ЭЛЕМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМ ЭКРАНОМ Российский патент 1995 года по МПК G02F1/136 

Изобретение относится к индикаторной технике, в частности к жидкокристаллическим экранам (ЖКЭ), и может быть использовано в системах отображения информации (картографии, вычислительной технике) и телевидении.

Известен элемент управления ЖКЭ, формируемый на стеклянной подложке и содержащий два встречно-включенных диода Шоттки на основе аморфного кремния [1].

Указанный элемент управления ЖКЭ содержит полупроводниковый слой легированного аморфного кремния, полупроводниковый слой нелегированного аморфного кремния, металлические контакты Шоттки, изолирующий слой и слой прозрачного материала для формирования индикаторного электрода.

Наиболее близкой по технической сущности является конструкция элемента управления ЖКЭ, описанная в [2]. Указанный элемент управления ЖКЭ на основе двух встречно-включенных диодов Шоттки содержит стеклянную подложку, нанесенный на нее первый проводящий слой прозрачного материала для формирования индикаторного электрода, металлические контакты Шоттки, полупроводниковый слой нелегированного аморфного кремния, полупроводниковый слой легированного аморфного кремния и второй проводящий слой, служащий для снижения сопротивления слоя легированного аморфного кремния, а также для экранирования от света слоев аморфного кремния, очень чувствительных к освещению.

Основные недостатки описанной конструкции связаны с наличием в ней слоя легированного аморфного кремния. Во-первых, сопротивление этого слоя настолько велико, что уровень рабочих токов элемента управления ЖКЭ ограничен, вследствие чего снижается быстродействие ЖКЭ. Во-вторых, аморфный кремний обладает значительной светочувствительностью, что отрицательно сказывается на характеристиках элемента управления ЖКЭ, вызывая их ухудшение (уровень рабочего тока при засветке может возрастать ≈ на 2 порядка). В-третьих, получение легированных слоев связано с применением фосфина или диборана, веществ экологически вредных.

Цель изобретения - повышение быстродействия элемента управления ЖКЭ путем увеличения уровня его рабочего тока и снижение его светочувствительности.

В соответствии с изобретением элемент управления ЖКЭ содержит подложку, размещенные на ней прозрачный проводящий отображающий электрод и металлический адресный электрод, а также полупроводниковый слой нелегированного аморфного кремния и металлические контакты Шоттки, образующие два встречно-включенных диода, и светозащитный металлический слой. В предложенном элементе управления ЖКЭ на часть отображающего электрода и подложку нанесен слой из металла, идентичного металлу, из которого выполнен адресный электрод, слой металла и адресный электрод частично перекрыты с разрывом на подложке слоем нелегированного аморфного кремния с образованием квазиомических контактов, а светозащитный слой, образующий контакты Шоттки со слоем нелегированного аморфного кремния, размещен на подложке между участками слоя нелегированного аморфного кремния и выполнен в виде общего электрода Шоттки. Кроме того, в предложенном элементе управления ЖКЭ адресный электрод выполнен из титана, а светозащитный слой - из хрома.

На фиг.1 представлен элемент управления ячейки ЖКЭ, общий вид; на фиг.2 представлен элемент управления в разрезе.

Элемент управления ЖКЭ формируется на стеклянной подложке 1 и содержит прозрачный проводящий отображающий электрод 2, например из In₂O₃, металлический адресный электрод и слой металла на отображающем электроде 3, выполненные из титана и образующиеся квазиомический контакт со слоем 4 нелегированного аморфного кремния. Слой 4 нелегированного аморфного кремния частично перекрывает площадки 3 из титана с разрывом на подложке 1. Светозащитный слой 5 выполнен из хрома и образует контакты Шоттки со слоем 4 нелегированного аморфного кремния и расположен на подложке 1 между участками слоя 4 нелегированного аморфного кремния в виде общего электрода Шоттки.

Устройство работает следующим образом.

На фиг.2 Д₁ и Д₂-диоды Шоттки, создаваемые контактом площадок аморфного кремния со слоем 5 металла. Система двух встречно-включенных диодов работает на обратных ветвях ВАХ диодов, т.е. в режиме пробоя. Когда на диод Д₁ подано напряжение, соответствующее уровню рабочего тока, диод Д₂, включенный в прямом направлении, пропустит этот ток, и емкость ЖК-промежутка накопит заряд на своих обкладках - информация записана. Смена полярности напряжения (условие работы ЖК-индикатора) приведет к первоначальному прохождению ВАХ диода Д₂, обкладки ЖК-конденсатора поменяют знак. В матрице ЖК-экрана отображение информации осуществляется методом наложения соответствующих напряжений сканирования, подаваемых на строки и столбцы. При попадании коммутирующих импульсов на строку матрицы (развертки) все диоды строки окажутся подготовленными к прохождению через них видеоимпульсов, заряжающих емкость ЖК-промежутка. Видеосигнал соответствующей амплитуды подается на строки, а выборка нужного элемента в столбце осуществляется подбором уровня сигнала, обеспечивающего рабочую точку на ВАХ диодов, включающего диод Д₁, происходит зарядка емкости ЖК-промежутка, т.е. включение ЖК-ячейки. Изменение суммарного сигнала приведет к разрядке С_ЖК - отключению ячейки.

Использование заявляемой конструкции элемента управления ЖКЭ обеспечивает по сравнению с известными конструкциями следующие преимущества: повышение быстродействия ЖКЭ за счет увеличения уровня рабочего тока элемента управления; снижение светочувствительности элемента управления за счет использования металлического электрода, закрывающего рабочую поверхность диодов; повышение безопасности труда за счет исключения из технологии изготовления ЖКЭ экологически вредной операции нанесения слоя легированного фосфором или бором аморфного кремния. Преимущества заявленной конструкции элемента управления ЖКЭ позволяют использовать ее при создании крупноформатных индикаторных устройств.

Сущность изобретения: на подложке размещены отображающий электрод из титана и металлический адресный электрод, например из титана. На отображающий электрод нанесен слой металла, например титана. Слой нелегированного аморфного кремния перекрывает площадки из металла с образованием квазиомических контактов. Светозащитный слой размещен на подложке между участками слоя нелегированного аморфного кремния, образует контакты Шоттки со слоем нелегированного аморфного кремния и выполнен в виде общего электрода Шоттки. Светозащитный слой может быть выполнен из хрома. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ЭЛЕМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМ ЭКРАНОМ, содержащий подложку, размещенные на ней прозрачный проводящий отображающий электрод и металлический адресный электрод, а также полупроводниковый слой нелегированного аморфного кремния и металлические контакты Шоттки, образующие два встречно включенных диода, и светозащитный металлический слой, отличающийся тем, что на часть отображающего электрода и подложку нанесен слой из металла, идентичного металлу, из которого выполнен адресный электрод, слой металла и адресный электрод частично перекрыты с разрывом на подложке слоем нелегированного аморфного кремния с образованием квазиомических контактов, а светозащитный слой, образующий контакты Шоттки со слоем нелегированного аморфного кремния, размещен на подложке между участками слоя нелегированного аморфного кремния и выполнен в виде общего электрода Шоттки. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что адресный электрод выполнен из титана, а светозащитный слой - из хрома.