DE3812030A1 - Fluessigkristallanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrich­ tung vom lichtdurchlässigen Typ, bei der eine das Licht un­ terbrechende Schwarzmaskenschicht ausgebildet ist.

Es ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Durch­ lässigkeitstyp mit negativer Anzeige bekannt, die außer am Anzeigemuster mit einer Maskenschicht überzogen ist, um den Durchgang des Lichtes durch einen Hintergrundbereich zu un­ terbrechen. Eine derartige Maskenschicht zum Unterbrechen des Lichtdurchgangs ist eine Schwarzmaskenschicht, die da­ durch ausgebildet ist, daß schwarze Farbe im Offset-Druckver­ fahren oder mit einem ähnlichen Verfahren aufgebracht wird.

Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung zeigt ein Beispiel einer derartigen Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer daran ausgebildeten Schwarzmaskenschicht. Die in Fig. 1 darge­ stellte Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 weist eine Flüs­ sigkristallzelle 2, zwei polarisierende Platten 3, die an den gegenüberliegenden Außenflächen der Flüssigkristallzelle 2 angeordnet sind, und ein Farbfilter 4 auf, das an einer der polarisierenden Platten 3 angeordnet ist. Die Flüssigkristall­ zelle 2 enthält ein oberes Glassubstrat 5, ein unteres Glas­ substrat 6 und eine Flüssigkristallschicht 7, die zwischen dem oberen und unteren Glassubstrat 5, 6 ausgebildet ist und luftdicht über nicht dargestellte Dichtungsbauelemente eingeschlossen ist. Eine gemeinsame Elektrode 9 ist an einer Innenfläche des oberen Glassubstrates 5 über eine Unter­ schicht 8 aus Siliziumcarbid ausgebildet und ein Orientie­ rungsfilm 10 ist an der Innenfläche der gemeinsamen Elektro­ de 9 ausgebildet. Eine Vielzahl von Segmentelektroden 12, die ein Anzeigemuster bilden, ist an einer Innenfläche des unteren Glassubstrats 6 über eine andere Unterschicht 11 aus Siliziumcarbid ausgebildet. Mehrere Schwarzmaskenschich­ ten 13, die einen Hintergrundbereich bilden, sind an den Stellen der Unterschicht 11 ausgebildet, an denen keine Segmentelektroden 12 ausgebildet sind. Die Schwarzmasken­ schichten 13 sind dadurch ausgebildet, daß schwarze Farbe im Offset-Druckverfahren oder einem ähnlichen Verfahren auf­ gebracht ist, wie es oben beschrieben wurde. Ein weiterer Orientierungsfilm 14 ist auf der Unterschicht 11 ausgebildet und überdeckt die Segmentelektroden 12 und die Schwarzmasken­ schichten 13. Flüssigkristallmaterial ist zwischen den Orien­ tierungsfilm 10 des oberen Glassubstrates 5 und den anderen Orientierungsfilm 14 des unteren Glassubstrates 6 eingefüllt, um eine Flüssigkristallschicht 7 zu bilden.

In der Flüssigkristallzelle 2 sind die polarisierenden Plat­ ten 3 an den Außenflächen des oberen Glassubstrates 5 und des unteren Glassubstrates 6 so aufgebracht, daß ihre Polarisa­ tionsachsen zusammenfallen und ist der Farbfilm oder das Farb­ filter 4 auf eine Außenfläche einer der polarisierenden Plat­ ten 3 neben dem unteren Glassubstrat 6 aufgebracht.

Dabei besteht eine Schwierigkeit insofern, als dann, wenn die Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem derartigen Aufbau wie es oben beschrieben wurde, hergestellt wird, das Ausschuß­ verhältnis aufgrund der elektrischen Verbindung zwischen der gemeinsamen Elektrode und einer Segmentelektrode relativ hoch ist und daher die Produktivität niedrig ist. Es wurden ver­ schiedene Untersuchungen bezüglich des Grundes dafür durchge­ führt, wobei es sich herausgestellt hat, daß der Hauptgrund darin besteht, daß aufgrund der Tatsache, daß die Kohlenstoff­ teilchen in der schwarzen Farbe, die die Schwarzmaskenschicht bildet, normalerweise einen Durchmesser von 0,4 bis 0,8 µm haben und daher relativ groß und nicht gleichförmig sind, sie dazu neigen, zusammenzuklumpen, wobei diese Kohlenstoffteil­ chenansammlungen an den Schwarzmaskenschichten 13 einen Vorsprung 15 bilden können, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, der sich bis zur gemeinsamen Elektrode 9 erstreckt und die gemeinsame Elektrode 9 und eine Segmentelektrode 12 kurzschließt.

Als Möglichkeit diese Vorsprünge 15 aufgrund einer Ansamm­ lung von Kohlenstoffteilchen zu entfernen, kann es empfehlens­ wert sein, die Oberflächen der Schwarzmaskenschichten 13 mit einer Rolle oder ähnlichem zu walzen, um die eine Silikon­ gummischicht gewickelt ist, um diese Vorsprünge 15 zu brechen. Es ist jedoch schwierig, diese Vorsprünge 15 zu brechen, da Kohlenstoff verglichen mit Silikongummi sehr hart ist. Dieses Brechen reicht daher nicht aus, um die Vorsprünge 15 so zu entfernen, daß eine elektrische Verbindung zwischen der gemeinsamen Elektrode 9 und der Segmentelektrode 12 ausgeschlossen ist.

Durch die Erfindung soll daher das Auftreten von Vorsprüngen in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung aufgrund einer Ansammlung oder Klumpenbildung der Kohlenstoffteilchen ver­ hindert werden, um eine mögliche elektrische Verbindung zwi­ schen der gemeinsamen Elektrode und einer Segmentelektrode der Flüssigkristallanzeigevorrichtung auszuschließen und da­ durch die Zuverlässigkeit der Flüssigkristallanzeigevorrich­ tung und die Produktivität bei der Herstellung einer Flüssig­ kristallanzeigevorrichtung zu erhöhen.

Dazu umfaßt die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigevor­ richtung eine Schwarzmaskenschicht, die aus einer Farbe be­ steht, deren Kohlenstoffteilchen einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,3 µm haben.

Bei einer derartigen Flüssigkristallanzeigevorrichtung haben die Kohlenstoffteilchen in der Farbe der Schwarzmaskenschicht somit einen relativ kleinen Durchmesser und eine im wesentli­ chen gleichförmige Größe. Das hat zur Folge, daß eine An­ sammlung und Klumpenbildung der Kohlenstoffteilchen zur Bildung eines Vorsprunges ausgeschlossen ist und eine elek­ trische Verbindung zwischen der gemeinsamen Elektrode und einer Segmentelektrode vermieden werden kann.

Der Grund dafür, warum der Durchmesser der Kohlenstoffteil­ chen aus dem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,3 µm gewählt ist, besteht darin, daß bei einer Überschreitung von 0,3 µm die Ansammlung oder Klumpenbildung der Kohlenstoffteilchen nicht mehr in ausreichendem Maße verhindert werden kann, so daß eine gewisse Wahrscheinlichkeit besteht, daß Vorsprünge aus Kohlenstoff auftreten, und dann, wenn der Durchmesser kleiner als 0,1 µm ist, es technisch schwierig wird, Kohlen­ stoffmaterial mit einer derartigen Teilchengröße zu erzeugen, und die Verwendung eines solchen Kohlenstoffmaterials die Kosten der Flüssigkristallanzeigevorrichtung erhöhen wird.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein be­ sonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Querschnittsansicht den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels der erfin­ dungsgemäßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung und

Fig. 2 in einer ähnlichen Ansicht die Darstellung der Vorsprünge, die durch eine Ansammlung oder eine Klumpenbildung der Kohlenstoffteilchen in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung hervorgerufen werden.

Es wurden erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigevorrichtungen A und B und zum Vergleich eine Flüssigkristallanzeigevorrich­ tung C hergestellt. Dabei hatten die Flüssigkristallanzeige­ vorrichtungen A, B und C gemeinsam den in Fig. 1 dargestell­ ten Aufbau, wobei der einzige Unterschied in dem Durchmesser der Kohlenstoffteilchen in der schwarzen Farbe bestand, aus der die Schwarzmaskenschichten 13 gebildet sind.

Die Flüssigkristallanzeigevorrichtungen A, B und C verwenden insbesondere Kohlenstoffmaterialien, deren Teilchen im we­ sentlichen einen gleichförmigen Durchmesser von etwa 0,1 µm, von etwa 0,3 µm und von 0,5 µm jeweils haben. Die benutzten schwarzen Farben, die derartiges Kohlenstoffmaterial verwen­ den, bestehen aus einem Gemisch von gleichförmig dispergier­ ten 15 bis 18 Gew.% derartiger Kohlenstoffmaterialien, 50 bis 60 Gew.% Alkydharzfirnis oder- lack, 10 bis 15 Gew.% Öl-Kohlenwasserstoffen mit einem Siedepunkt von 300 bis 340°C, 1 bis 1,5 Gew.% eines Trocknungsmittels und 0,5 Gew.% eines Trocknungsverzögerungsmittels.

Schwarzmasken 13 aus jeder der schwarzen Farben, die Kohlen­ stoffmaterialien mit derartigen Teilchengrößen enthalten, wie es oben beschrieben wurde, wurden dadurch ausgebildet, daß die schwarze Farbe im Offset-Druckverfahren für die Flüssig­ kristallanzeigevorrichtungen A, B oder C über eine Unter­ schicht 11 auf eine Innenfläche eines unteren Glassubstrates 6 mit Segmentelektroden 12 aufgebracht wurde, die vorher aus­ gebildet wurden, und dann die schwarze Farbe bei einer Tem­ peratur von etwa 160°C eine Stunde lang erwärmt wurde, um die schwarze Farbe zu trocknen. In diesem Fall wurden Schwarz­ maskenschichten 13 mit einer Stärke von 0,5 bis 3 µm ausge­ bildet.

Die Oberflächen der Schwarzmaskenschichten der Flüssigkristall­ anzeigevorrichtungen A, B und C, die unter Verwendung von Kohlenstoffmaterialien mit verschiedener Teilchengröße aus­ gebildet wurden, wurden an elektronenmikrospischen Fotogra­ fien oder ähnlichen Fotografien betrachtet. Diese Betrachtun­ gen zeigten, daß die Flüssigkristallanzeigevorrichtungen A und B, bei denen die Kohlenstoffteilchengröße etwa 0,1 µm und etwa 0,3 µm jeweils betrug, keine beobachtbaren Vor­ sprünge zeigten, die durch eine Ansammlung oder eine Klum­ penbildung der Kohlenstoffteilchen hervorgerufen ist, wäh­ rend die Flüssigkristallanzeigevorrichtung C, bei der die Kohlenstoffteilchengröße etwa 0,5 µm betrug, beobachtbare Vorsprünge zeigte, die um etwa 5,5 bis 9,5 µm von der Ober­ fläche der Schwarzmaskenschichten vorstanden.

Es sei darauf hingewiesen, daß zwar bei dem in Fig. 1 dar­ gestellten Ausführungsbeispiel die Schwarzmaskenschichten 13 auf dem unteren Glassubstrat 6 ausgebildet sind, auf dem auch die Segmentelektroden 12 vorgesehen sind, daß jedoch derartige Schwarzmaskenschichten auch auf der gemeinsamen Elektrode 9 des oberen Glassubstrates 5 ausgebildet sein können. Im zuletzt genannten Fall sind die Schwarzmasken­ schichten so angeordnet, daß sie einen Hintergrundbereich relativ zum Anzeigemuster liefern, das durch die Segment­ elektroden 12 gebildet wird.

Aus dem obigen ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine Schwarzmaskenschicht umfaßt, die aus einer Farbe besteht, deren Kohlenstoffteil­ chen einen Durchmesser haben, der im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,3 µm liegt. Dementsprechend haben die Kohlenstoff­ teilchen der Farbe einen kleinen und im wesentlichen gleich­ mäßigen Durchmesser oder eine kleine oder im wesentlichen gleichmäßige Größe, so daß folglich eine Ansammlung und Klumpenbildung der Kohlenstoffteilchen verhindert ist und keine Vorsprünge auf der Oberfläche der Schwarzmaskenschich­ ten auftreten. Das hat zur Folge, daß eine elektrische Ver­ bindung zwischen der gemeinsamen Elektrode und einer Seg­ mentelektrode vermieden wird, was einen Ausschuß an Flüs­ sigkristallanzeigevorrichtungsprodukten aufgrund einer sol­ chen elektrischen Verbindung verhindert. Es ergibt sich somit eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der Flüssigkristall­ anzeigevorrichtung und der Produktivität bei der Herstel­ lung derartiger Flüssigkristallanzeigevorrichtungen.

Claims (1)

1. Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Schwarz­ maskenschicht, die auf einer Innenfläche eines Substrates ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffteilchen der Farbe, die die Schwarz­ maskenschicht bildet, einen Durchmesser haben, der im Be­ reich von etwa 0,1 bis etwa 0,3 µm liegt.