DE69018157T2

DE69018157T2 - Dünnfilmtransistor-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit optischen Interferenz-Farbfiltern.

Info

Publication number: DE69018157T2
Application number: DE69018157T
Authority: DE
Inventors: Jack Alvin Dickerson; Neil Myron Poley
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1995-09-28
Anticipated expiration: 2010-06-20
Also published as: EP0412921A3; DE69018157D1; EP0412921B1; JPH0372322A; EP0412921A2; US5058997A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Flüssigkristall-Anzeigen und spezieller auf eine Dünnschichttransistor-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung sowie auf das Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung.
Die Technologie für Dünnschichttransistor-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen (TFT-LCD) wurde als Nachfolgerin der Kathodenstrahlröhren-Technologie für Farbanzeige-Computerterminals entwickelt. Flüssigkristallanzeigen mit einer gegebenen Anzeigebildschirmfläche nehmen ein kleineres Volumen ein als Kathodenstrahlröhrengeräte mit der gleichen Bildschirmfläche. Dies wird als kommerziell bedeutsam erachtet, da die kleinere Flüssigkristallanzeige eine kleinere Standfläche besitzt. Das heißt, sie nimmt auf dem Tisch oder Terminalstandplatz eines Benutzers eine geringere Fläche ein. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen können auch einen geringeren Strombedarf als entsprechende Kathodenstrahlröhrengeräte haben. Das liegt daran, daß die Betriebsspannungen von Flüssigkristallanzeigen beträchtlich niedriger als die Betriebsspannungen von Kathodenstrahlröhrengeräten sind. Diese Charakteristika sind nicht nur für Computerterminals sondern auch für Fernsehgeräte, für Videoanzeigen und eine Vielzahl weiterer elektronischer Einrichtungen wünschenswert.
Wenngleich verschiedene Typen von farbigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen existieren, beinhalten derartige Vorrichtungen im allgemeinen zwei voneinander beabstandete Platten, die einen abgeschlossenen, mit einem Flüssigkristall-Anzeigematerial gefüllten Hohlraum festlegen. Innerhalb des festgelegten Hohlraumes ist auf einer der Glasplatten eine gemeinsame transparente Elektrode ausgebildet. Ebenfalls innerhalb des festgelegten Hohlraumes sind einzelne Elektroden auf der anderen Glasplatte ausgebildet. Jede der einzelnen Elektroden nimmt ein Oberflächengebiet ein, das dem Gebiet eines oder eines Teils eines Bildelementes oder Pixels entspricht. Jedes Pixel ist zu klein, um einfach ohne Hilfsmittel vom menschlichen Auge gesehen werden zu können. Wenn die Vorrichtung Farbfähigkeiten aufweisen soll, muß sie auch Farbfilter mit roten, grünen und blauen Farbgebieten aufweisen. Jedes Farbgebiet ist bezüglich einer der Elektroden ausgerichtet. Jeder Satz von roten, grünen und blauen Farbgebieten ist in einer Dreiergruppe, sich wiederholenden Streifen oder anderen konsistenten Mustern innerhalb des Pixels gruppiert.
Bei typischen Flüssigkristallanzeigen (LCDs), kann jede der einzelnen Elektroden mittels eines Dünnschichttransistors adressiert werden. In Abhängigkeit von dem anzuzeigenden Bild werden eine oder mehrere der Pixelelektroden während des Anzeigevorgangs so erregt, daß es ermöglicht wird, alles Licht, kein Licht oder einen Teil des Lichtes durch das zu jener Pixelelektrode gehörende Farbfiltergebiet zu transmittieren. Das von dem Benutzer wahrgenommene Bild ist eine Mischung von Farben, die durch die Transmission von Licht durch benachbarte Farbfiltergebiete gebildet wird.
Die Anzeige kann mit einer Hintergrundbeleuchtung versehen sein, indem eine Lichtquelle auf der entgegengesetzten Seite der Anzeige entfernt vom Betrachter angeordnet ist. Alternativ kann die Anzeige eine reflektierende Schicht an ihrer Rückseite beinhalten und auf der Lichtquelle beruhen, die sich auf der gleichen Seite der Anzeige wie der Betrachter befindet.
Es wurden Farbfilter zur Verwendung bei derartigen Vorrichtungen unter Verwendung einer Anzahl verschiedener Methoden hergestellt. Eine Methode bestand darin, einen lichtsensitiven, haftenden Film auf die Glasplatte aufzuschleudern oder aufzubringen. Der Film wird dann in drei aufeinanderfolgenden Schritten strukturiert. Während jedes Schrittes wird ein Farbstoff einer bestimmten Farbe auf vorgegebene Bereiche des Films aufgebracht.
Gemäß einer anderen Methode werden organische Pigmente durch ein Vakuumaufdampfverfahren aufgebracht. Diese Pigmente werden dann durch herkömmliche Lift-off-Techniken strukturiert. Gemäß noch einer weiteren Methode wird ein gefärbtes und strukturiertes, unter mechanische Spannung gesetztes Filmmaterial verwendet, um ein internes Farbpolarisationsfilter zu erzeugen.
Jede dieser Methoden weist bestimmte Nachteile auf. Die meisten umfassen Polymerdepositions- und Photostrukturierungstechniken, die vergleichsweise teuer und nur schwer mit der notwendigen Genauigkeit durchzuführen sind. Dies trifft insbesondere zu, wenn die Vorrichtungen auf einer Volumenbasis hergestellt werden. Außerdem erzeugt jede einen Farbfilterfilm, der sich zwischen der transparenten gemeinsamen Elektrode und den einzeln adressierbaren Pixelelektroden (was als Zwischenraum der Vorrichtung bezeichnet wird) befindet. Um die optische Dichte (oder Farbintensität) von Farbfiltern, die durch die oben beschriebenen Methoden hergestellt wurden, zu erhöhen, kann die Dicke des Farbfilterfilmes vergrößert werden. Eine Erhöhung der Filterfilmdicke vergrößert jedoch auch den Abstand zwischen der transparenten gemeinsamen Elektrode und den einzeln adressierbaren Pixelelektroden. Der vergrößerte Abstand verursacht eine stärkere Ungleichmäßigkeit des Zwischenraums und der zugehörigen LCD- Dicke, was zu ungleichmäßigen elektrischen Eigenschaften der LCD führt.
Eines der Hauptprobleme bei den oben beschriebenen Methoden besteht in der Schwierigkeit, die Ausrichtung oder Justierung zwischen den Pixelelektroden und den Farbbereichen in der Farbfilterschicht aufrechtzuerhalten. Die Farbfilter des Standes der Technik bestehen aus organischen Materialien, die eine Verarbeitung auf der Glasplatte selbst erfordern. Die organischen Materialien sind bei hohen Temperaturen nicht stabil. Das bedeutet, daß die Dünnschichttransistoren (TFT) vor oder getrennt von der Farbfilmdeposition gebildet werden müssen. In jedem Fall treten Fehljustierungsprobleme auf, da, wenn die zwei Filme getrennt hergestellt und dann zusammengebracht werden, der Fehler beim Anfügen der Transistoren an die Filter groß im Vergleich zu der Pixelgröße sein kann. Außerdem muß, wenn der TFT vor dem Farbfilm gefertigt wird, der Farbfilm auf das Pixel aufgedruckt und gefärbt werden, so daß die Farbfilmposition die durch den TFT aktivierte Lichttransmission kompensiert. Eine Erzeugung des TFTs vor dem Farbfilter oder eine von dem Farbfilter getrennte Erzeugung verschlimmert aufgrund der organischen Natur des Filters die bereits schwierigen Probleme bezüglich der Ausrichtung.
Noch eine weitere Methode zur Herstellung von TFT-LCDs verwendet photosensitive Emulsionsschichten. Eine Flüssigkristall-Blendenvorrichtung wird dazu verwendet, sequentiell vorgegebene Gebiete der photosensitiven Emulsionsschichten zu belichten, während die Schichten mit Licht bestrahlt werden, das die bestimmte Farbe aufweist. Es werden drei verschieden gefärbte Bereiche durch sequentielles Erregen von drei verschiedenen Gruppen von Pixelelektroden durch die zugehörigen Dünnschichttransistoren erzeugt. Die in der photosensitiven Emulsionsschicht erzeugten latenten Bilder werden entwickelt, und der Film wird auf einen Glasträger laminiert, um ein mehrfarbiges Filter zu bilden.
Wenngleich die Verwendung von photosensitiven Emulsionsschichten die Probleme hinsichtlich Ausrichtung oder Justierung vereinfacht, bleiben dabei dennoch die Nachteile einiger der anderen, früher erörterten Methoden bestehen. Es sind Mehrfachbelichtungsvorgänge mit verschiedenen Farben des Lichts zusammen mit einem Schritt zum Laminieren photosensitiver Emulsionsschichten auf einen Glasträger erforderlich. Die Anzahl von Schritten und die relative Komplexität jener Schritte muß sich in den Produktionskosten widerspiegeln.
EP-A-2-296-429 offenbart eine Erfindung, die sich auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bezieht, welche ein Farbfilterschicht-Abziehbild verwendet, bei welchem eine Farbfilterschicht für ein Dünnschichttransistorbauelement vorgesehen ist. Diese Erfindung führt zwei Vorrichtungen aus, wobei in jeder von ihnen die zu den Pixelelektroden gehörigen Filterelemente durch Aufbringen eines farbigen Glasfrittenmaterials gebildet werden, das auf eine der die Flüssigkristallzelle festlegenden Glasplatten aufgeschmolzen wird.
Das US-Patent 4 775 549 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung einer Trägerstruktur für ein großflächiges Anzeigefeld. Dieses Dokument beschreibt die Herstellung einer Trägers mit aktiver Matrix in Kombination mit der Deposition anorganischer Filter, wenn der zu erzielende Gegenstand eine Farbanzeige ist.
Ein weiteres Dokument, JP-A-63-146-019 (Band 12, Nummer 408, 28. Oktober 1988), beschäftigt sich mit einem farbigen Flüssigkristall-Anzeigeelement, bei dem ein Farbfilter eines aus anorganischen Mehrschichtfilmen bestehenden Interferenzfilters ausgeführt wird.
Die Aufgabe der beanspruchten Erfindung besteht darin, eine Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeige mit verbesserten Farbanzeigefähigkeiten bereitzustellen. Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, eine farbige TFT-LCD-Vorrichtung mit einer größeren optischen Dichte und niedrigerem Spannungsbedarf als bislang erzielt durch erhöhte Justierungsgenauigkeit zwischen den Farbfiltern und den Pixelelektroden zu schaffen.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine farbige TFT-LCD-Vorrichtung mit einer verbesserten Justierungsgenauigkeit zwischen den Farbfiltern und den Pixelelektroden durch Justieren der Pixelelektroden direkt auf die Farbfilter bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer TFT-LCD-Vorrichtung mit Farbfähigkeit bereitzustellen, bei dem Interferenzfilm-Farbfilter auf eine transparente Platte der TFT-LCD laminiert werden.
Ein Verfahren zum Herstellen einer farbigen Matrix-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer ersten und einer zweiten transparenten Platte, welche eine Flüssigkristallzelle festlegen, und einer Mehrzahl von Interferenzfilterelementen, die jeweils zu einem entsprechenden Pixelelement gehören, beinhaltet folgende Schritte:
Beschichten jedes einer Mehrzahl von Trägern mit einer wieder ablösbaren Schicht;
Aufbringen einer Mehrzahl von anorganischen Dünnfilmmaterialien auf den wieder ablösbaren Schichten jedes Trägers, um jeweilige Trägereinheiten zu bilden, die jeweils ein Interferenzfilter mit einer verschiedenen Farbe aufweisen;
Aufdrucken eines Musters aus einem Klebemittel entsprechend dem zu bildenden Muster von Filterelementen einer festgelegten Farbe auf der ersten transparenten Platte;
Laminieren der Trägereinheit, die der festgelegten Farbe entspricht, an die transparente Platte, so daß das Interferenzfilter mit dem Klebemittelmuster in Kontakt tritt;
Entfernen des Trägers von der transparenten Platte, so daß sich der Träger von dem Interferenzfilter nur in den Gebieten ablöst, in denen das Interferenzfilter mit dem Klebemittelmuster in Kontakt ist, wodurch sich ein zu der Farbe gehöriges Muster von Farbfiltern ergibt; und
Wiederholen der Aufdruck-, Laminierungs- und Entfernungsschritte mit jedem der Muster entsprechend wenigstens zwei zusätzlichen Farben.
Details der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden durch die folgende technische Beschreibung beim Lesen derselben in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leichter erkannt werden, in denen:
Figur 1 ein Teilquerschnitt einer bevorzugten Ausführungsform einer Dünnschichttransistor-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist, die gemäß der vorliegenden Erfindung gefertigt wurde;
Figur 2 ein Teilquerschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Dünnschichttransistor-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist, die gemäß der vorliegenden Erfindung gefertigt wurde;
Figur 3 eine Blockdarstellung spezieller Schritte ist, die bei der Herstellung der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung erforderlich sind;
Figur 4 eine Blockdarstellung von Schritten ist, die bei der Erzeugung der Farbfilterschicht für die offenbarten Vorrichtungen durchgeführt werden;
Figur 5 eine Blockdarstellung spezieller Schritte ist, die bei der Herstellung der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung erforderlich sind.
Figur 1 ist ein Teilquerschnitt einer Dünnschichttransistor- Flüssigkristallanzeige, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Die Anzeige beinhaltet zwei transparente Platten, 10 und 12, die typischerweise als Glasplatten realisiert sind, ein Polarisationsfilter 14, eine transparente gemeinsame Elektrode 18 und eine Mehrzahl von einzeln adressierbaren Pixelelektroden 20A, 20B, 20C etc.. Die Pixelelektroden können über zugehörige Dünnschichttransistoren 22A, 22B, 22C etc. einzeln adressiert oder erregt werden. Die Pixelelektroden und Dünnschichttransistoren sind direkt auf der Filterschicht mit Farbelementen 15A, 15B und 15C aufgebracht, deren Details weiter unten angegeben werden. Die Pixelelektroden und Dünnschichttransistoren sind von einer Schicht aus isolierendem Material 24 bedeckt, die wiederum von einem Justierfilm 26 bedeckt ist. Ein zweiter Justierfilm 28 ist auf der transparenten gemeinsamen Elektrode 18 aufgebracht. Der Zwischenraum zwischen den Justierfilmen 26 und 28 besteht aus einem Hohlraum 30, der mit einem Flüssigkristallmaterial gefüllt ist. Die Glasplatten 10 und 12 definieren einen weiteren Hohlraum, in dem das LCD- Material mit den Justierfilmen 26 und 28 in Kombination mit den Pixelelektroden und den Dünnschichttransistoren angeordnet ist. Das Polarisationsfilter ist typischerweise an einer der Glasplatten angebracht.
Die meisten der oben beschriebenen Komponenten sind herkömmlich und werden unter Verwendung bekannter Techniken hergestellt. Die Farbfilterschicht ist jedoch dahingehend außergewöhnlich, daß sie aus einem Interferenzfilm besteht, der aus anorganischem Material hergestellt und auf eine Glasplatte 12 unter Verwendung einer Filmtransfertechnologie übertragen wurde. Dies ermöglicht, daß Dünnschichttransistoren direkt auf den Farbfiltern angeordnet werden, um Fehler hinsichtlich der Ausrichtung zu reduzieren. Der Interferenzfilm wird auf einem Träger erzeugt, der aus einer flexiblen Membran, üblicherweise aus Kunststoff, besteht, die mit einer wieder ablösbaren Schicht beschichtet wurde, so daß die Membran von dem Interferenzfilm getrennt werden kann. Der Träger, der aus der mit der wieder ablösbaren Schicht bedeckten Membran gebildet ist, wird typischerweise auf kontinuierlicher Basis in einer Vakuum-Walzbeschichtungsanlage hergestellt. Bei der vorliegenden Erfindung besteht der Interferenzfilm aus Schichten aus dielektrischen und metallischen Dünnfilmmaterialien. Diese dielektrischen und metallischen Materialien werden ganzflächig auf dem Träger in Form eines optischen Fabry- Perot-Interferenzfilters aufgebracht, wobei die Dicke der Abstandshalterschicht des Filters so eingestellt wird, daß die bestimmte, für eine der Elektroden gewünschte Farbe bereitgestellt wird.
Der Aufbau derartiger optischer Interferenzfilter ist in der Optikindustrie geläufig. Die Filter können aus einer Vielzahl hochschmelzender, anorganischer, aufgedampfter oder gesputterter Dünnfilme hergestellt werden. Die Filter bestehen typischerweise aus drei Schichten, wobei eine zweite Schicht zwischen eine erste und eine dritte Schicht eingefügt ist. Die erste und die dritte Schicht sind hoch reflektierende, wenig transmittierende Filme, wie Silber. Die zweite oder Abstandshalterschicht ist eine dielektrische Schicht, wie Zinksulfid (ZnS). Die Dicke der Abstandshalterschicht bestimmt die Wellenlänge des abgegebenen Lichtes und daher die Farbe. Normalerweise werden dielektrische Abstandshalterschichten mit hohem Brechungsindex dazu verwendet, die Abhängigkeit der Transmissionswellenlänge vom Lichteinfallswinkel zu reduzieren. Um sicherzustellen, daß das transmittierte Licht schmalbandig ist und daß außerhalb des Frequenzbereiches des Transmissionsbandes minimale Transmission vorliegt, sollten die reflektierenden Schichten ein Reflexionsvermögen nahe eins besitzen. Die reflektierenden Schichten können aus dielektrischen Filmen, ähnlich der Abstandshalterschicht, bestehen, da das Reflexionsvermögen einer Schicht erhöht wird, wenn in einem Medium mit einem hohen Brechungsindex ein Film mit niedrigem Brechungsindex eingeschlossen ist. Daher können Filme mit hohem Reflexionsvermögen aus alternierenden Schichten aus Dielektrika mit niedrigem und hohem Brechungsindex bestehen. Das Ergebnis ist, daß alternierende Schichten aus Materialien, wie Titandioxid und Siliciumdioxid, zur Herstellung des gesamten Filters verwendet werden können.
Die Gruppen von dielektrischen und metallischen Schichten werden auf einer wieder ablösbaren Schicht aufgebracht, um die einzelnen, zu dem Pixelfeld gehörigen Farbfilter zu bilden. Jedes wiederholbare Segment des Pixelfeldes weist drei zugehörige Farbfilter auf. Ein erstes Filter, das einem ersten Teil des Pixelfeldes und einer ersten Farbe entspricht, wird auf einem ersten Träger aufgebracht. Ein zweites Filter, das einem zweiten Teil des Pixelfeldes und einer zweiten Farbe entspricht, wird auf einem zweiten Träger aufgebracht. In ähnlicher Weise wird ein drittes Filter, das einem dritten Teil des Pixelfeldes und einer dritten Farbe entspricht, auf einem dritten Träger aufgebracht.
Ein Klebemittelmuster, das dem Muster aus Filtern einer Farbe entspricht, wird dann an dem Glaselement 12 angebracht. Eine Anzahl von Klebemitteln ist zur Verwendung in dieser Erfindung praktikabel und auch gut bekannt, wie wärmeaktivierte Klebemittel, mit ultraviolettem Licht aktivierte Klebemittel oder optische Klebstoffe. Das Klebemittel wird durch Drucken oder herkömmliche photolithographische Techniken strukturiert. Dann wird ein Interferenzfilm, der in der Lage ist, die eine Farbe zu erzeugen und der eine wieder ablösbare Trägerunterstützung besitzt, durch das Klebemittel an das Glaselement laminiert. Das Klebemittel wird gehärtet, und dann wird der flexible Membranträger physisch abgelöst oder von den Farbfiltern getrennt. Diese physische Trennung hat zwei Resultate. Erstens löst sich die Trägerunterstützung von dem Interferenzfilm in dem Gebiet des Interferenzfilmes ab, das durch das Klebemittel auf das Glaselement 12 laminiert ist. Zweitens verbleibt der Interferenzfilm in dem Gebiet, in dem das Klebemittel den Interferenzfilm nicht auf dem Glasträger festhielt, auf der Trägerunterstützung. In diesem Gebiet bricht die physische Ablösung oder Trennung den an der Trägerunterstützung haftenden Interferenzfilm von dem an dem Glaselement 12 haftenden Interferenzfilm weg. Der wieder ablösbare Film haftet fest genug an dem Interferenzfilm, so daß der Interferenzfilm selbst bricht, bevor der wieder ablösbare Film den Interferenzfilm von der Trägerunterstützung ablöst. Außerdem ist der wieder ablösbare Film schwächer als das Klebemittel, das den Interferenzfilm an dem Glaselement 12 festhält. Dies führt dazu, daß sich die Trägerunterstützung von dem Interferenzfilm ablöst, ohne daß der Interferenzfilm von der Oberfläche des Glaselementes 12 abgezogen wird.
Diese physische Abtrennung läßt ein erstes Muster anorganischer Farbfilter auf dem Glaselement zurück. Dieser Prozeß ist in Figur 4 dargestellt. Der Prozeß 80 zur Übertragung der Farbfilterschicht auf eine Glasplatte beinhaltet die Strukturierung eines anorganischen Farbfilmes auf der wieder ablösbaren Schicht des Trägers, 81, die Strukturierung des Klebemittels auf der Glasplatte, 82, das Justieren und Laminieren der Farbfilter auf die Glasplatte, 83, sowie das Entfernen des Trägers, 84. Der Transferprozeß 80 zum Laminieren der Farbfilter auf das Glaselement wird noch zweimal verwendet, um eine zweite und dritte Farbe zusammen mit der ersten Farbe auf die Glasplatte zu laminieren. Der Prozeß wird mit der zweiten und der dritten strukturierten Klebemittelschicht sowie dem zweiten und dem dritten Interferenzfilm auf den wieder ablösbaren Trägern wiederholt. Jeder Träger plaziert einen Farbfilter innerhalb jedes wiederholbaren Segmentes des Pixelfeldes auf dem Glaselement. Der Ort jedes Farbfilters ist durch den Ort des aufgedruckten Klebemittels bestimmt. Das resultierende Farbfiltermuster ist in Figur 1 gezeigt und beinhaltet Elemente 15A, 15B sowie 15C.
Die Fähigkeit, kleine Strukturen aus Klebemittel durch Aufdrukken oder herkömmliche Lithographie herzustellen, ist bei der Reduzierung der Größe der Farbfilter auf ungefähr jene des TFTs und der Pixelelektrode besonders nützlich. Dies liegt daran, daß, wenn das Filter auf dem Glas plaziert ist, die Transistor- und Elektrodenherstellung, die stets viel formgenauer als die Farbfilterherstellung ist, bezüglich der Farbfilter justiert wird. Die Justierungsreihenfolge ist invers zu der herkömmlichen Reihenfolge der Justierung des Filters zu den Transistoren und Elektroden. Diese Justierung wird durch Justierungsmarken erleichtert, die von dem Interferenzfilm-Transferprozeß auf dem Glaselement erzeugt werden. Da das Filter selbst aufgrund seiner anorganischen Natur formgenau und -stabil (bezüglich Wärme und anderen Prozeßschritten) ist, kann die Größe des Farbfilters entsprechend der Fähigkeit, das Klebemittel zu strukturieren, reduziert werden.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 2 gezeigt. Die alternative Ausführungsform beinhaltet grundsätzlich die gleichen Komponenten wie die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform, die Farbfilterschicht befindet sich jedoch an einer anderen Stelle. Spezieller besitzt die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung eine transparente Frontplatte 50, die typischerweise aus Glas besteht, eine transparente rückwärtige Platte 52, die ebenfalls typischerweise aus Glas besteht, ein Polarisationsfilter 54, eine transparente gemeinsame Elektrodenschicht 58 sowie ein Feld einzeln adressierbarer Pixelelektroden 60A, 60B und 60C etc. mit zugehörigen Dünnschichttransistoren 62A, 62B und 62C etc.. Die Pixelelektroden und Dünnschichttransistoren sind mit einer Schicht 55 aus isolierendem Material beschichtet. Ein Justierfilm 56 bedeckt die isolierende Schicht 55. Ein zweiter Justierfilm 68 ist auf der gemeinsamen Elektrodenschicht 58 aufgebracht. Die Justierfilme legen den Hohlraum 70 fest, der das Flüssigkristallmaterial enthält.
Die Filterschicht, welche die Filterelemente 65A, 65B und 65C etc. beinhaltet, wird auf der vorderseitigen Glasplatte 50 unter der gemeinsamen Elektrodenschicht 58 angebracht. Diese Ausführungsform nutzt die Justierungsverbesserungen der Ausführungsform in Figur 1 nicht aus, da die Transistoren nicht bezüglich der bereits an Ort und Stelle befindlichen Farbfilter justiert und auf denselben angeordnet werden. Die Natur des Farbfiltermateriales erlaubt jedoch, daß es in Konfigurationen wie Figur 2 verwendet wird, was noch immer eine bessere Formgenauigkeit des Farbfilters erlaubt. Außerdem können die relativen Positionen der Farbfilterschicht und der gemeinsamen Elektrodenschicht 58 vertauscht werden.
Figur 3 zeigt allgemein die speziellen Schritte, die bei der Herstellung der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung ausgeführt werden müssen. Unter Bezugnahme auf Figur 3 werden getrennte und unabhängige Schritte verwendet, um die zu der vorderseitigen und der rückwärtigen Glasplatte gehörigen Untereinheiten zu bilden. Bei der Erzeugung der rückwärtigen Glasplatten-Untereinheit werden die Farbfilter durch den Transferprozeß 80 auf die rückwärtige Glasplatte übertragen und dauerhaft an Ort und Stelle gehalten. Der Transferprozeß 80, der früher und detailliert zu Figur 4 beschrieben wurde, wird einmal für jede in der Farbfilteranordnung verwendete Farbe wiederholt, d.h. typischerweise dreimal. Wenn sich die Farbfilter an Ort und Stelle befinden, können die Pixelelektroden und Dünnschichttransistoren direkt auf der Farbfilterschicht aufgebracht werden, 86. Dann wird der Justierfilm aufgebracht, 88, um die rückwärtige Glasplatten-Untereinheit fertigzustellen.
Die vorderseitige Glasplatten-Untereinheit wird getrennt von der rückwärtigen Glasplatten-Untereinheit hergestellt. Die gemeinsame Elektrodenschicht für die Anzeigevorrichtung wird auf der vorderseitigen Glasplatte erzeugt, 90, und durch einen weiteren Justierfilm bedeckt, um die vorderseitige Glasplatten-Untereinheit fertigzustellen, 92. Die vorderseitige und die rückwärtige Untereinheit werden dann zueinander justiert und zusammengefügt, 94, wobei ein Hohlraum für das Flüssigkristall-Anzeigematerial erzeugt wird. Dann wird das Flüssigkristall-Anzeigematerial hinzugefügt, und der Hohlraum wird abgeschlossen, 96. Die Treiberelektronik wird nachfolgend mit den TFT-Elektroden verbunden, 98, wonach der Anzeigebildschirm fertiggestellt ist.
Die in Figur 2 dargestellte alternative Ausführungsform der Anzeigevorrichtung wird gemäß den in Figur 5 gezeigten Schritten hergestellt. Die Farbfilterschicht wird auf die vorderseitige Glasplatte 50 übertragen, 80 (in Figur 4 detaillierter angegeben). Dann wird die transparente, gemeinsame Elektrodenschicht 58 über der Farbfilterschicht aufgebracht, 104. Schließlich wird ein Justierfilm 68 über der Kombination aus dem Farbfilterfilm und der gemeinsamen Elektrodenschicht angeordnet, 106.
Die rückwärtige Glasplatte 52 besitzt direkt auf derselben aufgebrachte Pixelelektroden und TFTs, 108. Diese Kombination wird dann mit einem weiteren Justierfilm 56 bedeckt, 110. Dann werden die vorderseitige und die rückwärtige Glasplatte zueinander justiert und zusammengefügt, 112, wobei ein Hohlraum 70 für das Flüssigkristall-Anzeigematerial gebildet wird. Dann wird das Flüssigkristall-Anzeigematerial hinzugefügt, und der Hohlraum wird abgeschlossen, 114. Die Treiberelektronik wird nachfolgend mit den TFTs und den Elektroden verbunden, 116, um den Anzeigebildschirm fertigzustellen.
Wenngleich beschrieben wurde, was als die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung angesehen wird, wird ein Fachmann Variationen und Modifikationen derselben innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie sie beansprucht wird, erkennen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer farbigen Matrix-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer ersten und einer zweiten transparenten Platte (10, 12, 50, 60), welche die Flüssigkristallzelle festlegt, und einer Mehrzahl von Interferenzfilterelementen (15A, 15B, 15C, 65A, 65B, 65C), die jeweils zu einem entsprechenden Pixelelement gehören, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet:

- Beschichten jedes einer Mehrzahl von Trägern mit einer wieder ablösbaren Schicht;

- Aufbringen einer Mehrzahl von anorganischen Dünnfilmmaterialien auf den wieder ablösbaren Schichten jedes Trägers, um jeweilige Trägereinheiten zu bilden, die jeweils ein Interferenzfilter mit einer verschiedenen Farbe aufweisen;

- Aufdrucken eines Musters aus einem Klebemittel entsprechend dem zu bildenden Muster von Filterelementen einer festgelegten Farbe auf der ersten transparenten Platte (12, 50);

- Laminieren der Trägereinheit, die der festgelegten Farbe entspricht, an die transparente Platte (12, 50), so daß das Interferenzfilter mit dem Klebemittelmuster in Kontakt tritt;

- Entfernen des Trägers von der transparenten Platte, so daß sich der Träger von dem Interferenzfilter nur in denjenigen Gebieten ablöst, in denen das Interferenzfilter mit dem Klebemittelmuster in Kontakt ist, wodurch sich ein zu der Farbe gehöriges Muster von Farbfiltern ergibt; und

- Wiederholen der Aufdruck-, Laminierungs- und Entfernungsschritte mit jedem der Muster, entsprechend wenigstens zwei zusätzlichen Farben.

2. Verfahren zur Herstellung einer farbigen Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, das des weiteren folgende Schritte beinhaltet:

- Bilden einer Pixelelektrode (20) und eines Dünnschichttransistors (22) auf jedem der Farbfilterelemente (15), wobei die Strukturen der Farbfilter zwischen die Pixelelektroden und die erste transparente Platte (12) eingefügt sind,

- Laminieren einer gemeinsamen Elektrodenschicht (18) an die zweite transparente Platte (10) und

- Einfügen eines Flüssigkristall-Anzeigemateriales (30) zwischen die gemeinsame Elektrodenschicht und die Pixelelektroden.

3. Verfahren zur Herstellung einer farbigen Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, das folgende Schritte beinhaltet:

- Laminieren einer gemeinsamen Elektrodenschicht (58) an die Strukturen der Farbfilter (65), wobei die Strukturen der Farbfilter zwischen die erste transparente Platte (50) und die gemeinsame Elektrode eingefügt sind,

- Bilden einer Pixelelektrode (60) und eines Dünnschichttransistors (62) auf der zweiten transparenten Platte (52) und

- Einfügen eines Flüssigkristall-Anzeigemateriales (70) zwischen die gemeinsame Elektrodenschicht und die Pixelektroden.