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Dokumentenidentifikation DE69715125T2 15.05.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0837355
Titel Substrat für Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Canon K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Miyawaki, Mamoru, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Kurematsu, Katsumi, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Koyama, Osamu, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Fukumoto, Yoshihiko, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Nakazawa, Toru, Ohta-ku, Tokyo, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69715125
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.10.1997
EP-Aktenzeichen 973082613
EP-Offenlegungsdatum 22.04.1998
EP date of grant 04.09.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.2003
IPC-Hauptklasse G02F 1/136
IPC-Nebenklasse G02F 1/1335   G02F 1/1333   

Beschreibung[de]
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Substrat für eine Matrix, auf eine Flüssigkristalleinrichtung, die ein solches Substrat für eine Matrix zur Anzeige von Bildern und Zeichen enthält, und auch auf eine Anzeigevorrichtung, die solch eine Flüssigkristalleinrichtung enthält. Sie bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung solch eines Substrats für eine Matrix und auf solch eine Flüssigkristalleinrichtung.

Zum Stand der Technik

Heutzutage sind wir in das sogenannte Multimedia-Zeitalter eingetreten. Deshalb spielen heute Bauteile und Einrichtungen zum Austausch von Bildinformationen zu Kommunikationszwecken eine immer größere Rolle. Bei dieser Nachrichtenflut wird Flüssigkristalleinrichtungen eine immer größere Bedeutung beigemessen, weil sie sich mit Abmessungen geringer Tiefe, tragbar und mit geringer Verlustleistung realisieren lassen, weswegen die Fertigungsindustrie solcher Einrichtungen sich zu einem der bedeutendsten Industriezweige herausgebildet hat, die mit der Halbleiterindustrie verglichen werden kann.

Flüssigkristalleinrichtungen werden heute in sogenannten Notebooks mit einer Bildschirmdiagonalen ab 10 Zoll (1 Zoll = 25,4 mm) verwendet. Zusätzlich wird erwartet, daß Flüssigkristalleinrichtungen eine wesentliche Rolle als Anzeigen bei Arbeitsplatzsystemen und bei Fernsehgeräten spielen werden, die typischerweise einen großen Bildschirm beanspruchen. Große Bildschirme bedeuten hohe Herstellungskosten und stellen zur Ansteuerung des großen Bildschirms hohe elektrische Anforderungen. Über den Daumen gepeilt, steigen die Herstellungskosten mit der Bildschirmgröße quadratisch oder kubisch an.

Als Alternative wurde ein Projektionssystem vorgeschlagen, bei dem eine kleine Flüssigkristalltafel verwendet wird, deren Bild vergrößert wird. Solch ein System läßt sich hauptsächlich wegen der Entwicklung von Halbleiterbauelementen geringer Abmessungen durchführen, die hervorragend arbeiten und preiswert hergestellt werden können. Aus der Sicht der technologischen Entwicklung aus jüngster Zeit, wächst der Wunsch nach kleinen TFT (Thin Film Transistor), die über eine ausreichende Steuerleistung verfügen, um in Flüssigkristalltafeln als Schaltelemente für Bildpunktelektroden verwendet zu werden. Hinzu kommt, daß aus polykristallinem Silizium statt aus amorphem Silizium gefertigte TFT immer beliebter werden. Videosignale mit einer Auflösung, die die NTSC-Norm (National Television System Committee) in NTSC-Fernsehsystemen verwendet, benötigen keine schnellen Verarbeitungsmöglichkeiten.

Deshalb lassen sich nicht nur TFT, sondern auch Bauteile peripherer Schaltungen, einschließlich Schieberegistern und Decodierern, aus polykristallinem Silizium fertigen, um eine Flüssigkristallanzeigetafel herzustellen, wobei ein Anzeigebereich und periphere Steuerschaltungen als Ganzes gebildet werden. Jedoch wird polykristallines Silizium weniger häufig als monokristallines Silizium hergestellt, wodurch beispielsweise Schieberegister in eine Vielzahl von Gruppen unterteilt werden müssen, die einzeln installiert werden müssen, um ein Fernsehgerät, dessen Auflösung höher ist als die erforderliche Auflösung bei NTSC, oder eine Computeranzeige mit XGA-(Extended Graphics Array) oder SXGA-Auflösung (Super XGA) zu realisieren. In diesem Fall kann an den Grenzbereichen der einzelnen Bauteile in dem Anzeigebereich ein Rauschen als Geisterbild auftreten, was ein Problem, das zu lösen gilt, bedeutet.

Bei dem Versuch, dieses Problem zu umgehen, wurden Anzeigevorrichtungen, die ein Substrat aus monokristallinem Silizium mit einem hohen Steuerpotential vorgeschlagen, um die oben beschriebenen integrierten Typen, die polykristallines Silizium verwenden, zu ersetzen. Da das Steuerpotential der Transistoren der peripheren Steuerschaltungen solcher Anzeigevorrichtungen ausreicht, ist hier die oben beschriebene Technik, Bauteile aufzuteilen, nicht erforderlich. Als Folge hat der Störabstand der Leitungen, die die Anzeigevorrichtung und die peripheren Steuerschaltungen verbinden, einen großen Wert, so daß das Problem des Störabstands erfolgreich vermieden werden kann.

Unabhängig von polykristallinem und monokristallinem Silizium kann eine Flüssigkristalleinrichtung vom Reflexionstyp, die eine Flüssigkristalleinrichtung vom Reflexionstyp enthält, hergerichtet werden, indem der Drain der Schalteinheit jedes Bildpunktes und die Reflexionselektrode miteinander verbunden werden und indem ein Flüssigkristall zwischen der Reflexionselektrode und einer lichtdurchlässigen Elektrode angeordnet wird.

Eine Flüssigkristalleinrichtung vom Reflexionstyp ist derart eingerichtet, daß ein Bild über durch die Bildpunktelektroden der Einheit reflektierte Lichtstrahlen angezeigt wird, so daß Licht effektiv genutzt werden kann, verglichen mit einer Flüssigkristalleinheit vom Transmissionstyp, die Licht, das in die Halbleiterschicht der Schalteinheiten eintritt, zu unterdrücken hat, wobei das Öffnungs-/Abschirmverhältnis groß ist.

Andererseits wird bei der Flüssigkristalleinrichtung vom Reflexionstyp gefordert, daß die Bildpunktelektroden ein hohes Reflexionsvermögen zeigen, eine Forderung, von der eine Flüssigkristalleinheit vom Transmissionstyp befreit ist. Die japanische offengelegte Patentanmeldung No. 8-179377 (JPA 8-179377) setzt sich mit diesem Problem auseinander, und es wird zum Polieren der Bildpunktelektroden und der Passivierungsschicht für eine Flüssigkristalleinrichtung ein chemisch-mechanisches Polierverfahren (CMP) vorgeschlagen. Dieses Verfahren ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 27A und 27B zusammengefaßt.

Wie Fig. 27A zeigt, werden die Passivierungsschicht 2011 und die Bildpunktelektroden 2009 mit Hilfe eines Poliermittels behandelt, das ein Ätzmittel enthält, das sowohl für die Passivierungsschicht 2011 als auch für die Bildpunktelektroden 2009 geeignet ist. Poliert wird so lange, bis die Passivierungsschicht 2011 und die Bildpunktelektroden 2009 bündig und spiegelglatt sind. Dann, da die Bildpunktelektroden 2009 und die Passivierungsschicht 2011 bündig zueinander sind, kann eine Ausrichtungsschicht unmittelbar auf den Bildpunktelektroden 2009 gebildet werden, und ein gleichmäßig verteiltes elektrisches Feld kann an den Flüssigkristall wegen der flachen und glatten Oberfläche der Bildpunktelektroden 2009 angelegt werden. Das oben erwähnte Dokument JPA 8-179377 führt aus, daß die Oberfläche der Flüssigkristalltafel, die durch chemisch-mechanisches Polieren entstanden ist, in den peripheren Bereichen abgeschrägt werden kann. Es wird vorgeschlagen, Blindbildpunkte, die zwischen der Steuerschaltung und dem Anzeigebildpunktbereich der Flüssigkristalleinrichtung angeordnet werden, zu verwenden. Dies wird unter Bezugnahme auf die Fig. 28A bis 28D beschrieben.

Fig. 28A zeigt eine Aktiv-Matrix-Anzeigetafel vom Reflexionstyp. Sie besteht aus einem Substrat 2001, einem Anzeigebildpunktbereich 2017 und Signalabtast-/Steuerschaltungen 2018 in dem peripheren Bereich der Anzeigetafel, um Abstufungen auf der Oberfläche der Anzeigetafel aufgrund des Unterschieds in der Höhe (Dicke) zwischen dem Anzeigebildpunktbereich 2017 und den Signalabtast-/Steuerschaltungen 2018 zu zeigen. Wenn die Passivierungsschicht (Oxidschicht) 2011, die die abgestuften Abschnitte überdeckt, mit Hilfe von Poliermitteln, die Ätzmittel zum Ätzen der Oxidschicht enthalten, poliert wird, kann die Schicht in den peripheren Bereichen, die den Anzeigebildpunktbereich 2017 umgibt, abgeschrägt werden (siehe Fig. 28B).

Um einen derart abgeschrägte Schicht zu verhindern, werden Blindbildpunkte 2019 zwischen dem Anzeigebildpunktbereich 2017 und den Signalabtast-/Steuerschaltungen 2018 angeordnet, um den Anzeigebildpunktbereich 2017 zu umgeben (siehe Fig. 28C). Mit dieser Anordnung, bei der die Oxidschicht zu einem gewissen Grad durch die Abstufung, die den Anzeigebildpunktbereich 2017 und die Signalabtast-/Steuerschaltungen 2018 voneinander trennt, abgeschrägt sein kann, wird die Oxidschicht innerhalb des Anzeigebildpunktbereichs 2017 im wesentlichen flach gehalten (siehe Fig. 28D).

Inzwischen Schlug der Anmelder der vorliegenden Anmeldung ein Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung vor, indem er auf das chemisch-mechanische Polierverfahren der japanischen Anmeldung No. 8-178711 zurückgreift.

Nach der oben angeführten Anmeldung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung vorgesehen, die ein Substrat für eine Aktiv-Matrix enthält, auf dem jede Bildpunktelektrode mit einem Schalttransistor, einem Elektrodensubstrat, das gegenüber dem Substrat für eine Aktiv- Matrix angebracht ist, und einem Flüssigkristall zwischen den Substraten versehen ist, wobei dieses Verfahren ein Verfahren zur Bildung von Bildpunktelektroden enthält, das einen chemischmechanischen Polierschritt einschließt.

Die oben angeführte Anmeldung schlägt auch ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung vor, bei der eine Isolationsschicht strukturiert ist, um darin Rillen herzustellen, und anschließend wird eine Schicht aus dem Material der Bildpunktelektroden sowohl auf die Rillen als auch auf die Isolationsschicht aufgebracht, wodurch eine gleichförmige ebene Oberfläche sowohl auf der Isolationsschicht als auch auf der Schicht des Materials der Bildpunktelektroden erzeugt wird, wenn die Schicht mit dem Material der Bildpunktelektroden durch chemisch-mechanisches Polieren poliert wird. Mit dieser Technik werden die Lücken, die die Bildpunktelektroden voneinander trennen, zufriedenstellend mit der Isolationsschicht ausgefüllt, um Schwingungen an der Oberfläche, die zu unregelmäßiger Reflexion und zu fehlerhafter Ausrichtung führen können, zu eliminieren, wodurch ermöglicht wird, hochqualitative Bilder anzuzeigen.

Der wesentliche Unterschied zwischen der japanischen offengelegten Patentanmeldung No. 8-179377 (JPA 08-179377) und der vom Anmelder der vorliegenden Anmeldung eingereichten Patentanmeldung No. 8-178711 ist, daß eine Passivierungsschicht 2011 nach der Bildung einer Schicht aus dem Material der Bildpunktelektroden 2009 gebildet wird, und anschließend durch chemisch-mechanisches Polieren nach Patentanmeldung JPA 8-179377 poliert wird, wobei eine Isolationsschicht so strukturiert wird, daß in ihr Rillen erzeugt werden, und anschließend eine Schicht aus dem Material der Bildpunktelektroden 2009 durch Aufbringen sowohl auf die Rillen als auch auf die Isolationsschicht gebildet wird, wodurch eine Isolationsschicht sowohl auf der Isolationsschicht als auch auf der Schicht des Materials der Bildpunktelektroden erzeugt wird, wenn die Schicht des Materials der Bildpunktelektroden durch chemisch-mechanisches Polieren nach Patentanmeldung JPA 8-178711 poliert wird. Wenn auch die Patentanmeldung No. 8-179377 vorschlägt, Blindbildpunkte zwischen dem Bildpunktbereich und den Steuerschaltungen anzubringen, so läßt sich eine abgeschrägte Oberfläche an den peripheren Bereichen nicht eliminieren.

Während andererseits Patentanmeldung No. 8-178711 ein hervorragendes Verfahren vorschlägt, das einen Schritt zur Strukturierung einer Isolationsschicht beinhaltet, um eine Matrix von Rillen zum Aufbringen des Materials von Bildpunktelektroden darin zu erzeugen, hat sich herausgestellt, daß es schwierig ist, Rillen gleichmäßig zur Bildung von Bildpunktelektroden herzustellen, ohne den Photolack, der in dem Bildpunktanzeigebereich angewendet wird, in die verbleibenden peripheren Bereiche, den Abstand und die Tiefe der Rillen in die Betrachtung mit einzubeziehen.

Dies wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 26A und 26B beschrieben.

Fig. 26A zeigt eine Herstellungsstufe einer Anzeigevorrichtung nach Patentanmeldung No. 8-178711, bei der auf einem Substrat 201 eine Isolationsschicht 211 durch Abscheidung und Rillen 280 zur Bildung von Bildpunktelektroden in der Isolationsschicht 211 gebildet wurden, nachdem eine Halbleiterschicht (hier nicht dargestellt) gebildet wurde, die für die Schalteinheiten der Bildpunkte und für die Steuerschaltungsabschnitte 260 zur Ansteuerung der Schalteinheiten verwendet wird. Anschließend wird das Material für die Bildpunktelektroden 213 sowohl auf die Rillen 280 als auch auf die Isolationsschicht 211 aufgebracht. In Fig. 26A bezeichnen die Bezugszeichen 250 beziehungsweise 270 einen Bildpunktanzeigebereich und einen Abdichtbereich zum Versiegeln des Flüssigkristallmaterials durch Verwendung des Substrats für eine Aktiv-Matrix und des gegenüberliegenden Substrats (hier nicht dargestellt). Unter Bezugnahme auf Fig. 27A, wo Rillen mit einer Tiefe von einigen Zehntel Mikrometern bis zu einigen Mikrometern gleichmäßig für Bildpunktelektroden im Bildpunktanzeigebereich 250 gebildet wurden, wurden die Rillen nicht regelmäßig an den Steuerschaltungsbereichen 260 und den Abdichtbereichen 270 gebildet, wodurch die Anordnung des Photolacks zwischen dem Bildpunktanzeigebereich 250 und den verbleibenden Bereichen, einschließlich der Steuerschaltungsbereiche 260 und der Abdichtbereiche 270, abweichen kann. Mit anderen Worten: die Rillen 280 können verschiedene und ungleichmäßige Tiefen zeigen (siehe Fig. 26A), wenn dem Photolack, der auf den Bildpunktanzeigebereich, die restlichen peripheren Bereiche, der Abstand und die Tiefe der Rillen aufgebracht wird, keine Beachtung geschenkt wird. Fig. 27B zeigt die Oberflächenbedingung nach dem chemischmechanischen Polieren. Es wird festgestellt, daß der Anzeigebereich 250 und die verbleibenden Bereiche, einschließlich der Steuerschaltungsbereiche 260 und der Abdichtbereiche 270, Unterschiede in der Dicke der Isolationsschicht 211 zeigen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aus Sicht der oben erkannten Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Substrat für eine Matrix zu schaffen, das keine Unterschiede in der Dicke zwischen dem Bildpunktanzeigebereich und den verbleibenden Bereichen zeigt, einschließlich den Steuerschaltungsbereichen und den Abdichtbereichen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkristalleinrichtung zur Verfügung zu stellen, die helle und hochqualitative Bilder anzeigen kann, die frei von Unschärfe und Farbverfälschungen sind.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Matrix, wie oben beschrieben, und eine Flüssigkristalleinrichtung, die solch ein Substrat für eine Matrix enthält, zur Verfügung zu stellen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Substrat für eine Matrix zur Verfügung gestellt, wie es im Patentanspruch 1 festgelegt ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkristalleinrichtung zur Verfügung zu stellen, die zusätzlich ein gegenüberliegendes Substrat, das gegenüber dem Bildpunktbereich angeordnet ist und ein Flüssigkristallmaterial enthält, das sich zwischen dem Bildpunktbereich und dem gegenüberliegenden Substrat befindet.

Nach den oben angeführten Aufgaben enthält die vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Matrix, wie es in Anspruch 16 festgelegt ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristalleinrichtung zur Verfügung zu stellen, die zusätzlich ein gegenüberliegendes Substrat, das gegenüber dem Bildpunktbereich angebracht ist, und ein Flüssigkristallmaterial enthält, das zwischen dem Bildpunktbereich und dem gegenüberliegenden Substrat angeordnet ist.

Da die Teile des Materials der Bildpunktelektroden und die eines Isolationsmaterials mindestens entweder in den Steuerschaltungsbereichen oder in den Abdichtbereichen der Flüssigkristalleinrichtung gebildet werden, um eine gleichmäßige Oberfläche nach der vorliegenden Erfindung zu bilden, wird eine ebene Oberfläche nicht nur in dem Bildpunktbereich sondern auch mindestens in einigen peripheren Bereichen garantiert, um konsequent die ebene Oberfläche des Bildpunktbereichs selbst zu verbessern. Auf diese Weise kann eine Flüssigkristalleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung helle und hochqualitative Bilder anzeigen, die frei von Unschärfe und Farbverfälschungen sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Substrat für eine Matrix vor dem chemisch-mechanischen Polieren.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt ein Substrat für eine Matrix nach dem chemisch-mechanische Polieren.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine Flüssigkristalleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die mit Hilfe des chemisch-mechanischen Polierens (CMP) aufbereitet ist.

Fig. 4 zeigt ein Schaltplan einer Flüssigkristalleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Flüssigkristalleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt einen Schaltplan des Eingabeteils der Flüssigkristalleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung, einschließlich einer Verzögerungsschaltung.

Fig. 7 zeigt einen Grundriß einer Flüssigkristalltafel einer Flüssigkristalleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 8A und 8B zeigen graphische Darstellungen der Annehmbarkeit oder Nichtannehmbarkeit eines Ätzvorgangs, der bei der Herstellung einer Flüssigkristalleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Fig. 9 zeigt die Veranschaulichung eines Flüssigkristallprojektors, der eine Flüssigkristalleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält.

Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild der Schaltungen, die innerhalb eines Flüssigkristallprojektors, der eine Flüssigkristalleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält, angeordnet sind.

Fig. 11A bis 11H zeigen Querschnitte einer Flüssigkristalleinrichtung bei verschiedenen Herstellungsschritten eines Verfahrens zur Herstellung einer Flüssigkristalleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung unter Anwendung chemisch-mechanischen Polierens.

Fig. 12A bis 12C zeigen graphische Darstellungen einer Projektionsanzeigeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 13A bis 13C zeigen graphische Darstellungen der spektralen Reflexionskennlinien eines dichroitischen Spiegels, der in einer Projektionsanzeigeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

Fig. 14 zeigt eine graphische Darstellung des Farbtrennungs-/Beleuchtungsteils einer Projektionsanzeigeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 15 zeigt einen Querschnitt einer Flüssigkristalltafel nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 16A bis 16C zeigen graphische Darstellungen des zugrundeliegenden Prinzips einer Farbtrennung und einer Farbsynthese für eine Flüssigkristalltafel nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 17 zeigt einen vergrößerten Teilgrundriß einer Flüssigkristalltafel nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 18 zeigt eine graphische Darstellung eines optische Projektionssystems einer Projektionsanzeigeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 19 zeigt ein Blockschaltbild eines Treiberschaltungssystems einer Projektionsanzeigeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 20 zeigt einen vergrößerten Teilgrundriß eines Bildes nach der vorliegenden Erfindung, das auf dem Bildschirm einer Projektionsanzeigeeinrichtung projiziert wird.

Fig. 21 zeigt einen vergrößerten Teilgrundriß einer Flüssigkristalltafel nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 22 zeigt einen Querschnitt einer Flüssigkristalltafel nach der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 23A und 23B zeigen vergrößerte Teilgrundrisse einer Flüssigkristalltafel nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 24 zeigt einen vergrößerten Teilquerschnitt einer bekannten Flüssigkristalltafel vom Transmissionstyp, die Mikrolinsen enthält.

Fig. 25 zeigt einen vergrößerten Teilgrundriß eines projizierten Bildes, das durch eine bekannte Projektionsanzeigeeinrichtung erhalten wird, realisiert durch Verwendung einer Flüssigkristalltafel vom Transmissionstyp, die Mikrolinsen enthält.

Fig. 26A und 26B zeigen Querschnitte verschiedener Herstellungsschritte einer Flüssigkristalleinrichtung nach einer früheren Anmeldung des Anmelders der vorliegenden Anmeldung.

Fig. 27A und 27B zeigen Teilquerschnitte verschiedener Herstellungsschritte einer bekannten Flüssigkristalleinrichtung.

Fig. 28A bis 28D zeigen Querschnitte verschiedener Herstellungsschritte einer anderen bekannten Flüssigkristalleinrichtung.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Es wird nun ein Substrat für eine Matrix nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und die Fig. 2 genauer beschrieben. Fig. 1 zeigt einen Schritt zur Herstellung eines Substrats für eine Matrix, bei dem eine Isolationsschicht 9 auf ein Substrat zur Bildung eines Substrats für eine Matrix aufgebracht wird, und Rillen 280 werden in der Isolationsschicht 9 durch Maskenbildung, in denen das Material für die Bildpunktelektroden aufgebracht ist, erzeugt. Bezogen auf Fig. 1 sei angemerkt, das die Isolationsschicht 9 nach der Bildung eines Halbleiterbauteilebereichs (hier nicht dargestellt), in dem die Schaltelemente für die Bildpunkte erzeugt werden, gebildet wird. Die Treiberschaltungen 260, die zur Versorgung der erzeugten Schaltelemente für die Bildpunkte mit elektrischen Signalen dienen, und diese Rillen werden in der Isolationsschicht 9 auf dem Bildpunktanzeigebereich 250 gebildet. Die Steuerschaltungsbereiche 260 und die Abdichtbereiche 270 (zum Versiegeln des Flüssigkristallmaterials, das zwischen dem gegenüberliegenden Substrat (hier nicht dargestellt) und dem Bildpunktanzeigebereich 250 des Substrats für eine Matrix gehalten wird) werden mit dem Material der Bildpunktelektroden aufgefüllt. Es wird angenommen, da die Rillen gleichmäßig auf dem Bildpunktanzeigebereich 250, auf den Steuerschaltungsbereichen 260 und auf den Abdichtbereichen 270 gebildet werden, daß die Anordnung des Photolacks sich zwischen dem Bildpunktanzeigebereich 250 und den restlichen Bereichen nicht unterscheidet, und daß die Rillen in der Isolationsschicht eine einheitliche Tiefe und eine einheitliche Breite über den Bildpunktanzeigebereich und den restlichen Bereichen zeigen. Es wird auch davon ausgegangen, daß das Material der Elektroden nicht nur in den Rillen 280, sondern auch auf der Isolationsschicht 9 außerhalb der Rillen 280 aufgebracht ist. Fig. 2 zeigt, wie das Substrat von Fig. 1 aussieht, wenn es durch chemisch-mechanisches Polieren poliert wird. Es ist aus Fig. 2 zu erkennen, daß die Bildpunktelektroden 12 in den Rillen, die in dem Bildpunktanzeigebereich 250 gebildet sind, angeordnet sind, wohingegen die Teile 12' (die funktionsuntüchtige Elektroden sind, weil sie elektrisch nicht richtig verbunden sind) des Materials der Bildpunktelektroden in den Rillen angeordnet sind, die in den Steuerschaltungsbereichen 260 und den Abdichtbereichen 270 gebildet werden. Obwohl die Technik des chemisch-mechanischen Polierens im folgenden beschrieben wird, sollte angemerkt werden, daß die Rillen 280, die gleichförmig in dem Anzeigebereich 250, den Steuerschaltungsbereichen 260 und den Abdichtbereichen 270 angeordnet sind, mit Material der Bildpunktelektroden aufgefüllt sind. Das Material wird durch chemisch-mechanischen Polieren poliert (genauer: nach dem Polieren des Materials der Bildpunktelektroden, die auf der Isolationsschicht 9 außerhalb der Rillen 280 aufgebracht wurden, wird das Material der Bildpunktelektroden, das in die Rillen 280 und die zwischen den Rillen angeordneten Isolationsteilen gefüllt wurde, gleichzeitig poliert), so daß die Bildpunktelektroden 12, die Teile 12', die aus dem Material der Bildpunktelektroden bestehen, und den Isolationsteilen (gebildet durch die Isolationsschicht 9), die Seite an Seite mit den Teilen 12 und 12' des Materials der Bildpunktelektroden angeordnet sind, eine kontinuierliche und ebene Oberfläche erzeugt, die glatt wie ein Spiegel ist.

Auf diese Weise kann eine Flüssigkristalleinrichtung, die solch ein Substrat für eine Matrix nach der vorliegenden Erfindung enthält, hochqualitative, in Helligkeit und Farbgleichmäßigkeit verbesserte Bilder anzeigen.

Wie oben beschrieben, sind die aus dem Material der Bildpunktelektroden hergestellten Teile 12' sowohl in den Steuerschaltungsbereichen 260 und als auch in den Abdichtbereichen 270 in der Weise angeordnet, daß sie eine kontinuierliche Oberfläche mit den benachbarten Isolationsteilen bilden. Da dies die bevorzugteste und entsprechend die effektivste Art zur Realisierung der vorliegenden Erfindung ist, können die Teile 12' des Materials der Bildpunktelektroden alternativ entweder in den Steuerschaltungsbereichen 260 oder in den Abdichtbereichen 270 in der Weise angeordnet sein, daß sie eine kontinuierliche Oberfläche mit benachbarten Isolationsteilen bilden.

Geeignete Materialien, die für die Bildpunktelektroden eines Substrats für eine Matrix nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind solche, die sich ohne Schwierigkeiten polieren lassen, und eine glatte Oberfläche mit einem hohen Reflexionsvermögen aufweisen. Zu ihnen zählen Al (Aluminium), AlSi (Aluminimsilizid), AlSiCu (Aluminium-, Silizium-, Kupfer-Verbindung), AlGeCu (Aluminium-, Germanium-, Kupfer-Verbindung) und AlC (Aluminiumkarbid), die üblicherweise zur Verdrahtung verwendet werden, ebenso wie Ti (Titan), Ta (Tantal), W (Wolfram), Cr (Chrom), Au (Gold), Ag (Silber) und deren Verbindungen untereinander.

Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Isolationsschicht, in der Rillen zum Anordnen des Materials der Bildpunktelektroden gebildet werden, eine aus Siliziumoxid bestehende Schicht oder irgendeine andere Isolationsschicht sein oder eine Zwischenisolationsschicht, die üblicherweise im technischen Bereich von Halbleitern verwendet werden. Typische Beispiele sind SiO&sub2;-Schichten, Siliziumoxidschichten, die durch Plasma-CVD (Chemical Vapour Deposition), Siliziumoxidschichten, die durch thermisches CVD oder Siliziumschichten, die durch CVD unter Verwendung von Ozon-TEOS (Tetraethylenorthosilikat) als Ausgangsmaterial gebildet wurden, PSG-Schichten (Phosphosrsilikatglas), NSG-Schichten (nichtdotiertes Silikatglas) und BPSG-Schichten (Bor-Phosphorsilikatglas). SiN- Schichten (Siliziumnitrid) und Ta&sub2;O&sub5; (Tantaloxid) können ebenfalls als Isolationsschicht verwendet werden.

Nun wird die bevorzugt verwendete Technik bei der Bildung von Rillen beschrieben, die mit dem Material der Bildpunktelektroden in der Isolationsschicht im Bildpunktanzeigebereich, den Steuerschaltungs- und den Abdichtbereichen durch Maskenbildung ausgefüllt werden.

Wenn, wie weiter oben beschrieben, das Material der Bildpunktelektroden nur in dem Bildpunktanzeigebereich und weder in den Steuerschaltungsbereichen noch in den Abdichtbereichen gebildet wird, zeigt die Anordnung des Photolacks Unterschiede zwischen dem Bildpunktanzeigebereich und den Steuerschaltungs- und den Abdichtbereichen, wodurch die Unregelmäßigkeiten der Photolackanordnung umgekehrt die Maskenverarbeitung beeinflußt. Ein Ätzsystem vom Typ Oxidschicht wie beispielsweise ein Plasmaätzsystem mit parallelen Platten, bei dem ein Gasgemisch aus CF4/CHF3 (Kohlestofffluorid/Kohlenstoffhydrogenfluorid) verwendet wird, wird typischerweise dann verwendet, wenn Oxidschichten als Isolationsschicht verwendet werden.

Ganz allgemein werden Ätzsysteme dieser Art verwendet, um kleine Öffnungen von einigen Zehntel Prozent bis einigen Prozent der gesamten Oberfläche zu ätzen, obgleich 60% bis 80% der Gesamtfläche der Isolationsschicht geätzt wurde, um Öffnungen auf dem Substrat für eine Matrix nach der vorliegenden Erfindung zu bilden, weil das Material der Bildpunktelektroden in anderen Bereichen vergraben werden muß als dem Bildpunktanzeigebereich.

Obwohl der Reaktionsmechanismus eines Ätzsystems vom Typ Oxidschicht ist, das ein Gasgemisch aus CF&sub4;/CHF&sub3; verwendet, einen schichtartigen Fortschritt des Ätzens und eine polymere Abscheidung, die durch den Photolack erzeugt wird, beinhaltet, kann eine unzureichende Zufuhr von Ätzmittel die Ätzeigenschaften des Systems speziell dann beeinflussen, wenn durch Ätzen große Öffnungen, wie in Fall der vorliegenden Erfindung, gebildet werden sollen.

Aus Sicht dieses Problems wurden die Ätzbedingungen eines Ätzvorgangs vom Typ Oxidschicht (CF&sub4;/CHF&sub3;-Typ) in einem Experiment von den Anmeldern der vorliegenden Erfindung untersucht. Die Fig. 8A und 8B zeigen einige Ergebnisse des Experiments. Fig. 8 zeigt die Wirkung eines Ätzvorgangs bei einem Gasdruck in der Ätzkammer von 1,7 Torr, während Fig. 8B das Experiment, das zum Zweck der vorliegenden Erfindung ausgelegt war, bei einem Gasdruck von 1,0 Torr zeigt.

Fig. 8A kann entnommen werden, daß, obwohl die polymere Abscheidung durch Verminderung der Konzentration des leicht aufzubringenden CHF&sub3;-Gases bei einem Gesamtdruck von 1,7 Torr reduziert wird, die Abweichungen (Ladeeffekt) bei der Ätzgeschwindigkeit zwischen den geätzten Bereichen, die sich in der Nähe des Photolacküberzugs befinden, und den Bereichen, die sich weiter von dem Photolack entfernt befinden, merklich ansteigt, weshalb das Verfahren nicht anwendbar ist.

Andererseits, als Ergebnis einer ganzen Reihe von Experimenten, bei denen der Druck in der Ätzkammer während des Ätzvorgangs allmählich vermindert wird, entdeckten die Erfinder der vorliegenden Erfindung, daß der Ladeeffekt merklich unterdrückt werden kann, wenn der Gasdruck unter 1,0 Torr abfällt. Ein bemerkenswerter Ätzeffekt kann erzielt werden, wenn der Partialdruck des leicht abscheidbaren CHF&sub3; auf den Wert nahe Null vermindert wird, wodurch der Ätzvorgang fast ausschließlich mit CF&sub4; durchgeführt wird.

Mit anderen Worten: wie aus Fig. 8B zu erkennen ist, kann der Ladeeffekt merklich unterdrückt werden, wenn der Gasdruck in der Ätzkammer unter 1,0 Torr vermindert wird, und ein bemerkenswerter Ätzeffekt kann erzielt werden, um Abscheidungen von Polymeren zu unterdrücken, indem nur CF&sub4; verwendet wird, wobei die Verwendung von CHF&sub3; eliminiert wird. Mit der Anordnung zur Bildung von Bildpunktelektroden 12 ausschließlich in dem Bildpunktanzeigebereich wurde zusätzlich gefunden, daß Rillen durch Ätzen ausschließlich in der Isolationsschicht des Anzeigebereichs gebildet wurden, wodurch so gut wie kein Photolack in den Bildpunktanzeigebereichen vorkommt, wohingegen die peripheren Bereiche praktisch mit Photolack belegt sind. Dann ist es praktisch unmöglich, eine stabile Ätzgüte wegen des merkliche Ladeeffekts zu realisieren, wenn die obigen Bedingungen eintreffen. Hingegen mit der Anordnung der Bildung von Rillen nicht nur im Bildpunktanzeigebereich, sondern auch in den Steuerschaltungs- und den Abdichtbereichen, nach der vorliegenden Erfindung, kann der Ladeeffekt merklich unterdrückt werden, um eine stabile Ätzgüte zu erhalten.

Eine chemisch-mechanisches Poliertechnik (CMP), die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, benutzt sowohl den chemischen Ätzeffekt, der durch chemische Anteile, die in dem Poliermittel enthalten sind, erreicht werden kann, als auch den mechanischen Poliereffekt, den das Poliermittel von sich aus erzeugen kann. Mit einer chemischmechanischen Poliertechnik beispielsweise wird das Reaktionsprodukt der chemischen Anteile, die in dem Poliermittel mit dem Material der zu polierenden Oberfläche enthalten sind, mechanisch durch das Poliermittel und ein Poliertuch entfernt. Bei einem chemisch-mechanischen Polierverfahren wird das zu polierende Objekt fest auf einen sich drehenden Polierkopf installiert, und die Oberfläche des zu polierenden Objekts wird gegen eine sich drehende Platte (polierende Oberflächenplatte) gedrückt. Auf der Platte befindet sich ein Poliertuch, und das Objekt wird durch das in dem Poliertuch befindliche Poliermittel poliert.

Eine Reihe von chemisch-mechanischen Poliergeräten sind derzeit erhältlich, und jedes dieser Geräte kann zum Zweck der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Chemisch-mechanische Poliergeräte (CMP- Poliergeräte), die zum Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind AVANTI472 (Handelsname; erhältlich von IPEC/PLANAR), CMP-11 (Handelsname; erhältlich von Speedfam), EPO-113, EPO-114 (Handelsnamen; erhältlich von Ebara Corporation), MIRRA (Handelsname; erhältlich von APPLIED MATERIALS) und 6DS-SP (Handelsname; erhältlich von STRASBAUGH).

Poliermittel, die zum Zweck der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind MSW-1000, XJFW-8048H, XJFW-8097B, XJFW-8099 (Handelsnamen; erhältlich von Rodel), SEMI-SPERSE W- A355, SEMI-SPERSE FE-10 (Handelsnamen; erhältlich von Cabot), PLANERLITE-5101, PLANERLITE-RD-93034, PLANERLITE-5102, PLANERLITE-RD-93035, PLANERLITE-5103, PLANERLITE-RD-93036 (Handelsnamen; erhältlich von FUJIMI), KLEBOSOL-20H12, KLEBOSOL- 30H25, KLEBOSOL-30H50, KLEBOSOL-30N12, KLEBOSOL-30N25 und KLEBOSOL-30N50 (Handelsnamen; erhältlich von STI).

Poliertücher, die zum Zweck der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind IC-1000, IC-1400, IC-60, IC-50, IC45, IC-40, Suba 400, Suba 40OH, Suba 500, Suba 600, Suba 800, MH S15A, MH S24A, MH C14A, MH C14B, MH C15A, MH C26A, MH N15A, MH N24A, Supreme RN-H, Supreme RN-R, Whitex W-H, Whitex W-S. UR- 100, XHGM-1158 und XHGM-1167 (Handelsnamen; erhältlich von Rodel), Surfin XXX-5, Surfin 100, Surfin 2605, Surfin 000, Surfin 194, Surfin 191, Surfin 192, Surfin 2-X, Surfin 018-3, Surfin 018-0, Surfin 018, Surfin 200, Surfin 026, Surfin 024, Politex, Politex DG, Politex Supreme und Unicorfam (Handelsnamen; erhältlich von FUJIMI), SBL135, SBD1014, 6ZP09, RP3010P5, GQ8785, GQ9810, GQ9806, GQ9813, GQ1070, GQ1110 und GQ1300 (Handelsnameen: erhältlich von Teijin), 1000, 1000R,1200, 1200R, 1300, 1400, 2000, 2010, 2020, 4100, 4300, 4400, 4500, 4600, 4800, 4900, 5100 und 5400 (Handelsnamen; erhältlich von NAPCON).

Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 11A bis 11H ein Herstellungsverfahren eines Substrats für eine Aktiv-Matrix und einer Flüssigkristalleinrichtung beschrieben, die solch ein Substrat für eine Aktiv-Matrix enthält, mit chemischmechanischem Polieren (CMP), die Querschnitte des Bildpunktbereichs eines Substrats für eine Aktiv-Matrix bei verschiedenen Herstellungsschritten zeigen. Nicht dargestellt ssind die Steuerschaltungs- und Abdichtbereiche. Es sei angemerkt, daß die Steuerschaltungsbereiche gleichzeitig mit den Halbleiterbauteilen, die als Schaltbauteile arbeiten, gebildet werden.

Ein N-dotiertes Silizium-Halbleitersubstrat 201 mit einer Dotierungskonzentration von kleiner oder gleich 10¹&sup5; cm&supmin;³ wird teilweise durch Wärmeeinwirkung oxidiert, um LOCOS 202 (Local Oxidation of Silicon) zu bilden. Danach werden Borionen mit einer Ionendosis von etwa 10¹² cm&supmin;³ unter Verwendung von LOCOS 202 als Masken implantiert, um PWLs 203, die P-dotierte Bereiche mit einer Dotierungskonzentration von etwa 10¹&sup6; cm&supmin;³ sind, herzustellen. Anschließend wird das Substrat 201 wieder durch Wärmeeinwirkung oxidiert, um eine Gate-Oxidschicht 204 mit einer Schichtdicke von kleiner oder gleich 1000 Angström zu bilden (siehe Fig. 11A).

Nach dem Bilden der Gate-Elektroden 205 aus N-dotiertem polykristallinem Silizium, das mit Phosphor mit einer Dotierungskonzentration von 10²&sup0; cm&supmin;³ dotiert ist, werden Phosphorionen in das gesamte Substrat 201 mit einer Ionendosis von etwa 10¹² cm&supmin;³ implantiert, um die NLDs, die N-dotierte Bereiche mit einer Dotierungskonzentration von etwa 10¹&sup6; cm&supmin;³ sind, zu erzeugen. Danach werden Phosphorionen mit einer Ionendosis von etwa 10¹&sup5; cm³ unter Verwendung einer Photolackmaske implantiert, um die Source-/Drain-Bereiche 207 und 207' mit einer Dotierungskonzentration von etwa 10¹&sup9; cm&supmin;³ zu bilden (siehe Fig. 11B).

Dann wird PSG 208 auf der gesamten Oberfläche des Substrats 201 als Zwischenschicht gebildet.

Kontaktlöcher werden durch das PSG 208 an Stellen unmittelbar über den entsprechenden Source-/Drain-Bereichen 207 und 207' gebohrt, und eine Aluminiumschicht wird durch Abscheiden mit Hilfe der Kathodenzerstäubung gebildet. Die Aluminiumschicht wird dann zur Bildung von Aluminiumelektroden 209 strukturiert (siehe Fig. 11C). Eine Metallsperrschicht, die in der Regel aus Titan/Titannitrid besteht, wird häufig zwischen den Aluminiumelektroden 209 und den Source-/Drain-Bereichen 207 und 207' gebildet, um die ohmschen Kontakteigenschaften der Aluminiumelektroden 209 und der Source-/Drain-Bereiche 207 und 207' zu verbessern.

Dann werden eine Schicht aus Plasma-Siliziumnitrid 210 beziehungsweise eine PSG-Schicht 211 nacheinander auf der gesamten Oberfläche des Substrats 201 mit den Schichtdicken von etwa 3000 Å beziehungsweise 10.000 Å gebildet (siehe Fig. 11D).

Anschließend wird das PSG 211 so strukturiert, daß es nur im Bildpunktisolationsbereich unter Verwendung der Plasma- Siliiumnitridschicht 210 als Stoppschicht für die Trockenätzung verbleibt. Danach werden die Durchgangsöffnungen 212 durch Trockenätzung unmittelbar über den entsprechenden Aluminiumelektroden 209 strukturiert, die in Kontakt mit den entsprechenden Drain-Bereichen 207 stehen.

Danach werden die Bildpunktelektroden 213 üblicherweise aus Aluminium auf dem Substrat 201 mit einer Schichtdicke größer 10.000 Å durch Kathodenzerstäubung oder durch Elektronenstrahlabscheidung gebildet (siehe Fig. 11F).

Danach wird die Oberfläche der Bildpunktelektroden 213 mittels chemisch-mechanischen Polierens poliert (siehe Fig. 11 G). Mit diesem Poliervorgang wird die Oberfläche der Teile (hier nicht dargestellt) des Materials der Bildpunktelektroden, das in die Steuerschaltungs- und Abdichtbereiche vergraben ist, ebenfalls poliert.

Genauer: nach dem Polieren der Teile 213 des Materials der Bildpunktelektroden, die unterhalb der Bildpunktisolationsbereiche der PSG 211, die Isolationsteile sind und als Stoppschichten dienen, gebildet werden, werden die Teile des Materials der Bildpunktelektroden und der Isolationsteile 211 so lange poliert, bis eine ebene Oberfläche entstanden ist.

Bei einem Experiment wurde eine chemisch-mechanisches Poliergerät (CMP-Poliergerät) EPO-114 (Handelsname; erhältlich von Ebara Corporation) und ein Poliertuch SUPREME RN-H (D51) (Handelsname; erhältlich von Rondel) mit einem Poliermittel PLANERLITE 5102 (Handelsname; erhältlich von FUJIMI) verwendet.

Danach wird eine Ausrichtungsschicht 215 auf der Oberfläche des Substrats für eine Aktiv-Matrix gebildet, und die Schichtoberfläche wird für die Ausrichtung üblicherweise ein Polierschleifen unterzogen. Danach werden das Substrat für eine Aktiv-Matrix und ein gegenüberliegendes Substrat mit dazwischen befindlichen Distanzstücken (hier nicht dargestellt) verbunden, und der Flüssigkristall 214 wird in die Lücke zwischen den beiden Substraten eingebracht, um eine Flüssigkristalleinrichtung zu erzeugen (siehe Fig. 11H). Es sei angemerkt, daß in der dargestellten Einrichtung das gegenüberliegende Substrat durch die Anordnung von Farbfiltern 221, einer schwarzen Matrix 222, einer gemeinsamen Elektrode 223, die üblicherweise aus ITO herstellt wird, und einer Ausrichtungsschicht 215 auf einem lichtdurchlässigen Substrat 220 aufbereitet wird.

Das Verfahren der Ansteuerung einer Flüssigkristalleinrichtung vom Reflexionstyp nach der vorliegenden Erfindung mit der oben dargestellten Konfiguration wird nun kurz beschrieben. Eine Signalspannung wird an die Source-Bereiche 207 mit Hilfe peripherer Steuerschaltungen, wie beispielsweise Schieberegistern, die auf dem Substrat 201 angeordnet sind, angelegt. Zur gleichen Zeit wird eine Gate- Spannung an die Gate-Elektroden 205 angelegt, um die Schalttransistoren der Bildpunkte einzuschalten und die Drain- Bereiche 207' mit einer Signalladung zu versorgen. Die Signalladung wird in dem Kondensator der PN-Sperrschicht, die sich zwischen den Drain-Bereichen 207' und den PWLs 203 befindet, gebildet, um eine Spannung an die Bildpunktelektroden 213 über die entsprechenden Aluminiumelektroden 209 anzulegen. Wenn das elektrische Potential der Bildpunktelektroden 213 einen vorgesehenen Pegel erreicht, wird die an die Gate-Elektroden 205 anliegende Spannung abgeschaltet, um die Schalttransistoren der Bildpunkte auszuschalten. Da die Signalladung in dem Kondensator des PN-Übergangs, wie oben beschrieben, gespeichert wird, wird das elektrische Potential der Bildpunktelektroden 213 unverändert gehalten, bis die Schalttransistoren der Bildpunkte erneut angesteuert werden. Das gesicherte elektrische Potential der Bildpunktelektroden 213 steuert den Flüssigkristall 214 an, der in dem Zwischenraum zwischen dem Substrat 201 und dem gegenüberliegenden Substrat 220 untergebracht ist (siehe Fig. 11H).

Wie aus Fig. 11H deutlich zu erkennen ist, enthält das Substrat für eine Aktiv-Matrix Bildpunktelektroden 213, die eine glatte Oberfläche haben, und die Zwischenräume, die die Bildpunktelektroden voneinander trennen, werden mit einer Isolationsschicht ausgefüllt. Hinzu kommt, da die Teile des Materials der Bildpunktelektroden in den Steuerschaltungs- und den Abdichtbereichen (hier nicht dargestellt) angeordnet sind, und die Isolationsschicht, die die Zwischenräume unter den Teilen ausfüllen auch so hergestellt wurden, daß sie eine ebene Oberfläche zeigen, kann die Flüssigkristalleinrichtung hochqualitative Bilder anzeigen, da sie frei vom Problem des reduzierten Wirkungsgrads der Lichtausnutzung wegen gestreute einfallendem Licht, das einer unebenen Oberfläche zuzuschreiben ist, schlechter Kontrast aufgrund von fehlerhaftem Polierschleifen und Auftreten von Emissionslinien aufgrund eines transversalen elektrischen Feldes, das durch die Stufen zwischen den Bildpunktelektroden erzeugt wird, ist.

Die vorliegende Erfindung wird nun durch Ausführungsbeispiele beschrieben, obgleich die vorliegende Erfindung in keiner Weise hierauf beschränkt ist, und die Ausführungsbeispiele lassen sich modifizieren oder in Kombination verwenden.

Obwohl diese Ausführungsbeispiele auch Halbleitersubstrate enthalten, so ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von Halbleitersubstraten beschränkt, und übliche lichtdurchlässige Substrate (glasartige Substrate) können alternativ zum Substrat für eine Matrix verwendet werden. Hinzu kommt, obwohl MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) und TFT (Thin Film Transistor) in der folgenden Beschreibung für die Flüssigkristalltafeln verwendet werden, lassen sich alternativ auch Bauelemente mit zwei Anschlüssen wie beispielsweise Dioden einsetzen. Die im folgenden beschriebenen Flüssigkristalltafeln können Anwendungen bei Fernsehern, Projektoren, Datenhelmen, dreidimensionalen Videospielgeräten, Laptops, Notebooks, Telekonferenzsysteme, Kraftfahrzeug- Navigationssysteme und Instrumententafeln bei Flugzeugen finden.

Anwendungsbeispiel 1

Fig. 3 zeigt den Querschnitt einer typischen Flüssigkristalltafel nach der vorliegenden Erfindung.

Bezogen auf Fig. 3, sind ein Halbleitersubstrat 1 und P- und N-dotierte Wannen 2 und 2' zusammen mit den Source- Bereichen 3 und 3', Gate- 4 und Drain-Bereichen 5 und 5' der Transistoren gezeigt.

Da, wie aus Fig. 3 zu sehen ist, eine hohe Spannung zwischen 20 V und 35 V an die Transistoren des Anzeigebereichs anliegt, ist die Source-/Drain-Schicht nicht selbstabgleichend, aber von der Gate-Elektrode versetzt, und die schwach dotierten N- und P-Schichten 3' und 5' sind dazwischen angeordnet. Der Versatz beträgt vorzugsweise 0,5 um und 2,0 um. In Fig. 3 ist auch ein Teil der peripheren Schaltungen gezeigt. Es ist zu sehen, daß das Gate selbstabgleichend mit der Source-/Drain- Schicht in diesem Teil ist. Das Gate ist mit der Source-/Drain- Schicht im Teil der peripheren Schaltungen abgeglichen, weil es logische Schaltungen enthält, die nur mit einer Spannung von 1,5 V bis 5 V versorgt werden, wodurch eine abgeglichene Anordnung bei Verwendung von Transistoren kleiner Abmessung, und eine Verbesserung der Wirkungsweise der Treibertransisoten erwünscht ist. Obwohl der Versatz der Source-/Drain-Schicht unter Bezugnahme auf spezifische Werte beschrieben wird, können diese modifiziert werden, und die Gate-Länge kann optimiert werden, um sich selbst an die Widerstandsfestigkeit anzupassen.

Das Substrat 1 besteht aus einem P-dotierten Halbleitermaterial und zeigt das niedrigste elektrische Potential (in der Regel Massepotential). Eine an die Bildpunkte angelegte Spannung, die zwischen 20 V und 35 V beträgt, wird auch an die N-dotierte Wanne im Anzeigebereich angelegt, wohingegen eine logische Steuerspannung zwischen 1,5 V und 5 V an den logischen Teil der peripheren Schaltungen angelegt wird. Mit dieser Anordnung kann das Bauteil bezogen auf die Spannungswerte optimal arbeiten, wodurch nicht nur die Chipgröße reduziert wird, sondern die Bildpunkte können auch mit hoher Geschwindigkeit, um hochqualitative Bilder anzuzeigen, angesteuert werden.

Darüber hinaus sind in Fig. 3 gezeigt: eine Feldoxidschicht 6, eine Isolationsschicht 8' aus PSG, NSG oder BPSG, Source-Elektroden 10, die mit den entsprechenden Datenleitungen verbunden sind, und Drain-Elektroden 11, die mit den entsprechenden Bildpunktelektroden zusammen mit Bildpunktelektroden 12, die auch als Reflektoren arbeiten, verbunden sind. Bezugszeichen 12' bezeichnet Teile des Materials von in den Steuerschaltungs- und Abdichtbereichen gebildeten Bildpunktelektroden. Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Lichtabschirmungsschicht, die den Anzeigebereich und die peripheren Bereiche bedeckt. Die Schicht besteht bevorzugt aus Ti, TiN, W und Mo. Sie wird nicht nur im Anzeigebereich, sondern auch in den peripheren Bereichen im selben Schritt durch Vakuumverdampfung oder Kathodenzerstäubung und Maskenbildung hergestellt. Da die Lichtabschirmungsschicht 7 praktisch die gesamte Oberfläche des Chips bedeckt, kann sie einfallendes Licht blockieren, um Betriebsfehler auf dem Teil der Transistoren wegen Streulicht zu verhindern. Wie aus Fig. 3 erkannt werden kann, überdeckt die Lichtabschirmungsschicht 7 in dem Anzeigebereich praktisch die gesamte Oberfläche des Anzeigebereichs einschließlich der Transistoren, jedoch nicht die Bereiche, die die Bildpunktelektroden 12 und die Drain- Elektroden 11 verbinden. Sie wird in den peripheren Bereichen auf ausgeklügelte Weise teilweise entfernt, an denen die Leitungskapazität nicht besonders groß sein darf, beispielsweise als Teil von Video- oder Taktleitungen, wodurch sehr schnelle Signale ohne Probleme übertragen werden können. Wenn Beleuchtungslicht ins Innere durch Bereiche eindringen kann, an denen die Lichtabschirmungsschicht 7 entfernt wurde, was Funktionsausfälle an einem Teil der Schaltungen verursachen kann, müssen solche Bereiche durch eine Elektrodenschicht 12', die auf der Ebenen der Bildpunktelektroden 12 angeordnet wird, bedeckt werden.

Bezugszeichen 8 bezeichnet eine Isolationsschicht, die unterhalb der lichtabschirmenden Schicht 7 angeordnet ist, und eine P-dotierte Siliziumoxidschicht 18 (ein Siliziumoxidschicht, die durch Plasma-Kathodenzerstäubung gebildet wurde) enthält, das mit Hilfe von SOG (Spin On Glass) geglättet wurde, und eine weitere Schicht aus P-dotiertem Siliziumoxid oder P-dotiertem Siliziumnitrid als Schicht 8, die die Schicht 7 bedeckt, um des Isolationseffekts der Schicht 8 sicher zu sein.

Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Isolationsschicht, die zwischen der Reflexionselektrode 12 und der lichtabschirmenden Schicht 7 jedes Bildpunktes und zwischen den Reflexionselektroden 12 gebildet wird, wodurch die Ladungshaltekapazität zwischen den Bildpunktelektroden 12 und der lichtabschirmenden Schicht 7 durch diese Tsolationsschicht gebildet wird. Die Isolationsschicht 9 wird bevorzugt in einer Dicke von 500 Å bis 20.000 Å auf der Lichtabschirmungsschicht 7 gebildet. Typische Materialien sind Ti, TiN, Mo und W. Es sei angemerkt, daß eine Lichtabschirmungsschicht 7 auch in den peripheren Bereichen aus Ti, TiN, Mo oder W in dem Schritt gebildet wird, bei dem das Gegenstück im Anzeigebereich 19 gebildet wird. Es sei weiter angemerkt, daß die Isolationsschicht 9 sowohl in den peripheren Bereichen als auch in dem Anzeigbereich im gleichen Schritt gebildet werden kann und ebenso die Reflexionselektroden 12.

Andererseits sind ein Flüssigkristallmaterial 14, eine gemeinsame lichtdurchlässige Elektrode 15, die der reflektierenden Elektrode 12 gegenübersteht, ein lichtdurchlässiges, gegenüberliegendes Substrat 16, eine hochkonzentrierter Dotierungsbereich 16 und 17' und eine nichtreflektierende Schicht 20 gezeigt.

Bezugszeichen 13 in Fig. 3 bezeichnet eine nichtreflektierende Schicht, die zwischen der transparenten Elektrode 15 und dem gegenüberliegenden Substrat 16 angeordnet ist, um das Schnittstellenreflexionsvermögen aus Sicht des Brechungsvermögens des dort angeordneten Flüssigkristalls zu reduzieren. Die Isolationsschicht hat bevorzugt ein Brechungsvermögen, das niedriger als das des gegenüberliegenden Substrats 16 und auch das der lichtdurchlässigen Elektrode 15 ist.

Wie in Fig. 3 zu sehen ist, sind die hochkonzentrierten Dotierungsschichten 17 und 17' vom gleichen Dotierungstyp wie die der Wannen 2 und 2', die unterhalb der Transistoren und in oder um die Wannen gebildet werden. Mit dieser Anordnung können hochqualitative Bilder angezeigt werden, wenn der Source ein hohes Amplitudensignal zugeführt wird, weil das Potential der Wannen 2 und 2' sicher auf einem erwünschen Pegel gehalten wird aufgrund der Bereitstellung einer niederohmigen Schicht. Hinzu kommt, daß die Bereitstellung der hochdotierten Schichten 17 und 17' zwischen den N-dotierten Wannen 2' und den P-dotierten Wannen 2 mit einer dazwischenliegenden Feldoxidschicht es überflüssig macht, eine Kanalstoppschicht zu bilden, die im allgemeinen unmittelbar unterhalb der Feldoxidschicht für MOS- Transistoren angebracht wird.

Da die hochdotierten Schichten 17 und 17' während des Verfahrens der Vorbereitung der Source-/Drain-Bereiche gebildet werden, können die Anzahl der Masken und der Verarbeitungsschritte zur Bildung der Schichten reduziert werden, um die Gesamtfertigungskosten herabzusetzen.

Fig. 4 zeigt einen Schaltplan einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, die eine Struktur hat, wie sie oben beschrieben worden ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 4 sind zu sehen: ein horizontales Schiebregister (HSR) 21, ein vertikales Schiebregister (VSR) 22, N-Kanal-MOSFET 23, P-Kanal- MOSFET 24, Haltekapazitäten 25, eine Flüssigkristallschicht 26, Signalübertragungsschalter 27, Rücksetzschalter 28, ein Rücksetzimpuls-Eingabeanschluß 29, ein Rücksetzversorgungsspannungs-Anschluß 30 und ein Videosignal- Eingangsanschluß 31. Bezugszeichen 19 bezeichnet einen Anzeigebereich.

Die Haltekapazitäten 25 dienen zum Halten entsprechender Signale zwischen den Bildpunktelektroden 12 und den lichtdurchlässigen Elektroden 15. Das Substratpotential wird den Wannenbereichen 2 zugeführt. Die Übertragungs-Gates der Zeilen sind derart angeordnet, daß die N-Kanal-MOSFET 23 oberhalb der entsprechenden P-Kanal-MOSFET 24 in der ersten Zeile angeordnet sind, wohingegen die P-Kanal-MOSFET 24 umgekehrt oberhalb der entsprechenden N-Kanal-MOSFET 23 in der zweiten Zeile angeordnet sind, das heißt, alternativ angeordnet sind. Es sei angemerkt, daß nicht nur die streifenförmigen Wannen mit der Versorgungsspannungsleitung an der Peripherie des Anzeigbereichs in Kontakt gehalten werden, sondern es stehen feine Versorgungsspannungsleitungen in dem Anzeigebereich zur Verfügung, um einen Kontakt mit den streifenförmigen Wannen zu gewährleisten.

Es sei hier angemerkt, daß die Stabilität des Widerstandes der Wannen für die Arbeitsweise des Anzeiggeräts sehr wichtig ist. Deshalb wird in diesem Beispiel der Kontaktfläche oder die Anzahl der Kontakte der N-Wannen innerhalb des Anzeigbereichs größer gemacht als die der P-Wannen. Da die P-Wannen auf einem konstanten Potential an dem P-dotierten Substrat gehalten werden, spielt das Substrat eine wichtige Rolle als ein Teil mit niedrigem Widerstand. Obwohl folglich die Eigenschaften der N- Wannen, die wie Inseln angeordnet sind, stark durch Ein- /Ausgabesignale der Sources und Drains beeinflußt werden können, werden solche Schwankungen durch die wachsende Anzahl von Kontakten mit der oberen Verdrahtungsschicht verhindert, damit hochqualitative Bilder, die auf dem Bildschirm der Flüssigkristalltafel angezeigt werden sollen, gewährleistet sind.

Videosignale (einschließlich üblicher Videosignale und pulsmodulierter digitaler Signale) werden auf den Videosignaleingang 31 gegeben, um die Signalübertragungsschalter 27 ein- und auszuschalten, die sie auf die Datenleitungen entsprechend des Impulses vom horizontalen Schieberegister ausgegeben. Das vertikale Schieberegister 22 gibt einen H-Impuls an die Gates des N-Kanal-MOSFET 23 der ausgewählten Zeile und einen L-Impuls an die Gates der P-Kanal-MOSFET 24 dieser Zeile.

Wie oben beschrieben, werden die Schalter des Bildpunktbereichs durch einkristalline CMOS-Übertragungs-Gates (Complementary MOS) gebildet, die den Vorteil haben, daß die auf die Bildpunktelektroden zu schreibenden Signale nicht zu dem Schwellwert der MOSFET in Beziehung stehen, wodurch die Source- Signale ohne Einschränkung geschrieben werden können.

Hinzu kommt, daß sie keine Instabilität der Betriebsweise an den Grenzbereichen der Kristallkörner der TFT aus polykristallinem Silizium zeigen, da die Schalter durch einkristalline Transistoren gebildet wurden, um einen zuverlässigen und stabilen schnellen Steuerbetrieb zu gewährleisten.

Es werden nun die peripheren Schaltungen der Anzeigetafel unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild der peripheren Schaltungen. In Fig. 5 wird ein Anzeigbereich 37, ein Pegelumsetzerschaltung 32, Videosignalabtastschalter 33, ein horizontale Schieberegister (HSR) 34, ein Videosignaleingabeanschluß 35 und ein vertikales Schieberegister (VSR) 36 gezeigt.

In der obigen Schaltungsanordnung können die logischen Schaltungen einschließlich der horizontalen und der vertikalen Schiebregister mit eine niedrigen Spannung von 1,5 V bis 5 V angesteuert werden, um einen schnellen und einen von der Amplitude des Videosignals unabhängigen Niederspannungsbetrieb zu realisieren. Sowohl das horizontale als auch das vertikale Schiebregister können mit Hilfe eines Auswahlschalters in entgegengesetzter Richtung abgetastet werden, wodurch die Flüssigkristalltafel keinerlei Änderung bedarf, um sich selbst an die positionsgebundene Anordnung des optischen Systems und folglich an verschiedene Produkte anzupassen. Dies ist ein großer Vorteil der Flüssigkristalltafel bezüglich der Herstellungskosten solcher Produkte. Obwohl die Abtastschalter 33 für Videosignale in Fig. 5 unipolare Transistoren enthalten, können sie alternativ unterschiedliche Bauteile enthalten, um ein Videosignal auf sämtliche Signalleitungen mit Hilfe der CMOS-Übertragungs-Gatter zu schreiben.

Werden CMOS-Übertragungs-Gatter verwendet, kann ihre Arbeitsweise durch Videosignale, in Abhängigkeit von der Fläche der NMOS-Gatter, verändert werden, und ebenso von den PMOS- Gattern aufgrund von Unterschieden zwischen der Überlappungskapazität der Gatter und der der Source-/Drain- Bereiche. Dieses Problem kann jedoch vermieden werden, und ein Videosignal kann auf die Signalleitungen geschrieben werden, indem die Sources und die Drains der MOSFET, deren Gate-Länge der halben Gate-Länge der MOSFET der Abtastschalter 33 entspricht, mit den zugehörigen Polaritäten mit den entsprechenden Signalleitungen verbunden werden und durch Anlegen eines Impulses mit entgegengesetzter Phase. Mit dieser Anordnung lassen sich hochqualitative Bilder auf dem Bildschirm der Anzeigetafel ausgeben.

Es wird nun ein Verfahren zur genauen Synchronisierung eines Videosignals und eines Abtastimpulses beschrieben (siehe Fig. 6). Um diese Ziel zu erreichen, muß der Verzögerungsbetrag des Abtastimpulses verändert werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 6 werden Impulsverzögerungsinverter 42, Schalter 43 zur Auswahl eines der Impulsverzögerungsinverter, Ausgangsanschlüsse 44 für eine Ausgabe mit einem gesteuerten Verzögerungsbetrag (AUS B stellt einen entgegengesetzten Phasenausgang dar, und AUS stellt eine phasengleichen Ausgang dar), Kondensatoren 45 und eine Schutzschaltung 46 gezeigt.

Durch Kombination von SEL1 (SEL1B ist ein invertiertes Signal von SEL1) bis SEL3 (SEL3B ist ein invertiertes Signal zu SEL3) kann ein Abtastimpuls hergestellt werden, der durch eine ausgewählte Anzahl von Verzögerungsinvertern 42 läuft.

Wenn wegen der in der Anzeigetafel eingebaute Synchronschaltung die Symmetrie eines von außen angelegten Impulses aus irgend einem Grund (beispielsweise Phasensprünge) beschädigt wird, was sich als Verzögerung der drei Felder für Rot, Grün und Blau der Anzeigetafel ausdrückt, kann die Symmetrie mit Hilfe der Auswahlschalter wiederhergestellt werden, um deutliche Bilder anzuzeigen, die frei von roten, blauen und grünen Farbunterbrechungen wegen Phasenverschiebungen des Impulses im Hochfrequenzband sind. Andererseits kann die Verzögerung durch eine Temperaturkorrektur behoben werden, indem die Temperatur durch eingebaute Dioden gemessen wird, und eine abgespeicherte Vergleichstabelle verwendet wird.

Es wird nun die Flüssigkristalltafel der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit ihren Bauteilen und ihrer Flüssigkristallsubstanz beschrieben. Das in Fig. 3 gezeigte gegenüberliegende Substrat 16 ist flach, es wurde jedoch hergestellt, um Schwingungen aufzuzeigen, damit Reflexionen an der Schnittstelle mit der gemeinsamen, lichtdurchlässigen Elektrode 15, die an der Oberfläche des gegenüberliegenden Substrats 16 angeordnet ist, zu verhindern. Das gegenüberliegende Substrat wird auf der gegenüberliegenden Oberfläche mit einer nichtreflektierenden Schicht versehen. Diese Teile können hergestellt werden, um Schwingungsprofile durch Polieren mit feinem Sand zu zeigen, um den Kontrast der ausgegebenen Bilder zu verbessern.

Für den Flüssigkristall des vorliegenden Anzeigetafel wird ein polymerer Netzwerk-Flüsssigkristall PNLC verwendet. Alternativ kann ein polymerer Dispersions-Flüssigkristall PDLC verwendet werden. Polymere Netzwerk-Flüssigkristalle können mit Hilfe einer Polymerisation-Phasentrenntechnik hergestellt werden, wobei eine Lösung aus Flüssigkristall und einem polymeren Monomer oder einem polymeres Oligomer aufbereitet wird, und in eine Zelle mit Hilfe einer bekannten Technik injiziert wird. Anschließend werden der Flüssigkristall und das Polymer mit Hilfe von UV-Polymerisation phasengetrennt, um ein polymeres Netzwerk im Flüssigkristall zu bilden. Ein polymerer Netzwerk-Flüssigkristall enthält zu 70 bis 90 Gewichtsprozenten Flüssigkristall.

Die Lichtstreuung kann in einem polymerer Netzwerk- Flüssigkristall PNLC erhöht werden, wenn ein nematischer Flüssigkristall mit hohem anisotropen Brechungsvermögen (Δn) verwendet wird. Eine Ansteuerung mit kleinen Spannungswerten wird ermöglicht, indem ein nematischer Flüssigkristall mit dielektrisch hohen anisotropen Eigenschaften (Δε) verwendet wird. Die Lichtstreuung kann stark genug gemacht werden, um einen scharfen Kontrast für die Anzeige der Bilder zu erreichen, wenn die Größe des polymeren Netzwerks, ausgedrückt durch den Abstand zwischen den Zentren der benachbarten Netze, zwischen 1 um und 1,5 um liegt.

Es wird nun die Beziehung zwischen der Abdichtanordnung und der Anordnung der Anzeigetafel beschrieben (siehe Fig. 7). In Fig. 7 wird ein Abdichtteil 51, eine Elektrodenanschlußeinheit 52, eine Taktpufferschaltung 53 und ein Verstärker 54 gezeigt. Der Verstärker arbeitet als Ausgabepuffer, der für einen elektrischen Test der Anzeigtafel verwendet wird. Darüber hinaus wird Abschnitt 55 aus Silberpaste gezeigt, der ein gleiches elektrisches Potential wie das gegenüberliegende Substrat hat, ein Anzeigeabschnitt 56 und ein peripherer Schaltungsabschnitt 57, der Schieberegister und andere Bauteile enthält. Wie aus Fig. 7 zu erkennen ist, sind Schaltungen sowohl innerhalb als auch außerhalb der Abdichtung angeordnet, um die Gesamtchipgröße herabzusetzen. Während sämtliche Anschlußflächen an der Querseite der Anzeigetafel angeordnet sind, können sie auch auf der oberen oder unteren Seite der Anzeigetafel oder an zwei oder mehr Seiten der Anzeigetafel angeordnet sein, um mit hoher Taktfrequenz arbeiten zu können

Beim Herrichten einer Flüssigkristalleinrichtung unter Verwendung eines Siliziumsubstrats kann das elektrische Potential des Substrats schwanken, was zu Funktionsfehlern der Anzeigetafel führen kann, wenn ein starker Lichtstrahl, der von einem Projektor ausgesandt wird, auf eine oder mehrere seitliche Wannen des Substrats auftrifft. Deshalb ist es wünschenswert, daß die peripheren Schaltungsabschnitte oben und die Querseiten der Anzeigetafel in Form von Substrathaltern, die Licht abschirmen können, realisiert werden. Hinzu kommt, daß das Siliziumsubstrat bevorzugt an der rückwärtigen Oberfläche mit einer Metallplatte, die eine hohe thermische Leitfähigkeit wie beispielsweise Kupfer hat, angebracht wird, wobei dei Metallplatte an das Substrat mit Hilfe eines Klebemittels, das ebenfalls eine hohe thermische Leitfähigkeit hat, angeklebt wird. Die Metallplatte dient als Halterung.

Nun wird ein optisches System, das in einer Flüssigkristalltafel vom Reflexionstyp verwendet wird, nach der vorliegenden Erfindung besprochen (siehe Fig. 9). In Fig. 9 wird eine Lichtquelle 71, beispielsweise eine Halogenlampe, eine Fokussierungslinse 72 zur Herstellung eines fokussierten Bildes der Lichtquelle, konvexe Fresnel-Linsen 73 und 75, die eine ebene Oberfläche haben, und eine optische Einrichtung 74 zur Farbtrennung, die am besten ein dichroitischer Spiegel oder ein Beugungsgitter ist, gezeigt.

Das optische System enthält darüber hinaus einen Spiegel 76, um die getrennten roten, grünen und blauen Lichtstrahlen an die entsprechenden Rot-, Grün- und Blaufelder zu leiten, eine Sichtlinse 77 zur Beleuchtung des Anzeigetafel mit parallelen Lichtstrahlen, die durch Parallelisieren gebündelter Strahlen erhalten werden, ein Flüssigkristalleinrichtung vom Reflexionstyp 78 und eine Irisblende (hier nicht dargestellt), die an der Stelle 79 angeordnet ist. Bezugszeichen 80 bezeichnet eine Projektionslinse und Bezugszeichen 81 einen Schirm oder eine doppelschichtige Struktur, die eine Fresnel-Linse zum Parallelisieren des projizierten Lichts enthält, und eine linsenförmige Linse, um den Blickwinkel vertikal und horizontal zu vergrößern. Obgleich in Fig. 9 nur ein Anzeigefeld für eine Farbe aus Gründen der Vereinfachung gezeigt wird, werden tatsächlich drei Anzeigefelder für die drei Primärfarben erzeugt, obwohl es verständlich sein kann, daß eine einzige Anzeigfeldesanordnung möglicherweise anstelle von den drei Anzeigfeldern benutzt werden kann, wenn eine Mikrolinsenanordnung auf der Oberfläche des Reflexionsfeldes angeordnet wird, um verschiedene einfallende Lichtstrahlen zu veranlassen, auf entsprechende Bildpunktbereiche zu fallen. Wird an die Flüssigkristallschicht der Flüssigkristalleinrichtung 78 eine elektrische Spannung angelegt, wird das einfallende Licht gleichmäßig durch die Bildpunkte reflektiert, und es tritt dann durch die Irisblende, die an Stelle 79 angeordnet ist, bevor sie auf den Bildschirm projiziert wird.

Andererseits wird einfallendes Licht, das auf die Flüssigkristalleinrichtung 78 vom Reflexionstyp auftrifft, wenn keine elektrische Spannung an der Flüssigkristallschicht anliegt, und wenn letztere sich in einem Streuzustand befindet, isotrop gestreut werden und folglich wird kein Licht auf die Injektionslinse 80 treffen, außer die gestreuten Lichtstrahlen werden in Richtung der an Stelle 79 befindlichen Irisblende gelenkt, wodurch der Bildschirm gleichmäßig dunkel bleibt. Wie der obigen Beschreibung des optischen Systems vermutet werden kann, da keine polarisierende Anzeigtafel für das System erforderlich ist, und das Signallicht von der gesamten Oberfläche der Bildpunktelektrode reflektiert wird, die ein hohes Reflexionsvermögen aufweist, bevor es auf die Projektionslinse auffällt, kann das Anzeigefeld einen Helligkeitsgrad hervorbringen, der zwei- oder dreifach höher ist als irgendeine vergleichbare Anzeigetafel. Der Rauschanteil des Lichtes ist minimiert, und eine hohe Kontrastanzeigefähigkeit wird hervorgerufen, da die Antireflexionsmessung an der Oberfläche des gegenüberliegenden Substrats und der Schnittstelle in vorliegendem Beispiel vorgenommen wird. Hinzu kommt, sämtliche optischen Einrichtungen (beispielsweise Linsen, Spiegel) können in ihren Abmessungen herabgesetzt werden, um die Herstellungskosten und das Gewicht der Anzeigevorrichtung zu vermindern, weil die Anzeigetafel an die Reduzierung der Abmessungen angepaßt ist.

Jede Unebenheit oder Schwankung in den Farben und der Helligkeit auf dem Bildschirm wegen der Unebenheit oder der Schwankung in den Farben und der Helligkeit der Lichtquelle kann eliminiert werden, indem ein (Facettenlinsentyp- oder Stäbchentyp-) Integrator zwischen die Lichtquelle und das optische System gesetzt wird.

Die Elektroden 12 in den peripheren Bereichen sind elektrisch nicht abgesichert, und sie werden in einem potentialfreien Zustand gehalten. Beträgt die Steuerspannung des Flüssigkristalls 27 V, wird das elektrische Potential der lichtabschirmenden Schicht 7 auf 13,5 V gehalten oder auf die Hälfte der Steuerspannung. Auf diese Weise wird es auf einem entsprechenden elektrischen Potential gehalten, obwohl es von der Steuerspannung des Flüssigkristalls abhängig ist.

Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild der peripheren elektrischen Schaltungen außer der Anzeigetafel. In Fig. 10 werden gezeigt: eine Stromquelleneinheit 85, die eine Stromquelle für Lampen und eine Stromquelle für das System zur Ansteuerung der Anzeigetafel und die signalverarbeitenden Schaltungen enthält, ein Stecker 86, ein Temperatursensor 87 für Lampen, der jede abnormale Temperatur von jeder der Lampen erfaßt, eine Steuerplatine 88, die jede der Lampen mit abnormaler Temperatur abschaltet, und einen Filtersicherheitsschalter 89, der jedes ausfallende Bauteil, außer den Lampen, abschaltet. Beispielsweise wird ein Versuch, das heiße Gehäuse des Gerätes, in dem die Lampen untergebracht sind, zu öffnen, fehlschlagen, weil von der Sicherheitsmessung vorgesehen ist, den Versuch zu verhindern. Ansonst werden noch ein Lautsprecher 90, eine Tonplatine 91, die mit einem eingebauten Prozessor für 3-D-Klang und Raumtoneffekte versehen ist, eine Erweiterungsplatine 92 oder ein Erweiterungsplatine 1, die die Eingangsanschlüsse enthält, die mit einem externen Gerät 96 verbunden sind, um Signale einschließlich S-Anschlüsse, zusammengesetzte Bilder und Stimmen zur Verfügung zu stellen, Auswahlschalter 95 zur Auswahl eines oder mehrere geeigneter Signale und einen Tuner 94. Signale werden von der Erweiterungsplatine 1 über einen Decodierer 93 an die Erweiterungsplatine 2 übertragen. Die Erweiterungsplatine 2 enthält 15polige D-Sub-Anschlüsse, die mit getrennten Signalquellen wie Videorecordern oder Computern verbunden sind, und Signale, die über einen Schalter 100 an den D-Sub-Stecker angelegt werden, werden mit Hilfe eines Analog-/Digital- Umsetzers 101 in digitale Signale umgesetzt.

Bezugszeichen 103 bezeichnet eine Hauptplatine, die einen Speicher und eine Zentraleinheit als Haupteile enthält. NTSC- Signale, die analog-/digital-umgesetzt wurden, werden in dem Speicher abgelegt, wodurch fehlende Signale durch Interpolation generiert werden können, um sie einer großen Anzahl von geeigneten Bildpunkten zuzuordnen, und Signale können Verarbeitungsvorgängen unterworfen werden, die für eine Flüssigkristalleinrichtung geeignet sind, einschließlich Gammatransformationskantenanhebung, Helligkeits- und Vorspannungsregulierung. Außer NTSC-Signalen können Computersignale Verarbeitungsvorgängen unterworfen werden, einschließlich Auflösungsumsetzung, wenn dem Anzeigefeld ein hochauflösendes XGA-Anzeigefeld (Extended Graphics Array) ist und VGA-Signale (Video Graphics Array) zur Verfügung gestellt werden. Zusätzlich zur Verarbeitung von Bilddaten arbeitet die Hauptplatine zum synthetischen Kombinieren einer Vielzahl Bilddaten-NTSC-Signalen mit Computersignalen. Das Ausgabesignal der Hauptplatine wird einer Serien-/Parallel-Umsetzung unterworfen, um eine Form zu haben, die wenig von einem Rauschen beeinflußt wird, bevor das Signal an eine Leiterplatine 104 übertragen wird, wo das Signal erneut einer Parallel-/Serien- Umsetzung und dann einer Digital-/Analog-Umsetzung unterworfen wird. Das Signal wird dann über einen Verstärker an die Anzeigfelder 105, 106 und 107 in Abhängigkeit der Anzahl der Videoleitungen der Anzeigefelder übertragen. Bezugszeichen 102 bezeichnet eine entfernte Steuertafel, die eine Computeranzeige in ähnlicher Weise zu bedienen erlaubt wie eine Fernsehanzeige.

Ausführungsbeispiel 2

Nun wird eine sogenannte Einzelfeldtyp- Farbanzeigevorrichtung beschrieben, die eine mit Mikrolinsen versehene Flüssigkristalleinrichtung enthält.

Der Anmelder der vorliegenden Anmeldung hat eine neue Anzeigetafel in der japanischen Patentanmeldung No. 9-72646 vorgeschlagen, um das Problem zu lösen, daß die Mosaikanordnung von roten, grünen und blauen Bildpunkten für den Betrachter merkbar zu sehen ist, die die Qualität des auf dem Bildschirm angezeigten Bildes bekannter, mit Mikrolinsen versehene Anzeigetafel herabsetzen. Die in der japanischen Patentanmeldung No. 9-72646 vorgeschlagene Anzeigetafel enthält eine Anordnung von Bildpunkteinheiten, die durch Anordnung einer Gruppe von Bildpunkteinheiten in einem vorgegebenen Abstand erhalten wurde. Jede Bildpunkteinheit besteht aus drei Bildpunkten einer ersten Farbe, einer zweiten Farbe und einer dritten Farbe, wobei der erste Farbbildpunkt und der zweite Farbbildpunkt in einer ersten Richtung angeordnet ist, und der erste Farbbildpunkt und der dritte Farbbildpunkt in einer zweiten Richtung, die von der ersten Richtung verschieden ist, angeordnet ist, wodurch die beiden in der ersten Richtung angeordneten Bildpunkte den Bildpunkt der ersten Farbe mit den beiden in der zweiten Richtung angeordneten Bildpunkten gemeinsam benutzen, und eine Vielzahl von Mikrolinsen, die auf der Gruppe von Bildpunkteinheiten auf dem Substrat in einem Abstand angeordnet sind, der dem Abstand der Bildpunktanordnung in der ersten Richtung und der Bildpunkanordnung in der zweiten Richtung entspricht.

Nun wird eine Anzeigetafel, die in der oben erwähnten japanischen Patentanmeldung No. 9-72646 vorgeschlagen wurde, auf eine Flüssigkristalleinrichtung und eine Anzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung angewendet.

Die Fig. 12A bis 12C zeigen Abbildungen des optischen Systems einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom Projektionstyp, das eine Anzeigetafel enthält, von der nur ein Hauptbereich zu sehen ist. Es sei angemerkt, daß Fig. 12A ein Grundriß, Fig. 12B eine Vorderansicht und Fig. 12C eine Seitenansicht ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 12A bis 12C enthält das optische System eine Projektionslinse 1 zur Abbildung der Bildpunktdaten, die auf der Anzeigetafel (Flüssigkristalltafel) 2 angezeigt werden, die eine Flüssigkristalleinrichtung enthält, die mit Mikrolinsen auf einer vorbestimmten Fläche versehen ist, einen polarisierenden Strahlteiler 3, der so entwickelt wurde, daß S-polarisierte Strahlen durchgelassen und P-polarisierte Strahlen reflektiert werden, einen R (rotes Licht) reflektierenden dichroitischen Spiegel 40, einen B/G (blaues und grünes Licht) reflektierenden dichroitischen Spiegel 42, einen hochreflektierenden Spiegel 43 zur Reflektion von Lichtstrahlen jeder Farbe, eine Fresnel-Linse 50, eine Konkavlinse 51, ein Integrator vom Stabtyp 6, ein ellipsenförmigen Reflektor 7 und eine Bogenlampe (Lichtquelle), beispielsweise eine Halogen- Metalldampflampe oder eine Hochleistungslampe, deren lichtemittierende Ebene 8a in der Mitte des Reflektors 7 liegt.

Der R (rotes Licht) reflektierende dichroitische Spiegel 40, der B/G (blaues und grünes Licht) reflektierende dichroitische Spiegel 41 und der B (blaues Licht) reflektierende dichroitische Spiegel 42 haben spektrale Reflexionskenndaten, wie in den Fig. 13A, 13B und 13C gezeigt. Die dichroitischen Spiegel sind mit dem hochreflektierenden Spiegel 43 dreidimensional angeordnet (siehe Fig. 14), um das weiße Beleuchtungslicht von der von der Lichtquelle 8 in die drei Primärfarben Rot, Grün, und Blau zu zerlegen und um die Flüssigkristalltafel 2 mit Lichtstrahlen der drei Primärfarben dreidimensional von verschiedenen entsprechenden Richtungen zu beleuchten, wie weiter unten genauer beschrieben wird.

Der Lichtstrom von der Lichtquelle 8 läuft in einer Weise ab, wie unten beschrieben. Als erstes wird der von der Lampe 8 emittierte Lichtstrom auf die Eintrittsstelle (Lichteinfallsebene) 6a des Integrators 6 durch den ellipsenförmigen Reflektor 7, der relativ zum Integrator oberhalb angeordnet ist, fokussiert, und anschließend durchläuft er den Integrator 6, wobei er im Integrator laufend reflektiert wird, um eine gleichförmige räumliche Intensitätsverteilung zu erhalten. Der Lichtstrom tritt am Ausgang 6b des Integrators 6 aus und wird dann in einen parallelen Strom, der entlang der x- Achse verläuft (siehe Fig. 12B), mit Hilfe der Konkavlinse 51 und der Fresnel-Linse 50 transformiert, bevor er zu dem B- reflektierenden dichroitischen Spiegel 42 gelangt.

Es werden nur die B-Lichtstrahlen (blaue Lichtstrahlen) durch den B-reflektierenden dichroitischen Spiegel 42 nach unten reflektiert und in Richtung des R-reflektierenden dichroitischen Spiegels 40 unter einem vorgegebenen Winkel relativ zur z-Achse gelenkt (siehe Fig. 12B). Unterdessen treten die roten und grünen Lichtstrahlen durch den B-reflektierenden dichroitischen Spiegel 42 durch, und sie werden durch den hochreflektierenden Spiegel 43 rechwinklig in Richtung der z-Achse reflektiert und ebenfalls in Richtung des R-reflektierenden dichroitischen Spiegels 40 gelenkt.

Das heißt, sowohl der B-reflektierende dichroitische Spiegel 42 als auch der hochreflektierende Spiegel 43 werden so angeordnet, daß der vom Integrator 6 kommende Lichtstrom (entlang der x-Achse) längs der z-Achse reflektiert wird (siehe Fig. 128), und der hochreflektierende Spiegel 43 ist, bezogen auf die x-y-Ebene, um 45º geneigt. Hingegen ist der 8- reflektierende dichroitische Spiegel 42, bezogen auf die y-Achse in der x-y-Ebenen weniger als 45º geneigt.

Als Ergebnis werden die R-/G-Lichtstrahlen durch den hochreflektierenden Spiegel 43 in Richtung des R-reflektierenden dichroitischen Spiegels 40 genau parallel zur z-Achse reflektiert, die B-Lichtstrahlen, die durch den B- reflektierenden dichroitischen Spiegel 42 reflektiert werden, werden in Richtung des R-reflektierenden dichroitischen Spiegels 40 abwärts unter einem fest vorgegebenem Neigungswinkel (relativ zur z-Achse in der x-z-Ebenen) gelenkt (siehe Fig. 12B). Die positionsgebundene Verschiebung und der Neigungswinkel zwischen dem B-reflektierenden dichroitischen Spiegel 42 und dem hochreflektierenden Spiegel 43 werden so bestimmt, daß sich die Lichtstrahlen der drei Farben auf der Flüssigkristalltafel 2 schneiden, um zu bewirken, daß sowohl das B-Licht als auch das R/G-Licht auf der Flüssigkristalltafel 2 einen gleichen und identischen Bereich bedecken.

Anschließend werden die R-/G-/B-Lichtstrahlen in Richtung der z-Achse (siehe Fig. 12B) auf den R-reflektierenden dichroitischen Spiegel 40 und den B-/G-reflektierenden dichroitischen Spiegel 41 nach unten gelenkt. Diese Spiegel befinden sich unterhalb dem B-reflektierenden dichroitischen Spiegel 42 und dem hochreflektierende Spiegel 43. Genauer: der B-/G-reflektierende dichroitischen Spiegel 41 hat bezogen auf die x-Achse in der x-z-Ebenen eine Neigungswinkel von 45º, während der Neigungswinkel des R-reflektierenden dichroitischen Spiegels 40 bezogen auf die x-Achse in der x-z-Ebenen kleiner als 45º ist.

Deshalb werden den einfallenden R-/G-/B-Lichtstrahlen nur die B-/G-Lichtstrahlen durch den R-reflektierenden dichroitischen Spiegel 40 durchgelassen und rechtwinklig durch den B-/G-reflektierenden dichroitischen Spiegel 41 in der positiven Richtung der y-Achse reflektiert, bevor durch den polarisierenden Strahlteiler 3 polarisiert werden, um die Flüssigkristalltafel 2, das horizontal in der x-z-Ebenen angeordnet ist, zu beleuchten.

Da, wie oben beschrieben (siehe Fig. 12A und 12B), die B-Lichtstrahlen unter einem vorgegebenen Neigungswinkel (bezogen auf die x-Achse in der x-z-Ebenen) verlaufen, haben sie auch einen vorgegebenen Neigungswinkel (bezogen auf die y-Achse in der x-z-Ebenen), nachdem sie durch den B-/G-reflektierenden dichroitischen Spiegel 41 reflektiert wurden, und sie beleuchten die Flüssigkristalltafel 2 mit gleichem Einfallswinkel (bezüglich der x-y-Achse). Andererseits werden die G- Lichtstrahlen rechtwinklig durch den B-/G-reflektierenden dichroitischen Spiegel 41 in der positiven Richtung der x-Achse reflektiert, bevor sie durch die polarisierenden Strahlteiler 3 polarisiert werden, um die Flüssigkristalltafel 2 senkrecht mit einem Einfallswinkel von 0º zu beleuchten.

Unterdessen werden die R-Lichtstrahlen durch den R- reflektierenden dichroitischen Spiegel 40, der oberhalb in Bezug auf dem B-/G-reflektierenden dichroitischen Spiegel 41 in der positiven Richtung der y-Achse in der beschriebenen Weise reflektiert, indem sie einen vorgegebenen Neigungswinkel bezogen auf die y-Achse in der y-z-Ebenen zeigen (siehe Fig. 12C), bevor sie von dem polarisierenden Strahlteiler 3 polarisiert werden, um die Flüssigkristalltafel 2 mit einem Einfallswinkel von 0º (in der y-z-Ebenen) zu beleuchten.

Wie oben beschrieben, werden die positionsgebundene Verschiebung und der Neigungswinkel des B-/G-reflektierenden dichroitischen Spiegels 41 vom R-reflektierenden dichroitischen Spiegel 40 so bestimmt, daß die Lichtstrahlen der drei Farben Rot, Grün und Blau sich auf der Flüssigkristalltafel 2 überschneiden, um sowohl das rote als auch das blaue und das grüne Licht zu veranlassen einen gleichen und identischen Bereich auf der Flüssigkristalltafel 2 zu überdecken.

Wie in den Fig. 13A bis 13C gezeigt, liegt die Grenzwellenlänge des B-/G-reflektierenden dichroitischen Spiegels 41 bei 570 nm und die des R-reflektierenden dichroitischen Spiegels 40 bei 600 nm, wodurch die orangen Lichtstrahlen vom optischen Weg nach der Übertragung durch den B-/G-reflektierenden dichroitischen Spiegel 41 nicht berücksichtigt werden, um einen optimalen Gleichgewicht der Farben zu erzeugen.

Wie im folgenden beschrieben, sind die Rot-, Grün- und Blau-Lichtstrahlen durch die Flüssigkristalltafel 2 reflexions- /polarisationsmoduliert, und sie werden an den polarisierenden Strahlteiler 3 zurückreflektiert, der sie umgekehrt in der positiven Richtung der x-Achse mit Hilfe der polarisierenden Strahlteiler-Oberfläche 3a reflektiert und sie veranlaßt, auf die Projektionslinse 1 aufzutreffen. Die Projektionslinse 1 vergrößert das auf der Flüssigkristalltafel 2 angezeigte Bild, bevor sie das Bild auf dem Bildschirm (hier nicht dargestellt) projiziert.

Da die R-, G- und B-Lichtstrahlen auf die Flüssigkristalltafel 2 mit unterschiedlichen Einfallwinkeln einfallen, zeigen die reflektierten R-, G- und B-Lichtstrahlen auch unterschiedliche Winkel. Deshalb muß die Projektionslinse 1 einen großen Durchmesser und eine große Öffnung haben, um sämtliche Strahlen aufzunehmen, ohne ein fehlendes Teil aufzuweisen. Es sei angemerkt, daß irgendein Einfallswinkel des Lichtstroms, der auf die Projektionslinse 1 einfällt, als Licht der Primärfarben korrigiert und parallel ausgerichtet wird, nachdem es zweimal die Mikrolinsen durchlaufen hat, um den Einfallswinkel auf die Flüssigkristalltafel 2 beizubehalten.

Mit einer Flüssigkristalltafel LP vom bekannten Transmissionstyp (siehe Fig. 24) andererseits breitet sich der aus der Flüssigkristalltafel LP austretende Lichtstrom wegen des Fokussierungseffekts des Mikrolinsenbereichs 16 teilweise aus, weshalb die Projektionslinse eine große numerische Apertur haben muß und entsprechend einen großen Durchmesser, um das Ausbreiten des Lichtstroms erfassen zu können.

In Fig. 24 bezeichnet das Bezugszeichen 16 einen Mikrolinsenbereich, in dem eine Anzahl von Mikrolinsen 16a in einem vorbestimmten Abstand angeordnet werden, und die Bezugszeichen 13 beziehungsweise 18 bezeichnen eine Flüssigkristallschicht beziehungsweise Bildpunkte der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau.

Die R-, G- und B-Lichtstrahlen werden hergestellt, um die Flüssigkristalltafel LP mit jeweiligen Einfallswinkeln, die jeweils unterschiedlich sind, zu beleuchten, so daß Lichtstrahlen unterschiedlicher Farben beziehungsweise durch die Bildpunkte 18 der zugehörigen Farben wegen des Fokussierungseffekts der Mikrolinsen 16a empfangen werden. Diese Anordnung macht die Verwendung von Farbfiltern überflüssig, und sie erzeugt eine Anzeigtafel, die Licht sehr effektiv nutzt. Deshalb kann eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die mit einer solchen Anzeigetafel ausgerüstet ist, klare und helle Farbbilder anzeigen, wenn es eine einzige Flüssigkristalltafel enthält.

Jedoch hat eine bekannte Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die eine Anzeigetafel enthält, die mit einem Mikrolinsenbereich, wie oben beschrieben, ausgestattet ist, den Nachteil, daß die Bildpunkte 18 der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau vergrößert sind und auf dem Bildschirm mit dem anzuzeigenden Bild projiziert werden, wobei eine Mosaikanordnung der Rot-, Grün- und Blau-Bildpunkte vom Betrachter klar zu sehen ist (wie in Fig. 25 gezeigt), wodurch das auf dem Bildschirm angezeigte Bild an Qualität verliert.

Hingegen zeigt der Lichtstrom, der in diesem Beispiel von Flüssigkristalltafel 2 kommt, nur eine relativ geringe Verbreiterung, wodurch ein klares und helles Bild auf den Bildschirm mit Hilfe einer Projektionslinse, die eine relativ geringe numerische Apertur hat, projiziert werden kann. Solch eine Projektionslinse zeigt natürlich geringe Abmessungen und die Mosaikanordnungen roter, grüner und blauer Bildpunkte können weit weniger sichtbar gemacht werden.

Es wird nun die Flüssigkristalltafel 2 dieses Beispiels weiter beschrieben. Fig. 15 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Flüssigkristalltafel 2 dieses Beispiels.

Bezugnehmend auf Fig. 15 enthält die Flüssigkristalltafel ein Mikrolinsensubstrat (Glassubstrat) 1, Mikrolinsen 22, ein Flachglas 23, eine durchsichtige gegenüberliegende Elektrode 24, eine Flüssigkristallschicht 25, Bildpunktelektroden 26, eine Aktiv-Matrixsteuerschaltung 27 und ein Halbleitersubstrat 28 aus Silizium. Die Mikrolinsen 22 werden an der Oberfläche des Glassubstrats 21 (Alkaliglas) mit Hilfe eines Ionenaustauschverfahrens mit einem doppelt so großen Abstand wie die der Bildpunktelektroden 26 gebildet, um eine zweidimensionalen Bereich zu zeigen, der auch als Mikrolinsenbereich bezeichnet wird.

Die Flüssigkristallschicht 25 wird durch einen ECB-artigen nematischen Flüssigkristall wie DAP oder HAN, der an eine Anzeigetafel vom Reflexionstyp angepaßt ist, und in einem Ausrichtungszustand mit Hilfe einer Ausrichtungsschicht (hier nicht dargestellt) gehalten wird. Die Bildpunktelektroden 26 bestehen aus Aluminium. Sie sind so ausgelegt, daß sie auch als entsprechend viele Reflektoren arbeiten können, da sie nach dem Strukturierungsverfahren einem chemisch-mechanischen Polierverfahren unterworfen wurden, um die Oberflächenbedingungen und ihr Reflexionsvermögen zu verbessern.

Die Aktiv-Matrixsteuerschaltung 27 ist auf dem Siliziumsubstrat 28 angeordnet. Sie enthält sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Steuerschaltung. Sie ist so ausgelegt, Videosignale der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau entsprechend auf die R-, G- und B-Bildpunktelektroden zu schreiben. Da die Bildpunktelektroden 26 keine Farbfilter enthalten, werden sie durch die Videosignale der Primärfarben als R-, G- und B-Bildpunkte unterschieden, die von der Aktiv- Matrixsteuerschaltung 27 geschrieben werden, so daß sie eine R-, G-, B-Bildpunktanordnung, wie im folgenden beschrieben wird, bilden.

Als erstes wird das G-Licht als Teil des Lichtes, das die Flüssigkristalltafel 2 beleuchtet, beschrieben. Wie weiter oben dargelegt, werden Grundstrahlen von G-Licht durch den polarisierenden Strahlteiler 3 polarisiert, bevor sie senkrecht auf die Flüssigkristalltafel 2 auftreffen. Es sei angemerkt, daß nur ein G-Lichtstrahl, der auf eine Mikrolinse 22a in Fig. 15 durch den Pfeil G (ein/aus) gezeigt wird, auftrifft.

Wie zu sehen ist, werden G-Lichtstrahlen, die auf die Mikrolinse 22a treffen, durch die Linse 22a fokussiert, und sie beleuchten die G-Bildpunktelektrode 26g, die aus Aluminium besteht, die die Strahlen reflektieren und sie derart steuern, daß sie wieder durch die gleiche Mikrolinse 22a treten und die Flüssigkristalltafel 2 verlassen. Da die G-Lichtstrahlen sich in umgekehrter Richtung durch die Flüssigkristallschicht 25 bewegen, werden sie durch die Wirkung des Flüssigkristalls moduliert. Dies geschieht aufgrund des elektrischen Feldes, das sich zwischen der G-Bildpunktelektrode 26g und der gegenüberliegenden Elektrode 24 bildet, und als anliegende Signalspannung wirkt, bevor die Strahlen zu dem polarisierenden Strahlteiler 3 zurückkehren. Die Menge des durch die polarisierende Strahlteileroberfläche 3a reflektierten und in Richtung der Projektionslinse 1 gelenkten Lichts verändert sich in Abhängigkeit vom Umfang der Modulation, wodurch ein Bild mit unterschiedlicher Lichtdichte und mit unterschiedlicher Gradation durch die Bildpunkte angezeigt werden wird.

R-Lichtstrahlen, die entlang der y-z-Ebenen schräg einfallen, werden durch den polarisierenden Strahlteiler 3 polarisiert, bevor sie auf die Mikrolinse 22b fallen, wie durch den Pfeil R (ein) in Fig. 15 angezeigt. Dann werden sie von der Mikrolinse 22b fokussiert, und sie beleuchten die R- Bildpunktelektrode 26r, die unterhalb der Mikrolinse 22b leicht links versetzt ist. Die Bildpunktelektrode 26r reflektiert die Strahlen und steuert sie derart, daß sie durch die benachbarte Mikrolinse 22a durchtritt, und die Flüssigkristalltafel 2 verläßt (R (aus)).

Die (polarisierten) R-Lichtstrahlen werden ebenfalls durch die Wirkung des Flüssigkristalls moduliert, aufgrund des elektrischen Feldes, das sich zwischen der G-Bildpunktelektrode 26g und der gegenüberliegenden Elektrode 24 bildet, als anliegende Signalspannung wirkt, bevor die Strahlen zu dem polarisierenden Strahlteiler 3 zurückkehren. Danach werden sie auf den Bildschirm als Teil des auszugebenden Bildes projiziert, in einer Weise, wie oben unter Bezugnahme auf die G- Lichtstrahlen beschrieben.

Obwohl die G-Lichtstrahlen auf die G-Bildpunktelektrode 26g und die R-Lichtstrahlen auf die Bildpunktelektrode 26r einfallen, scheint es nach Fig. 15, als würden die Strahlen interferieren. Dies rührt einfach daher, daß die Flüssigkristallschicht 25, bezogen auf ihre Dicke, nicht proportional vergrößert ist. In Wirklichkeit hat die Flüssigkristallschicht höchstens eine Dicke von 5 um, was sehr klein gegenüber dem Flachglas 23 ist, das eine Dicke zwischen 50 um und 100 um hat, und somit treten keine Interferenzen auf, unabhängig von der Größe der Bildpunkte.

Die Fig. 16A bis 16C zeigen, wie Farbtrennung und Farbsynthese zum Zweck der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden. Bei der Fig. 16A handelt es sich um einen Grundriß, der die obere Oberfläche der Flüssigkristalltafel 2 zeigt. Die Fig. 16B und 16C sind Querschnitte entlang der Linie 16B-16B (in x-Richtung) beziehungsweise entlang der Linie 16C-16C (in z-Richtung).

Es ist einzusehen, daß Fig. 16C zu Fig. 15 gehört, da sie in der y-z-Ebenen liegt und G- und R-Lichtstrahlen zeigt, die in die entsprechende Mikrolinse 22 eintreten beziehungsweise aus ihr austreten. Es kann auch erkannt werden, daß die G- Bildpunktelektroden unmittelbar unterhalb der entsprechenden Mikrolinse 22 als Primärbildpunktelektroden angeordnet sind, wohingegen die R-Bildpunktelektroden unmittelbar unterhalb der Grenzzone der Mikrolinsen 22 als Sekundärbildpunktelektroden angeordnet sind. Auf diese Weise wird der Einfallswinkel θ des R- Lichts bevorzugt so gewählt, daß der Tangens des Winkels θ gleich dem Verhältnis des Abstandes der Bildpunktanordnung zu dem Abstand zwischen dem Mikrolinsenbereich 22 und dem Bildpunktelektrodenbereich 26 ist.

Bild 16B wiederum ist ein Querschnitt der Flüssigkristalltafel längs der x-y-Ebenen. Es ist einzusehen, daß die B-Bildpunktelektroden, die Dreifachbildpunkte sind, alternativ mit den den G-Bildpunktelektroden wie im Fall der Fig. 16C angeordnet sind, worin die G-Bildpunktelektroden unmittelbar unterhalb der entsprechenden Mikrolinsen 22 angeordnet sind, wohingegen die B-Bildpunktelektroden unmittelbar unterhalb der entsprechenden Grenzzone der Mikrolinsen 22 als Dreifachbildpunkte angeordnet sind.

Da B-Lichtstrahlen, die die Flüssigkristalltafel 2 beleuchten, auf die Flüssigkristalltafel schräg einfallen (in der x-y-Ebenen), nachdem sie durch den polarisierenden Strahlteiler 3, wie oben beschrieben, polarisiert sind, werden die Strahlen, die von den Mikrolinsen 22 kommen an den entsprechenden B-Bildpunktelektroden reflektiert, und sie treten durch benachbarte Mikrolinsen aus, wie aus Fig. 16B bei Betrachten der x-Richtung gesehen werden kann. Die Modulationsart der Flüssigkristallschicht 25 auf den B- Bildpunktelektroden und die Projektionsart des B-Lichts der Flüssigkristalltafel 2 sind die gleichen wie oben bei dem G- und R-Licht beschrieben.

Die B-Bildpunktelektroden werden unmittelbar unterhalb der entsprechenden Grenzzone der Mikrolinsen 22 angeordnet, und deshalb wird der Einfallswinkel θ des B-Lichts bevorzugt so gewählt, daß der Tangens des Winkels θ gleich dem Verhältnis des Abstandes der Bildpunktanordnung (der G- und der B-Bildpunkte) zu dem Abstand zwischen dem Mikrolinsenbereich 22 und dem Bildpunktelektrodenbereich 26 ist.

Auf diese Weise werden in der Flüssigkristalltafel 2 dieses Beispiels die R-, G- und B-Bildpunkte in z-Richtung (erste Richtung) in der Folge RGRGRG und in x-Richtung (zweite Richtung) in der Folge BGBGBG angeordnet. Fig. 16A zeigt, wie dies aussieht, wenn von oben betrachtet wird.

Wie oben beschrieben, hat jeder der Bildpunkte eine Länge, die der halben Länge jeder der Mikrolinsen 22 in jeder Richtung entspricht, so daß die Bildpunkte in einem Abstand angeordnet sind, der gleich der Hälfte des Abstandes der Anordnung der Mikrolinsen 22 in den x- und den z-Richtungen ist. Von oben betrachtet, wird erkannt, daß die G-Bildpunkte unmittelbar unterhalb der Mitte der entsprechenden Mikrolinsen 22 angeordnet sind, während die R-Bildpunkte zwischen den entsprechenden G- Bildpunkten in z-Richtung und unmittelbar unterhalb der entsprechenden Grenzzone der Mikrolinsen angeordnet ist, und die B-Bildpunkte sind zwischen den entsprechenden G-Bildpunkten in x-Richtung und unmittelbar unterhalb der entsprechenden Grenzzone der Mikrolinsen angeordnet ist. Jede Mikrolinse hat eine Recheckform, deren Seitenlänge das Doppelte der entsprechenden Seitenlänge eines Bildpunktes beträgt.

Fig. 17 zeigt einen vergrößerten Teilgrundriß der Flüssigkristalltafel 2. Die Gitter der durchbrochenen Linien definieren in Fig. 17 Bildpunkteinheiten von R-, G- dun B- Bildpunkten zur Anzeige von Bildern.

Die Bildpunkteinheiten sind zweidimensional in einem vorgegebenen Abstand auf dem Substrat angeordnet, um einen Bildpunkteinheitsbereich zu bilden. Mit anderen Worten: wenn die R-, G- und B-Bildpunkte von der Aktiv-Matrixsteuerschaltung 27 von Fig. 15 angesteuert wird, werden die R-, G- und B-Bildpunkte jeder Bildpunkteinheit, die durch das Gitter von den unterbrochenen Linien 29 definiert ist, durch entsprechende R-, G- und B-Videosignale, die zum Standort der Bildpunkteinheit gehören, angesteuert.

Es sei eine Bildpunkteinheit betrachtet, die einen R-Bildpunktelektrode 26r, ein G-Bildpunktelektrode 26g und eine B-Bildpunktelektrode 26b enthält. Wie durch den Pfeil r1 angedeutet, wird die R-Bildpunktelektrode 26r durch R- Lichtstrahlen beleuchtet, die schräg einfallend von der Mikrolinse 22b kommt. Die R-Lichtstrahlen werden dann reflektiert, um über die Mikrolinse 22a auszutreten, wie durch Pfeil r2 angedeutet. Ähnlich wird die B-Bildpunktelektrode 26b durch B-Lichtstrahlen beleuchtet, die schräg einfallend von der Mikrolinse 22c kommen, wie durch Pfeil b1 angedeutet. Die B-Lichtstrahlen werden dann reflektiert, um über die Mikrolinse 22a auszutreten, wie durch Pfeil b2 angedeutet.

Die G-Bildpunktelektrode 26g wird andererseits durch G- Lichtstrahlen beleuchtet, die senkrecht von der Mikrolinse 22a (relativ zu der Fig. 21) kommen, wie durch Pfeil g12 angedeutet. Die G-Lichtstrahlen werden dann reflektiert, um über die Mikrolinse 22a senkrecht auszutreten.

Obwohl mit der Flüssigkristalltafel 2 dieses Beispiels, bei der Lichtstrahlen der Primärfarben in jede der entsprechenden Bildpunkteinheiten unter unterschiedlichen Einfallswinkeln auftreffen, verlassen sie die Bildpunkteinheit über die gleiche Mikrolinse (Mikrolinse 22a in dem oben beschriebenen Beispiel).

Fig. 18 zeigt, wie sämtliche Lichtstrahlen, die von der Flüssigkristalltafel 2 kommen, auf den Bildschirm 9 über den polarisierenden Strahlteiler 3 und die Projektionslinse 1 projiziert werden. Es wird hier die in Fig. 17 dargestellte Flüssigkristalltafel 2 verwendet. Wenn das optische System so eingestellt ist, daß ein Bild der Mikrolinsen 22 oder einem Nachbarbereich in der Flüssigkristalltafel 2 fokussiert wird und auf den Bildschirm 9 projiziert wird, werden die Lichtstrahlen, die von den R-, G- und B-Bildpunkten jeder Bildpunkteinheit emittiert werden, mit jeder anderen im entsprechenden Bereich des Gitters der Mikrolinsen 22 gemischt, um die Originalfarben, wie in Fig. 22 gezeigt, zu erzeugen.

In vorliegendem Beispiel wird eine Anzeigetafel verwendet, wie in Fig. 17 gezeigt, und die Ebene der Mikrolinsen 22 oder eines Nachbarbereichs bilden eine einander zugeordnete Beziehung mit dem Bildschirm, wodurch klare und helle Farbbilder auf dem Bildschirm angezeigt werden, ohne Mosaikanordnungen von R-, G- und B-Bildpunkten zu zeigen.

Fig. 19 zeigt ein Blockschaltbild des Steuerschaltungssystems der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom Projektionstyp des vorliegenden Beispiels.

Unter Bezugnahme auf Fig. 19 ist zu sehen: ein Treiber für die Flüssigkristalltafel 10 zur Erzeugung von R-, G- und B- Videosignalen zusammen mit Steuersignalen zur Ansteuerung der gegenüberliegenden Elektrode 24 und verschiedener Zeitsteuersignale, eine Schnittstelle 12 zur Decodierung von Videosignalen und Steuerübertragungssignalen, ein Decodierer 11 zur Decodierung von Standardvideosignalen von der Schnittstelle 12 in die primären Farbsignale Rot, Grün und Blau und zur Synchronisierung von Signalen, ein Vorschaltgerät 14 zur Ansteuerung einer Bogenlampe 8, um Licht auszustrahlen, und eine Stromversorgungsschaltung 15, um die Schaltungsblöcke mit Strom zu versorgen. Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Steuereinheit, die ein Bedienteil (hier nicht dargestellt) enthält, um den Betrieb der Schaltungsblöcke zu steuern.

Eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom Projektionstyp, wie oben beschrieben, kann klare und helle Bilder anzeigen, ohne die Mosaikanordnung der R-, G- und B-Bildpunkte zu zeigen.

Fig. 21 ist ein vergrößerter Querschnitt eines modifizierten Beispiels eines Flüssigkristalls nach der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel werden B-Bildpunkte unmittelbar unterhalb der Mitte der entsprechenden Mikrolinsen 22 als Primärfarbbildpunkte angeordnet, während G-Bildpunkte alternativ mit den B-Bildpunkten längs der seitlichen Richtung als Sekundärbildpunkte angeordnet werden, und R-Bildpunkte werden alternativ mit den B-Bildpunkten längs der vertikalen Richtung als Ternärbildpunkte angeordnet.

Mit solch einer Anordnung werden B-Lichtstrahlen hergestellt, um senkrecht auf eine entsprechende Bildpunkteinheit aufzutreffen, während R- und G-Lichtstrahlen so hergestellt werden, daß sie schräg auf die Bildpunkteinheit (in unterschiedlichen Richtungen mit gleichem Einfallswinkel) auffallen, wodurch die reflektierten Lichtstrahlen die Bildpunkteinheit über eine gleiche oder eine gemeinsame Mikrolinse verlassen. Als Folge ist das Gesamtergebnis genau das gleiche wie im vorangegangenen Beispiel. Alternativ kann das Beispiel so abgeändert werden, daß die R-Bildpunkte unmittelbar unterhalb der Mitte der entsprechenden Mikrolinsen 22 als Primärbildpunkte angeordnet werden, und die verbleibenden Bildpunkte alternierend und entsprechend längs der seitlichen und vertikalen Richtungen angeordnet werden.

Ausführungsbeispiel 3

Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten, indem man das Ausführungsbeispiel 2 modifiziert, wie im folgenden beschrieben wird.

Fig. 22 ist ein vergrößerter Querschnitt der Flüssigkristalltafel 20 dieses Beispiels, das einen Hauptbereich zeigt. Die Flüssigkristalltafel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel 2 darin, daß das Flachglas 23 für das gegenüberliegende Glassubstrat verwendet wird, und die Mikrolinsen 220 werden dadurch gebildet, daß auf das Flachglas ein thermoplastisches Harz mit Hilfe der sogenannten Reflow- Technik aufgebracht wird. Zusätzlich werden in den Nichtbildpunktbereichen Spaltendistanzhalter 251 angeordnet. Diese Abstandshalter werden aus photoempfindlichem Harz hergestellt und mit Hilfe der Photolithographie erzeugt.

Fig. 23A ist ein Teilgrundriß der Flüssigkristalltafel 20. Wie zu sehen ist, sind die Spaltendistanzhalter 251 in Nichtbildpunktbereichen angeordnet. Sie werden an den Ecken der Mikrolinsen 220 in einem vorgegebenen Abstand als eine Funktion der Bildpunktanordnungen angeordnet. Fig. 23B zeigt einen Querschnitt längs der Linie 23B-23B, der durch einen Spaltendistanzhalter 251 verläuft. Spaltendistanzhalter 251 werden bevorzugt in einem Abstand entsprechend 10 bis 100 Bildpunkten angeordnet, um eine Matrix von Abstandshaltern aufzuzeigen. Die Anordnung der Spaltendistanzhalter hat die Anforderung an die Flachheit des Flachglases 23 zu erfüllen und die der Spritzfähigkeit von Flüssigkristall, die unvereinbar mit dem Bereitstellen von Abstandshaltern ist.

Dei Einrichtung dieses Beispiels enthält zusätzlich eine Lichtabschirmungsschicht 221, die eine strukturierte Metallschicht ist, um jegliches Streulicht am Eintritt in das Innere durch die Grenzzonen der Mikrolinsen zu verhindern. Diese Anordnung kann tatsächlich verminderte Farbsättigung und verminderten Kontrast des projizierten Bildes aufgrund von Streulicht verhindern. Die Einrichtung dieses Beispiels, das eine Flüssigkristalltafel nach der vorliegenden Erfindung enthält, vermag klar aufgelöste und hochqualitative Bilder anzuzeigen.


Anspruch[de]

1. Substrat (1) für eine Matrix mit einem Bildpunktbereich (250), gebildet aus: Anordnen einer Vielzahl von Bildpunktanschlüssen (12) zu einer Matrix, Steuerschaltungsbereichen (260), um die Bildpunktanschlüsse mit elektrischen Signalen zu speisen, und aus Abdichtbereichen (270), wobei Zwischenräume, die die Bildpunktanschlüsse (12) voneinander trennen, mit Isolationsteilen eines Isoliermaterials (9) gefüllt sind, um eine kontinuierliche, die Bildpunktanschlüsse miteinander verbindende Oberfläche zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß Teile (18) des Materials der Bildpunktanschlüsse und Teile (12') des Materials (9) der Isolationsteile in Rillen zumindest entweder in den Steuerschaltungsbereichen (260) oder in den Abdichtbereichen (270) angeordnet sind, um dort eine kontinuierliche Oberfläche zu bilden.

2. Substrat für eine Matrix nach Anspruch 1, bei dem die Oberflächen der Bildpunktanschlüsse und der Isolationsteile bündig verlaufen, um eine kontinuierliche, ebene Oberfläche zu bilden.

3. Substrat für eine Matrix nach Anspruch 1, bei der die Oberflächen des Materials der Isolationsteile und des Materials der Bildpunktanschlüsse bündig verlaufen, um eine kontinuierliche, ebene Oberfläche zu bilden.

4. Substrat für eine Matrix nach Anspruch 2, bei dem sich die Oberflächen des Materials der Isolationsteile und des Materials der Bildpunktanschlüsse bündig verlaufen, um eine kontinuierliche, ebene Oberfläche zu bilden.

5. Substrat für eine Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Oberflächen der Bildpunktanschlüsse, der Isolationsteile, des Materials der Bildpunktanschlüsse und des Materials der Isolationsteile durch chemisch-mechanisches Polieren behandelt sind.

6. Substrat für eine Matrix nach Anspruch 1, bei dem unterhalb der Bildpunktanschlüsse eine Lichtabschirmungsschicht angeordnet ist.

7. Flüssigkristalleinrichtung, die ein Substrat für eine Matrix nach Anspruch 1 und des weiteren ein gegenüberliegendes Substrat (16) enthält, das dem Bildpunktbereich gegenüber angeordnet ist, sowie ein Flüssigkristallmaterial (14), das sich zwischen dem Bildpunktbereich und dem gegenüberliegenden Substrat befindet.

8. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 7, bei der die Oberflächen der Bildpunktanschlüsse und der Isolationsteile bündig verlaufen, um eine kontinuierliche, ebene Oberfläche zu bilden.

9. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 7, bei der die Oberfläche der Teile des Materials der Isolationsteile und der Teile des Materials der Bildpunktanschlüsse bündig verlaufen, um eine kontinuierliche, ebene Oberfläche zu bilden.

10. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 8, bei der die Oberflächen des Materials der Isolationsteile und des Materials der Bildpunktanschlüsse bündig verlaufen, um eine kontinuierliche, ebene Oberfläche zu bilden.

11. Flüssigkristalleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der die Oberflächen der Bildpunktanschlüsse, der Isolationsteile, des Materials der Bildpunktanschlüsse und des Materials der Isolationsteile durch chemisch-mechanisches Polieren behandelt sind.

12. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 7, bei der unterhalb der Bildpunktanschlüsse eine Lichtabschirmungsschicht angeordnet ist.

13. Anzeigevorrichtung, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 7.

14. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, die für die Flüssigkristalleinrichtung eine Flüssigkristalltafel vom Reflexionstyp verwendet, die das von einer Lichtquelle emittierte Licht aufbereitet, um die Flüssigkristalltafel zu beleuchten, und die das reflektierte Licht aufbereitet, um den Bildschirm mit einem optischen System zu beleuchten.

15. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Flüssigkristalltafel vom Reflexionstyp ausgestattet ist mit einer Bildpunktmatrix, die auf einem Substrat zweidimensional aus in vorgegebenem Rastermaß beabstandeten Bildpunktpaaren gebildet ist, wobei jedes Bildpunktpaar einen Bildpunkt der ersten Farbe und einen Bildpunkt der zweiten, aus den Bildpunkten der ersten, zweiten und dritten Farbe in einer ersten Richtung ausgewählten Farbe enthält, mit Bildpunktpaaren, die einen Bildpunkt der ersten Farbe und einen Bildpunkt der dritten Farbe enthalten, und zwar in einer zweiten Richtung, die von denen der ersten Richtung in der Weise abweichen, daß jeder Bildpunkt der ersten Farbe einem Bildpunktpaar der ersten und dritten Farbe gemeinsam ist, und mit einer Mikrolinsenanordnung, deren zweidimensional angeordnete Mikrolinsen in der ersten und zweiten Richtung in einem Rastermaß beabstandet sind, das zwei Bildpunkten der Bildpunktmatrix entspricht.

16. Verfahren zur Herstellung eines Substrats (1) für eine Matrix, das einen Bildpunktbereich (250), der aus einer Vielzahl von Bildpunktanschlüssen (12) zu einer Matrix gebildet ist, Steuerschaltungsbereiche (260), um die Bildpunktanschlüsse mit elektrischen Signalen zu speisen, und Abdichtbereiche (270) enthält, mit den Verfahrensschritten:

Bilden eines Halbleiterbauteilebereichs, der mit den Bildpunktanschlüssen (12) und mit den Steuerschaltungsbereichen (260) auf dem Substrat zur Bildung eines Substrats für eine Matrix zu verbinden ist, und anschließend Bilden einer Isolationsschicht auf den Halbleiterbauteilebereichen, den Steuerschaltungsbereichen (260) und den Bereichen (270) zur Bildung von Abdichtbereichen, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte

Herstellen von Strukturierungsrillen zum Bilden von Bildpunktanschlüssen (12) in der Isolationsschicht im Bildpunktbereich und Rillen (18'), die mit dem Material der Bildpunktanschlüsse zumindest in der Isolationsschicht bei den Steuerschaltungsbereichen (260) oder bei den Abdichtbereichen (270) zu füllen sind;

Auftragen des Materials der Bildpunktanschlüsse in zwei interschiedliche Rillenarten; und

Polieren der Oberfläche der aufgetragenen Schicht aus dem Material der Bildpunktanschlüsse, bis die Isolierschicht und das Material der Bildpunktanschlüsse (12) eine kontinuierliche, ebene Fläche bilden.

17. Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Matrix nach Anspruch 16, bei dem der Polierschritt chemischmechanisches Polieren einschließt.

18. Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Matrix nach Anspruch 16, bei dem der Arbeitsablauf zum Strukturieren der Isolationsschicht einen Ätzvorgang unter Verwendung von CF&sub4;/CHF&sub3;-Gas beinhaltet.

19. Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Matrix nach Anspruch 18, bei dem der Ätzvorgang bei einem Druck unterhalb 1,0 Torr erfolgt.

20. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 16, das des weiteren ein dem Bildpunktbereich gegenüberliegendes Substrat und ein zwischen dem Bildpunktbereich und dem gegenüberliegenden Substrat befindliches Flüssigkristallmaterial enthält.

21. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 20, bei dem der Verfahrensschritt des Polierens chemisch-mechanisches Polieren einschließt.

22. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 20, bei dem der Arbeitsablauf zum Strukturieren der Isolationsschicht einen Ätzvorgang unter Verwendung von CF&sub4;/CHF&sub3;-Gas beinhaltet.

23. Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Matrix nach Anspruch 20, bei dem der Ätzvorgang bei einem Druck unterhalb 1,0 Torr erfolgt.







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