der Pixelelektrode (9) kapazitiv gekoppelt ist (Fig. 18-20; Fig. 21, 22).

3. Flüssigkristallanzeigenvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwebeelektrode (12) aus demselben Material wie die Source- und Drainelektrode (1, 8) gebildet ist (Fig. 12-15; Fig. 23-26).

4. Flüssigkristallanzeigenvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Über lappung der Schwebeelektrode (12) und der Gateelek trode (24) der vorhergehenden oder nachfolgenden Zeile eine weitere Speicherkapazität (23) gebildet ist (Fig. 29-31).

5. Flüssigkristallanzeigenvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schwebeelektrode (12) und der gemeinsamen Elektro denleitung (3) eine weitere Speicherkapazität gebil det ist (Fig. 32-34).

6. Flüssigkristallanzeigenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwebeelektrode (12) mehrfach unterteilt ist (Fig. 16, 17; Fig. 27, 28; Fig. 37, 38).

7. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall anzeigenvorrichtung mit den Schritten:
Vorbereiten eines transparenten isolierenden Sub strates (14);
Bilden einer TFT-(Dünnfilmtransistor)-Matrix mit einer Sourceelektrodenleitung (1), einer Gateelektrodenleitung (2), und einer gemeinsamen Elektrodenleitung (3) auf dem Substrat (14), wobei sich die Sourceelektrodenleitung (1) und die Gate elektrodenleitung (2) überschneiden und hierdurch einen Schnittpunkt definieren;
Anordnen in der Nähe des Schnittpunktes eines Dünn filmtransistors (15), dessen Source mit der Sourceelektrodenleitung (1), dessen Gate mit der Gateelektrodenleitung (2), und dessen Drain mit einer Pixelelektrode (9) verbunden wird;
Ausbilden einer Speicherkapazität (21, 22) zwischen der Pixelelektrode (9) und der gemeinsamen Elektrode (3);
Bilden von Gegenelektroden (38), welche der TFT-Ma trix gegenüberstehen;
Bilden eines Flüssigkristalles (35) für die Anzeige, welcher zwischen den Gegenelektroden (38) und der TFT-Matrix angeordnet wird;
dadurch gekennzeichnet, daß
die gemeinsame Elektrodenleitung (3) und die Pixelelektrode (9) nebeneinander und getrennt voneinander angeordnet werden, und
eine Schwebeelektrode (12) derart angeordnet wird, daß die Schwebeelektrode (12) ober- oder unterhalb der gemeinsamen Elektrodenleitung (3) und der Pixel elektrode (9) derart gebildet wird, daß die Schwebe elektrode (12) mit der gemeinsamen Elektrodenleitung (3) und der Pixelelektrode (9) kapazitiv gekoppelt wird (Fig. 7-9; Fig. 10, 11).

8. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall anzeigenvorrichtung mit den Schritten:
Vorbereiten eines transparenten isolierenden Sub strates (14);
Bilden einer TFT-(Dünnfilmtransistor)-Matrix mit einer Sourceelektrodenleitung (1), einer Gateelektrodenleitung (2) einer bestimmten Zeile der Matrix, und einer Gateelektrode (24) der der be stimmten Zeile der Matrix vorhergehenden oder nach folgenden Zeile auf dem Substrat (14), wobei sich die Sourceelektrodenleitung (1) und die Gateelektrodenleitung (2) überschneiden und hier durch einen Schnittpunkt definieren;
Anordnen in der Nähe des Schnittpunktes eines Dünn filmtransistors (15), dessen Source mit der Sourceelektrodenleitung (1), dessen Gate mit der Gateelektrodenleitung (2), und dessen Drain mit einer Pixelelektrode (9) verbunden werden;
Ausbilden einer Speicherkapazität (21, 22) zwischen der Pixelelektrode (9) und der Gateelektrode (24) der vorhergehenden oder nachfolgenden Zeile;
Bilden von Gegenelektroden (38), welche der TFT-Ma trix gegenüberstehen;
Bilden eines Flüssigkristalles (35) für die Anzeige, welcher zwischen den Gegenelektroden (38) und der TFT-Matrix angeordnet wird;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Gateelektrode (24) der vorhergehenden oder nachfolgenden Zeile und die Pixelelektrode (9) neben einander und getrennt voneinander angeordnet wer den, und
eine Schwebeelektrode (12) derart angeordnet wird, daß die Schwebeelektrode (12) ober- oder unterhalb der Gateelektroden (24) der vorhergehenden oder nachfolgenden Zeile und der Pixelelektrode (9) der art gebildet wird, daß die Schwebeelektrode (12) mit der Gateelektrode (24) der vorhergehenden oder nach folgenden Zeile und der Pixelelektrode (9) kapazitiv gekoppelt wird (Fig. 18-20; Fig. 21, 22).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwebeelektrode (12) aus demselben Material wie die Source- und Drainelektrode (1, 8) gebildet wird (Fig. 12-15; Fig. 23-26).

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Überlappung der Schwebe elektrode (12) und der Gateelektrode (24) der vor hergehenden oder nachfolgenden Zeile eine weitere Speicherkapazität (23) gebildet wird (Fig. 29-31).

11. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schwebeelektrode (12) und der gemeinsamen Elektrodenleitung (3) eine weitere Speicherkapazität gebildet wird (Fig. 32-34).

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwebeelektrode (12) mehr fach unterteilt gebildet wird (Fig. 16, 17; Fig. 27, 28; Fig. 37, 38).