Цветная жидкокристаллическая дисплейная панель с активной матрицей

Цветная жидкокристаллическая дисплейная панель с активной матрицей

Реферат

 

Применение: изобретение относится к производству цветных жидкокристаллических дисплейных панелей с активной матрицей. Сущность изобретения: в цветной жидкокристаллической дисплейной панели с активной матрицей, содержащей прозрачную изолирующую подложку, множество адресных шин, сформированных на прозрачной изолирующей подложке параллельно друг другу, множество шин данных, сформированных на прозрачной изолирующей подложке перпендикулярно адресным шинам, множество элементов изображения, сформированных на прозрачной изолирующей подложке, каждый элемент изображения содержит первый и второй электроды изображения и четыре переключающих тонкопленочных МОП-транзистора, первый и второй электроды изображения расположены на соседних участках вдоль адресных шин между двумя соседними адресными шинами и по обе стороны проходящей между ними шины данных и образуют строки элементов изображения между соседними адресными шинами. Истоки первого и второго переключающих транзисторов присоединены к первому электроду изображения, а истоки третьего и четвертого - к второму электроду изображения, стоки переключающих транзисторов - к шинам данных, а затворы - к адресным шинам. Затворы первого и третьего переключающих транзисторов присоединены к адресной шине, расположенной между строкой, в которой расположен данный элемент изображения, и предыдущей строкой, а стоки этих переключающих транзисторов присоединены к шине данных, проходящей между первым и вторым электродами изображения данного элемента изображения. Затворы второго и четвертого переключающих транзисторов каждого элемента изображения присоединены к адресной шине, расположенной между двумя последующими строками элементов изображения, а стоки - к шине данных, расположенной между данным элементом изображения и одним из соседних элементов изображения этой же строки. Для подключения второго и четвертого транзисторов элементов отображения последней строки и последнего столбца введены дополнительные адресная шина и шина данных. Набор фильтров, включающий красный, зеленый, синий, расположен над электродами изображения. Жидкий кристалл помещен между электродами изображения и фильтрами. 3 ил.

Изобретение относится к жидкокристаллическим цветным дисплейным панелям с активной матрицей, имеющей треугольное расположение элементов изображения, в частности к цветным жидкокристаллическим дисплейным панелям с резервированием элементов матрицы.

В настоящее время значительно возросла потребность в жидкокристаллических цветных дисплейных панелях для получения высококачественного цветного изображения, например в бытовой аппаратуре и в вычислительной технике.

Известно, что среди различных типов цветных дисплейных панелей наилучшим качеством изображения обладает цветная дисплейная панель с активной матрицей, в которой используются тонкопленочные транзисторы (ТПТ) в качестве переключающих элементов. Активная матрица содержит множество элементов изображения, сформированных на прозрачной изолирующей подложке в виде матрицы строк и столбцов, причем каждый элемент изображения содержит по крайней мере один электрод изображения и переключающий транзистор. Матрица содержит также множество адресных шин, расположенных между строками элементов изображения, и множество шин данных, расположенных между столбцами ортогонально адресным шинам. Электроды изображения подключаются к адресным шинам. Электроды изображения подключаются к адресным шинам и шинам данных через переключающий транзистор-ТПТ. Сканирующие сигналы подаются на ТПТ через адресные шины, а видеосигналы подаются на шины данных для поступления на выбранные электроды изображений через ТПТ, включаемые сканирующими сигналами.

В цветном дисплее один элемент изображения имеет по крайней мере три элемента изображения для передачи первичных цветных компонентов. Поэтому в отличие от черно-белого дисплея количество требуемых элементов ячеек возрастает в три раза.

Известна жидкокристаллическая цветная дисплейная панель с активной матрицей, имеющая треугольное расположение элементов изображения и обладающая высоким качеством изображения, не ухудшающегося под влиянием небольшого количества обрывов в адресных шинах.

Однако в данной конструкции цветной жидкокристаллической дисплейной панели существует недостаток, заключающийся в том, что в результате появления обрыва любой шины данных возникает потеря работоспособности всех элементов изображения, подключенных к дефектному участку шины, что приводит к появлению линейных дефектов на изображении, т. е. снижает качество изображения, а в случае отказа значительных участков столбцов элементов изображения может привести к отбраковке всей панели, т. е. к снижению процента выхода годных изделий.

Цель изобретения - создание цветной жидкокристаллической дисплейной панели с активной матрицей, имеющей треугольное расположение элементов изображения, обладающей улучшенным качеством изображения и повышенным процентом выхода годных изделий в процессе их изготовления.

Цель достигается за счет того, что в жидкокристаллической цветной дисплейной панели с активной матрицей, содержащей прозрачную изолирующую подложку, множество адресных шин, сформированных на прозрачной изолирующей подложке параллельно друг другу, множество шин данных, сформированных на прозрачной изолирующей подложке перпендикулярно адресным шинам, множество элементов изображения, сформированных на прозрачной изолирующей подложке, причем каждый элемент изображения содержит первый и второй электроды изображения и четыре переключающих тонкопленочных МОП-транзистора, первый и второй электроды изображения расположены на соседних участках в направлении адресных и образуют строки элементов изображения между соседними адресными шинами, истоки первого и второго переключающих транзисторов присоединены к первому электроду изображения, а истоки третьего и четвеpтого переключающих транзисторов присоединены к второму электроду изображения, стоки переключающих транзисторов присоединены к шинам данных, а затворы - к адресным шинам, причем затворы первого и третьего переключающих транзисторов присоединены к адресной шине, расположенной между строкой, в которой расположен данный элемент изображения, и предыдущей строкой, а стоки этих переключающих транзисторов присоединены к шине данных, проходящей между первым и вторым электродами изображения данного элемента изображения, элементы изображения каждой строки смещены относительно элементов изображения соседних строк на половину длины шага повторения элементов изображения, фильтр, имеющий множество элементов, расположенных над электродами изображения и содержащих различные цветовые компоненты и размещенных периодически в том же направлении, что и адресные шины с целью образования строк элементов фильтра, состоящих из первого, второго и третьего элементов фильтра, являющихся соответственно красным, зеленым, синим, причем повторяющийся цикл первого, второго и третьего элементов фильтра в одной из двух соседних строк включает два первых элемента, два вторых элемента и два третьих элемента, расположенных в этом порядке, а в другой строке повторяющийся цикл первого, второго и третьего элементов включает один элемент второго типа, два элемента третьего типа, два элемента первого типа и один элемент второго типа, расположенных в этом порядке, жидкий кристалл, помещенный между первым и вторым электродами изображения и фильтром, затворы второго и четвертого переключающих транзисторов каждого элемента изображения присоединены к адресной шине, расположенной между двумя последующими строками элементов изображения, затворы второго и четвертого переключающих транзисторов элементов изображения последней строки присоединены к дополнительной шине данных, а стоки этих переключающих транзисторов присоединены к шине данных, расположенной между данным элементом изображения и одним из соседних элементов изображения этой же строки.

На фиг. 1 показан вид в плане части жидкокристаллической цветной дисплейной панели с активной матрицей, имеющей треугольное расположение элементов изображения; на фиг. 2 показана топология участка матрицы тонкопленочных транзисторов жидкокристаллической цветной дисплейной панели; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

П р и м е р. На фиг. 1 показан вид в плане части жидкокристаллической панели. Эта часть панели представляет собой активную матрицу ТПТ, сформированную на стеклянной подложке. Матрица содержит множество шин данных 1, множество адресных шин 2, множество элементов изображения, состоящих из двух электродов 3, 4 изображения и четырех переключающих транзисторов 5-8. Электроды 3 и 4 изображения каждого элемента изображения одновременно подключены через переключающие транзисторы к двум адресным шинам, одна из которых расположена между строкой, в которой находится данный элемент изображения, и предыдущей строкой, а другая расположена между двумя последующими строками. Подключение транзисторов 7 и 8 к адресной шине осуществляется с помощью электрической перемычки 9. Электроды 3 и 4 изображения каждого элемента изображения также одновременно подключены через переключающие транзисторы к двум шинам данных, одна из которых расположена между электродами 3 и 4, а другая - между данным элементом изображения и последующим элементом изображения этой же строки. Подключение переключающих транзисторов 7 и 8 к шине данных осуществляется с помощью электрической перемычки 10.

Из фиг. 1 видно, что затворы переключающих транзисторов 7 и 8 всех элементов изображения последней строки присоединены с помощью перемычек 9 к дополнительной адресной шине 2¹, а стоки переключающих транзисторов 7 неполных элементов изображения крайних в строке могут быть подключены к дополнительной шине данных 1¹.

На фиг. 1 расположение цветных элементов фильтра над электродами изображения обозначено индексами R, G, B (красный, зеленый, синий).

Жидкокристаллическая цветная панель, показанная на фиг. 1, функционирует следующим образом. На любую пару электродов 3 и 4 изображения за один период сканирования матрицы в каждый элемент изображения видеосигнал поступает дважды. Первый видеосигнал поступает через переключающие транзисторы 5 и 6, а второй видеосигнал - через транзисторы 7 и 8. Так как второй видеосигнал является последующим и сдвинут относительно первого на время адресаций одной строки, то каждый элемент изображения матрицы возбуждается окончательно вторым видеосигналом. В случае появления обрыва шины данных или адресной шины, к которым подсоединена пара электродов изображения через переключающие транзисторы 7 и 8, на данные электроды изображения будет поступать только первый видеосигнал через переключающие транзисторы 5 и 6. И наоборот, в случае обрыва адресной шины или шины данных, к которым подсоединены переключающие транзисторы 5 и 6, на данные электроды изображения будет поступать только второй видеосигнал.

Таким образом, появление обрыва шины данных или адресной шины не вызывает отказа в работе элементов изображения, подключенных к дефектному участку шины.

На фиг. 2 показаны шины 1 данных, адресные шины 2, электроды 3 и 4 изображения, переключающие транзисторы 5, 6 и 7, 8. Показаны электрические перемычки 9, соединяющие затворы 11 переключающих транзисторов 7 и 8 с адресными шинами, а также электрические перемычки 10, соединяющие стоки переключающих транзисторов 7 и 8 с шинами данных. Структуру, показанную на фиг. 5, изготавливали описываемым ниже образом. На стеклянную подложку 12 с помощью вакуумного напыления наносили пленку хрома. С помощью фотолитографии из этой пленки формировали адресные шины 2, не показанные на фиг. 5, и затворы 11 переключающих транзисторов. Затем напыляли пленку 13 нитрида кремния, используемую в качестве затворного диэлектрика. На пленку нитрида кремния наносили пленку аморфного кремния, из которой с помощью фотолитографии формировали полупроводниковые области 14 переключающих транзисторов. Затем наносили прозрачную проводящую пленку окиси индия, из которой с помощью фотолитографии формировали электроды 3 и 4 изображения. После этого наносили последовательно пленку силицида молибдена 15 и хрома 16 и с помощью фотолитографии формировали электроды истока и стока переключающих транзисторов, а также электрические перемычки 10, не показанные на фиг. 3. Затем наносили пленку нитрида кремния 17, служащую защитным диэлектриком, в которой вскрывали (с использованием фотолитографии) контактные окна к затворам переключающих транзисторов 7 и 8, к адресным шинам, к стоковым электродам переключающих транзисторов 5 и 6 и к электрическим перемычкам 10. После этого наносили пленку алюминия и с помощью фотолитографии формировали шины 1 данных и электрические перемычки 9, не показанные на фиг. 3. Поверх всей структуры наносили пленку полиимида 18, служащую ориентиром для жидкого кристалла.

Цветной фильтр 19 формировали на стеклянной подложке 20. Фильтр покрывали прозрачной проводящей пленкой 21 из окиси индия, служащей общим электродом жидкокристаллической ячейки. На общий электрод наносили слой 22 полиимида, выполняющий функцию ориентанта для жидкого кристалла. Между фильтром и матрицей ТПТ вводили жидкий кристалл 23, завершая таким образом изготовление жидкокристаллической цветной дисплейной панели с активной матрицей.

В описанном выше примере практической реализации изобретения стоки переключающих транзисторов 7 и 8 на фиг. 1 соединены с шиной данных, расположенной между рассматриваемым элементом изображения и последующим элементом изображения этой же строки. Однако в соответствии с формулой изобретения стоки этих транзисторов могут быть соединены не с вышеуказанной шиной данных, а с шиной данных, расположенной между рассматриваемым элементом изображения и предшествующим элементом изображения этой же строки.

Изобретение за счет подключения электродов изображения с помощью переключающих транзисторов к двум шинам данных позволяет исключить появление линейных дефектов изображения при возникновении обрывов в шинах данных, что обеспечивает создание обладающих улучшенным качеством изображения жидкокристаллических цветных дисплейных панелей с высоким процентом выхода годных в процессе производства. Кроме того, из фиг. 2 и 3 следует, что в практическом примере электрические перемычки 9 и 10 интегрируются с изготовлением активной матрицы и не требуют проведения дополнительных технологических процессов. При необходимости можно производить отключение транзисторов 7 и 8 от адресных шин и шин данных путем лазерного пережигания электрических перемычек 9 и 10. (56) Патент США N 4781438, кл. G 02 F 1/13, 1988.

Формула изобретения

ЦВЕТНАЯ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ДИСПЛЕЙНАЯ ПАНЕЛЬ С АКТИВНОЙ МАТРИЦЕЙ, содержащая прозрачную изолирующую подложку, множество адресных шин, сформированных на прозрачной изолирующей подложке параллельно одна другой, множество шин данных, сформированных на прозрачной изолирующей подложке перпендикулярно адресным шинам, множество элементов изображения, сформированных на прозрачной изолирующей подложке, причем каждый элемент изображения содержит первый и второй электроды изображения и четыре переключающих тонкопленочных МОП-транзистора, первый и второй электроды изображения расположены на соседних участках вдоль адресных шин между двумя соседними адресными шинами и по обе стороны проходящей между ними шины данных и образуют строки элементов изображения между соседними адресными шинами, истоки первого и второго переключающих транзисторов присоединены к первому электроду изображения, а истоки третьего и четвертого - к второму электроду изображения, стоки переключающих транзисторов присоединены к шинам данных, а затворы - к адресным шинам, причем затворы первого и третьего переключающих транзисторов присоединены к адресной шине, расположенной между строкой, в которой расположен данный элемент изображения, и предыдущей строкой, а стоки этих переключающих транзисторов - к шине данных, проходящей между первым и вторым электродами изображения данного элемента изображения, набор фильтров, расположенных над соответствующими электродами изображения, содержащий красные, синие и зеленые компоненты, причем пары одноцветных фильтров размещены последовательно в любом порядке, повторяющемся вдоль адресных шин, и образуют строки, а одноцветные пары фильтров смещены в каждой последующей строке на половину шага повторения, и жидкий кристалл, размещенный между первым и вторым электродами изображения и фильтром, отличающаяся тем, что в нее введены дополнительный адресная шина и шина данных, затворы второго и четвертого переключающих транзисторов каждого элемента изображения присоединены к адресной шине, расположенной между двумя последующими строками элементов изображения, а строки - к шине данных, расположенной между данным элементом изображения и одним из содедних элементов изображения этой же строки, при этом затворы второго и четвертого переключающих транзисторов элементов изображения последней строки присоединены к дополнительной адресной шине, а стоки переключающих транзисторов последнего столбца - к дополнительной шине данных.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3