DE3546124A1 - Verfahren zur herstellung einer farbtauglichen lcd-anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gat­ tung des Hauptanspruchs. In der DE-OS 32 37 323 wird be­ reits vorgeschlagen, Masken zur Maskierung von LCD-Anzeige­ vorrichtungen in das Innere der Anzeigezelle zu verlagern und als Maske eine farbige Fotoemulsion zu verwenden, die so belichtet wird, daß bestimmte Anzeigenbereiche in de­ finierter, nicht veränderlicher Farbe erscheinen. Es ist ferner bekannt, farbtaugliche LCD-Anzeigen nach dem Prinzip der additiven Farbmischung dadurch zu erzeugen, daß Farbschichten in die Flüssigkristallzelle integriert werden, wobei jeder Bildpunkt in drei Segmente unterteilt wird, die ihrerseits in drei Primärfarben, z. B. rot, grün und blau, eingefärbt sind. Diese Farbschichten wer­ den jedoch in einer Abfolge außerordentlich aufwendiger photolithographischer Prozesse in Schichtdicken um 0,5 µm aufgebracht, wobei jede Farbe in einem eigenen, aus mehreren Schritten bestehenden Arbeitsgang dadurch er­ zeugt wird, daß eine Fischleimschicht mit der jeweiligen Farbe eingefärbt wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor­ teil, daß die Farberzeugung in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen kann, daß die verwendeten Emulsionen eine gute Verträglichkeit mit herkömmlichen Flüssigkristallmateria­ lien aufweisen und daß die Emulsion eine Orientierungs- und Isolationsschicht überflüssig macht. Das Verfahren ist sehr einfach durchzuführen und die einzelnen Schritte des Verfahrens sind von der Herstellung von Farbfilmen her sehr wohl bekannt, da für das Verfahren herkömmliche Farb­ emulsionen verwendet werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. So ist es vorteilhaft, die Farbemulsionen auf die Innenseite des dem Betrachter zugekehrten Glassubstrates aufzubrin­ gen. Elektrooptische Effekte, die beispielsweise bei der Kreuzung von Leiterbahnen auftreten, sind dann vom Be­ trachter nicht wahrzunehmen. Auch Stützstellen fallen dann nicht auf. Es ist weiter vorteilhaft, wenn die Ge­ samtdicke der Farbemulsionen nicht dicker als 1 bis höchstens 2 µm ist, um die Ansteuerspannung möglichst gering zu halten.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine ver­ einfachte Darstellung eines Farbdisplays,

Fig. 2 die Struktur der Farbschicht in Ansicht und Schnitt und

Fig. 3 schließlich den Farbumfang des durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Farbdisplays in einem Farbdreieck im Vergleich zu einer Kathodenstrahlröhre (CRT) und einer mehrfarbigen Vakuumfluoreszenzanzeige (FVD).

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die LCD-Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 1 weist eine Front­ platte aus Glas 1 sowie eine rückwärtige Glasplatte 2 auf. Beide Glasplatten haben transparente Indiumzinnoxid-Elek­ troden, die in Streifen geätzt sind und wobei die Elektro­ den 3 auf der Frontplatte 1 die Spalten und die Elektroden 4 auf der rückwärtigen Platte 2 die Zeilen der späteren Farbmatrix darstellen. Auf den Spaltenelektroden 3 befin­ den sich die Farbemulsionen 5, in dem Hohlraum 6 das Flüs­ sigkristallmaterial; die Betrachtungsrichtung der Anzeige­ vorrichtung ist durch das Auge 7 angedeutet. Die beiden erforderlichen Polarisatoren auf den Außenseiten der bei­ den Glasplatten 1 und 2 sind nicht dargestellt.

Zur Herstellung der LCD-Anzeigevorrichtung werden zunächst die beiden Glasplatten 1 und 2 auf den Innenseiten mit einer leitfähigen Indiumzinnoxid-Schicht versehen und diese Schichten derart geätzt, daß im Falle der Platte 1 Spaltenelektroden 3 und im Falle der Glasplatte 2 Zeilen­ elektroden 4 entstehen, wobei die Breite dieser Elektroden der gewünschten Auflösung angepaßt wird; sie kann z. B. ca. 100 µm betragen. Auf die Oberfläche der Spaltenelektro­ den 3 wird sodann zunächst eine rotempfindliche, dann eine grünempfindliche und schließlich eine blauempfindliche Photoemulsion aufgebracht, wie dies von der Herstellung der Farbfilme her bekannt ist. Weisen die rot- und grün­ empfindlichen Schichten auch noch eine Blauempfindlich­ keit auf, so ist zwischen der blauempfindlichen und der grünempfindlichen Schicht noch eine Gelbfilterschicht auf­ zubringen. Jede Schicht weist eine Dicke von etwa 0,3 µm auf, so daß sich insgesamt eine Dicke von etwa 1 µm er­ gibt. Nach dem Trocknen der Farbemulsionen wird eine farbige Maske aufgelegt, bei welcher rote, grüne und blaue Quadrate von der gleichen Größe wie die Streifenbreite ein­ ander abwechseln. Durch diese Maske hindurch wird nun die Farbemulsion 5 mit weißem Licht belichtet und daran an­ schließend entwickelt, gebleicht und fixiert, so daß schließlich ein Farbraster entsteht, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Im unteren Teil der Fig. 2 ist die An­ zeigevorrichtung nochmals im Schnitt dargestellt, wobei gleiche Teile mit den gleichen Ziffern bezeichnet sind. Hier ist lediglich in dem Hohlraum 6 noch das Flüssig­ kristallmaterial 8 angedeutet. Im oberen Teil der Fig. 2 ist das entstandene Farbraster dargestellt, in dem die einzeln Flächenelemente mit den drei Buchstaben R, G und B bezeichnet sind, was rot, grün und blau bedeutet. Die Elek­ troden 2 und 4 sind nach oben bzw. nach links, mit 2′ und 4′ bezeichnet, über die gefärbte Fläche hinaus geführt und dienen als Anschlüsse für die elektrische Ansteuerung der Anzeigevorrichtung.

Das Ausführungsbeispiel wurde anhand eines Positivprozesses dargestellt, es kann in der gleichen Weise auch mit Negativ­ emulsionen durchgeführt werden, bei welcher die Maske dann in den Komplementärfarben ausgeführt sein muß.

Durch geeignete Ansteuermethoden, die nicht zur Erfindung gehören, ist es möglich, nach dem Prinzip der additiven Farbmischung für den Beobachter alle Farben zu erzeugen, die innerhalb der in Fig. 3 mit ausgezogenen Linien dar­ gestellten Dreiecksfläche liegen. Fig. 3 zeigt die Norm­ farbtafel in der üblichen Darstellung, und außer dem Farbumfang der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellten LCD-Anzeigevorrichtung sind zum Vergleich noch der Farbumfang einer Kathodenstrahlröhre (CRT) und einer mehrfarbigen Vakuumfluoreszenzanzeige (VFD) angegeben.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer farbtauglichen LCD- Anzeigevorrichtung mit einem dem Beobachter zugewandeten transparenten Trägermedium, auf dem transparente Elektro­ den angebracht sind, und Gegenelektroden, die auf einem geeigneten Träger aufgebracht sind, wobei der Zwischenraum zwischen den beiden Elektrodenebenen mit einer Flüssig­ kristallsubstanz gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 4) unter Bildung einzelner Strei­ fen geätzt werden, wobei die Streifen auf der einen Elektro­ de (3) senkrecht zu denen auf der anderen Elektrode (4) aus­ gerichtet sind, daß auf die Streifen der einen Elektrode (3) Farbemulsionen (5) aufgebracht werden, die je eine Empfind­ lichkeit für eine von drei Primärfarben aufweisen, und daß die Farbemulsionen (5) dann durch eine Maske, die eine ent­ sprechende Matrix der drei Primärfarben (Positivprozeß) oder ihrer Komplementärfarben (Negativprozeß) aufweist, hindurch mit weißem Licht belichtet und nach Entfernen der Maske entwickelt, gebleicht und fixiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbemulsionen (5) auf die Innenseite des dem Betrachter zugekehrten Glassubstrates (1) aufgebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als Primärfarben in den Emulsionen (5) die Farben rot, grün und blau verwendet werden und die Belichtung durch eine Maske mit den gleichen Primärfarben vorgenommen wird (Positivprozeß).

4. Verfahren nach Anspruch 1 der 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als Primärfarben in den Emulsionen (5) die Farben Cyan, Magenta und Gelb verwendet werden und die Belichtung durch eine Maske mit den Komplementärfarben vorgenommen wird (Negativprozeß).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbemulsionen (5) in einer ge­ samten Dicke von ca. 1 bis 2 µm aufgebracht werden.