DE69031352T2

DE69031352T2 - Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69031352T2
Application number: DE69031352T
Authority: DE
Inventors: Thunekazu Yoshino
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2010-03-14
Also published as: DE69031352D1; EP0387805A3; DE69020603D1; EP0387805A2; DE69020603T2; EP0387805B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen eines Farbfilters für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
In den letzten Jahren wurde eine Flüssigkristall Anzeigevorrichtung vielfach als Anzeigeeinheit für z.B. ein Fernsehgerät oder eine Büroautomatisierungsausrüstung verwendet. Dies verhält sich so, weil eine Flüssigkristall Anzeigevorrichtung Vorteile z.B. eines niedrigen Energieverbrauchs und eines geringen Gewichts aufweist. Bei einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den obigen Vorteilen hat sich eine Anforderung ergeben, eine größere Farbanzeige mit hoher Qualität zu erreichen. Mit dieser Anforderung wird ein Farbfilter für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung als eine wichtige Einheit betrachtet.
Ein herkömmliches Farbfilter für eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung ist durch Wiederholen des Photolithographieschritts hergestellt worden. Weil jedes Pixel der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung extrem klein ist, ist ein Farbfilter mit hoher Genauigkeit für die Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung erforderlich. Außerdem muß das Farbfilter ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften aufweisen, um darauf z.B. einen Orientierungsfilm zu bilden. Aus diesem Grund ist eine hohe Genauigkeit erforderlich, und daher hat die Herstellung durch Wiederholen des Photolithographieschritts eine schlechte Produktivität zur Folge. Außerdem muß die Oberfläche des Farbfilters eingeebnet sein, um darauf z.B. einen Orientierungsfilm zu bilden. Aus diesem Grund sind die Kosten der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung erhöht, und die Kosten eines die Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung enthaltenden Geräts sind selbstverständlich ebenfalls extrem erhöht.
Um die obigen Nachteile zu beseitigen, hat man ein Druckverfahren in Betracht gezogen, das die Herstellung einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bei geringeren Kosten als denjenigen eines Färbeverfahrens erreichen kann. Beim Druckverfahren wird ein Farbfilter oder dergleichen durch Drucken hergestellt. Fremdstoffe, wie z.B. Staub, gelangen jedoch leicht in ein durch das Druckverfahren hergestelltes Farbfilter. Außerdem neigt die Oberfläche des Farbfilters dazu, infolge des Herstellungsverfahrens durch Drucken uneben zu sein. Falls die Oberfläche des Farbfilters extrem uneben ist, ist es schwierig, eine transparente Elektrode oder einen Orientierungsfilm auf dem Farbfilter zu bilden, was somit leicht die Anzeigequalität verschlechtert. Aus diesem Grund ist das durch einen Druckvorgang hergestellte herkömmliche Farbfilter trotz geringer Kosten unpraktisch.
Um die obigen Probleme zu lösen, ist in JP-A-61-3123 ein Verfahren offenbart. Weil die Oberfläche eines durch einen Druckvorgang gebildeten Farbabschnitts poliert und eingeebnet wird, kann gemäß diesem Verfahren ein Farbfilter hergestellt werden, das einen transparenten leitfähigen Film oder dergleichen nicht nachteilig beeinflußt. Konkreter offenbart die obige Anmeldung ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkristall-Farbanzeigeelements, das die Schritte enthält: Drucken und Bilden opaker Abschnitte auf einer Substratoberfläche in vorbestimmten Intervallen, Drucken von Farbabschnitten zwischen den benachbarten opaken Abschnitten und Polieren und Einebnen der Farbabschnit te. Selbst wenn die Oberflächen der Farbabschnitte uneben sind, nachdem die Farbabschnitte gebildet sind, können gemäß diesem Verfahren die Oberflächen durch Polieren eingeebnet werden, wobei somit ein für eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung geeignetes Farbfilter hergestellt wird.
Um den Kontrast zu verbessern, wird jedoch ein lichtabschirmender Abschnitt, in dem eine Vielzahl gerader Linien in einer Matrixform angeordnet ist, in Randabschnitten von Pixeln der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gebildet.
Wenn dieser lichtabschirmende Abschnitt durch das obige Druckverfahren mikrogemustert wird, verteilt sich Drucktinte leicht um die sich schneidenden Abschnitte, bei denen die geraden Linien einander unter rechten Winkeln kreuzen, wegen der Druckeigenschaften. Aus diesem Grund verteilt sich der lichtabschirmende Abschnitt unerwünscht so, daß er in den lichtemittierenden Abschnitt gelangt, was eine fehlerhafte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zur Folge hat. Daher wird die Produktionsausbeute der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vermindert. Folglich können im herkömmlichen Farbfilter für die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nicht alle Schritte gemäß dem Druckverfahren durchgeführt werden, sondern ein Photolithographieverfahren wird verwendet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu schaffen, die bei geringen Kosten in Massenfertigung hergestellt werden kann, weil ein qualitativ hochwertiger lichtabschirmender Abschnitt eines Farbfilters durch ein Druckverfahren geschaffen werden kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren, wie in Anspruch 1 spezifiziert ist, vor.
Das Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung weist insbesondere auf: den Schritt eines Bildens einer Vielzahl Farbabschnitte auf einem lichtdurchlässigen Substrat und Bilden erster lichtabschirmender Abschnitte zwischen den benachbarten Farbabschnitten; den Schritt eines Bildens einer Beschichtungs- bzw. Überzugsschicht (engl. overcoating layer) auf den Farb- und ersten lichtabschirmenden Abschnitten; den Schritt eines Bildens einer Vielzahl transparenter Elektroden auf der Überzugsschicht, die jeweils eine vorbestimmte Form haben; und den thermischen Behandlungsschritt eines Reduzierens der Lichtdurchlässigkeit der Überzugsschicht, auf der keine Elektrode gebildet ist, zwischen der Vielzahl transparenter Elektroden, um zweite lichtabschirmende Abschnitte zu bilden.
Randabschnitte von Pixeln werden mit den lichtabschirmenden Abschnitten mit hoher Genauigkeit bedeckt. Daher kann ein ausreichender lichtabschirmender Effekt erhalten werden.
Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in denen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teils einer durch ein Herstellungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellten Flüssigkristall Anzeigevorrichtung ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils der durch das Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellten Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung ist, die entlang einer Richtung senkrecht zur Richtung des Schnitts in Fig. 1 gelegt ist;
Fig. 3A bis 3E perspektivische Schnittansichten zum Erläutern der Herstellungsschritte des Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
Fig. 4 eine graphische Darstellung ist, die eine Lichtdurchlässigkeit eines Epoxidharzes in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Schnittansicht eines Teils einer Flüssigkristall-Anzeige ist, die durch ein Herstellungsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde; und
Fig. 6A bis 6D perspektivische Schnittansichten zum Erläutern der Fertigungsschritte des Herstellungsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die durch ein Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. In dieser Ausführungsform ist eine Flüssigkristall Anzeigevorrichtung mit einer aktiven Matrix vom lichtdurchlässigen Typ beispielhaft dargestellt. Diese Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung enthält erste und zweite Elektrodensubstrate 2 und 4 und eine zwischen den Elektrodensubstraten 2 und 4 sandwichartig angeordnete Flüssigkristallverbindung 6. Diese Elektodensubstrate 2 und 4 enthalten lichtdurchlässige Substrate 8 bzw. 10 aus Glas. Im ersten Elektrodensubstrat 2 sind auf dem lichtdurchlässigen Substrat 8 Farbfilter 18 gebildet. Zwischen den benachbarten Farbfiltern 18 sind lichtabschirmende Schichten 24 gebildet. Eine Haftschicht 26 ist auf den Farbfiltern 18 gebildet. Auf der Haftschicht 26 ist eine Überzugsschicht 28 geschaffen. Auf der Überzugsschicht 28 sind erste transparente Elektroden 12 ausgebildet. Ein Orientierungsfilm 30 wird auf den ersten transparenten Elektroden 12 gebildet, um einen Flüssigkristall zu orientieren. Im zweiten Elektrodensubstrat 4 sind Dünnfilmtransistoren 16 auf dem lichtdurchlässigen Substrat 10 gebildet, die jeweils eine Gate-Elektrode 15 aufweisen. Eine Isolierschicht 13 ist um die Transistoren 16 herum gebildet. Auf der Isolierschicht 13 sind transparente Pixelelektroden 17 gebildet. Auf den Elektrodensubstratoberflächen der Pixelelektroden 17 ist ein Onentierungsfilm 20 geschaffen. Polarisierende Filme 32 und 34 sind auf den äußeren Oberflächen der lichtdurchlässigen Substrate 8 bzw. 10 gebildet.
Ein detaillierter Aufbau des ersten Elektrodensubstrats 2 wird im folgenden beschrieben. Erste lichtabschirmende Abschnitte 24, die in eine Streifenform gemustert sind, mit einer relativ niedrigen Lichtdurchlässigkeit sind in vorbestimmten Intervallen auf dem lichtdurchlässigen Substrat 8 gebildet. Mehrere Farbabschnitte 36, die das Farbfilter 18 bilden, sind zwischen den benachbarten lichtabschirmenden Abschnitten 24 geschaffen. Die Haftschicht 26 ist auf dem Farbfilter 18 gebildet, um eine ausgezeichnete Haftung zu erzielen, und die Überzugsschicht 28 ist darauf geschaffen. Die ersten transparenten Elektroden 12 mit einer Streifenform sind auf der Überzugsschicht 28 so gebildet, daß sie senkrecht zur Richtung der Streifen der ersten lichtabschirmenden Abschnitte 24 sind. Teile der Überzugsschicht 28 sind als zweite lichtabschirmende Abschnitte 25 ausgebildet, die jeweils eine reduzierte Durchlässigkeit haben, dargestellt in Fig. 2. Außerdem ist auf den ersten transparenten Elektroden 12 der Orientierungsfilm 30 geschaffen.
Ein detaillierter Aufbau des zweiten Elektrodensubstrats 4 wird im folgenden beschrieben. Mehrere Scan-Elektroden 14 und Signalelektroden 19, die zueinander senkrecht sind, sind auf dem lichtdurchlässigen Substrat 10 gebildet. Ein Dünnfilmtransistor 16 ist als ein aktives Element bei jedem Schnittpunkt zwischen den entsprechenden Scan- und Signalelektroden angeordnet. Jeder Dünnfilmtransistor 16 hat eine Gate-Elektrode 15. Die Vielzahl Pixelelektroden 17 ist so geschaffen, daß sie mit diesen Dünnfilmtransistoren 16 in Kontakt stehen. Der Orientierungsfilm 20 ist auf der transparenten Elektrode 17 gebildet.
Ein Verfahren zum Herstellen der Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3E beschrieben.
In Fig. 3A ist das erste Elektrodensubstrat 2 dargestellt. Die ersten lichtabschirmenden Filme 24, die jeweils eine Breite von 20 µm haben, werden durch ein Druckverfahren auf dem lichtdurchlässigen Substrat 8 in Intervallen von 90 µm gebildet. In diesem Druckverfahren wird eine wasserfreie ebene bzw. flache Tafel, die einfach zu handhaben ist, als Drucktafel verwendet. Um die lichtabschirmenden Filme 24 zu bilden, wird eine Ruß enthaltende Farbe verwendet. Die Dicke jedes ersten lichtabschirmenden Films 24 fällt normalerweise in den Bereich von 1,5 bis 2,0 µm, obwohl sie von der Konzentration eines Pigments abhängig ist. Danach werden die ersten lichtabschirmenden Abschnitte 24 getrocknet und gehärtet.
Wie in Fig. 3B gezeigt ist, werden danach Farbabschnitte 36r, 369 und 36b, die jeweils Rot, Grün und Blau entsprechen, in eine Streifenform zwischen den benachbarten ersten lichtabschirmenden Filmen 24 gedruckt, wobei eine Drucktafel mit einer Breite von 100 µm verwendet wird. Beim Drucken jeder Farbe werden die Filme 24 getrocknet und gehärtet. In diesem Druckschritt wird ebenfalls eine wasserfreie flache Tafel verwendet.
Wie in Fig. 3C dargestellt ist, wird die Haftschicht 26 aus einem im darauffolgenden Schritt verwendeten Epoxidharz und einem Acrylharz mit einer ausgezeichneten Benetzt- bzw. Naßeigenschaft auf dem Farbfilter 18 gebildet. Die Dicke der Haftschicht 26 beträgt 0,1 µm. Die aus einem Epoxidharz bestehende Überzugsschicht 28 wird auf der Haftschicht 26 gebildet. Die Dicke der Überzugsschicht beträgt 2,0 µm. Die Oberfläche des oben erwähnten Farbfilters ist uneben, d.h. die Dicke des Farbfilters fällt in den Bereich von etwa 2,0 bis 3,0 µm. Daher wird die Überzugsschicht 28 so gebildet, daß sie eine Dicke von 2,0 bis 3,0 µm aufweist, und deren Oberfläche wird eingeebnet. Wenn die Dicke der Überzugsschicht 28 unterhalb 2,0 µm liegt, ist die Oberfläche der Überzugsschicht nicht perfekt eben bzw. flach. Wenn die Dicke der Überzugsschicht 28 10 µm übersteigt, wird außerdem die Dicke des ersten Elektrodensubstrats erhöht, und daher wird nicht moduliertes Licht erzeugt, so daß eine Verschlechterung im Kontrast verursacht wird. Die Dicke der Haftschicht 26 wird daher so klein wie möglich, d.h. 0,1 bis 0,2 µm in Anbetracht der Haftstärke, verringert. Man beachte, daß ein Epoxidharz mit einer besonders hohen sauerstoffabschirmenden Fähigkeit als ein Material der Überzugsschicht 28 ausgewählt ist. Das Epoxidharz mit einer hohen sauerstoffabschirmenden Fähigkeit verhindert eine Oxidation des Farbfilters 18, um ausgezeichnete spektrale Charakteristiken für eine lange Zeitspanne zu erzielen.
Nachdem die obigen Schritte abgeschlossen sind, wird die transparente Elektrode 12 auf der Überzugsschicht 28 gebildet. Zu diesem Zweck wird das erste Elektrodensubstrat 2 in einem (nicht dargestellten) Magnetron-Sputtergerät angeordnet, und ein I.T.O. (Indiumzinnoxid) wird so gebildet, daß es eine Dicke von 500 Å hat. Wie in Fig. 3D gezeigt ist, ist die erste transparente Elektrode 12 zu einer s- Streifenform senkrecht zum ersten lichtabschirmenden Film 24 gemustert.
In diesem Musterschritt wird z.B. ein Positivresist (OFPR-800, von TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD. erhältlich) beschichtet. Danach wird die gemusterte Elektrode belichtet und in eine vorbestimmte Form entwickelt und wird in ein Fe&sub2;Cl&sub3; enthaltendes Ätzmittel auf HCl-Basis eingetaucht, wobei sie so geätzt wird. Der Resistfilm wird außerdem ent femt, um ein Muster zu bilden.
Wie in Fig. 3E gezeigt ist, werden die erste transparente Elektrode 12 und die Überzugsschicht 28 in einer Atmosphäre bei 250ºC während einer Stunde thermisch behandelt. Bei dieser thermischen Behandlung reagiert die Überzugsschicht 28, auf der die ersten transparenten Elektroden 12 nicht gebildet sind, mit Sauerstoff und wird allmählich in Schwarz umgewandelt, um die Lichtdurchlässigkeit zu verringern. Die zweiten lichtabschirmenden Abschnitte 25 werden so geschaffen. Man beachte, daß in der Überzugsschicht 28, auf der die ersten transparenten Elektroden 12 gebildet sind, eine Änderung, wie z.B. eine Verringerung in der Lichtdurchlässigkeit, nicht stattfindet, weil der Wärmewiderstand hoch ist und Sauerstoff durch die ersten transparenten Elektroden 12 abgeschirmt wird.
Die Lichtdurchlässigkeit der Überzugsschicht 28 ist in Fig. 4 dargestellt. Fig. 4 zeigt eine Lichtdurchlässigkeit eines in einer Atmosphäre bei 250ºC während einer Stunde thermisch behandelten Epoxidharzes. Die Ordinatenachse repräsentiert eine Lichtdurchlässigkeit, und die Abszissenachse repräsentiert eine Wellenlänge des durchgelassenen Lichts. Die Kurven 44, 45 und 46 in Fig. 4 repräsentieren Lichtdurchlässigkeiten, wenn die Dicken des Epoxidharzes 1,0, 2,0 bzw. 4,0 µm betragen. Weil die Dicke des Epoxidharzes, das die Überzugsschicht 28 in dieser Ausführungsform bildet, 2,0 µm beträgt, wird die Lichtdurchlässigkeit durch die Kurve 45 repräsentiert. Wenn die Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung in dieser Ausführungsform in z.B. einer Anzeige eines Computers verwendet wird, wird oft Gegenlicht als Beleuchtungslicht von einem hinteren Teil der Anzeige verwendet. Eine Fluoreszenzröhre mit drei Wellenlängen wird normalerweise als das Gegenlicht verwendet. In dieser Fluoreszenzröhre mit drei Wellenlängen ist eine Farbtemperatur innerhalb des Bereichs von 5.000 bis 10.000ºK eingestellt. Aus diesem Grund ist ein lichtabschirmender Effekt des Epoxidharzes durch einen lichtabsorbierenden Effekt in einem kurzwelligen Bereich mit einer größeren Energie als der in einem langwelligen Bereich bestimmt. Gemäß Fig. 4 versteht man, daß das Epoxidharz mit einer Dicke von 1,0 µm einen ausreichenden lichtabschirmenden Effekt zeigt. Weil die Dicke des Epoxidharzes, das die Überzugsschicht 28 in dieser Ausführungsform bildet, 2,0 µm beträgt, kann ein ausreichender lichtabschirmender Effekt enthält werden.
Wie oben beschrieben, können, wenn die ersten lichtabschirmenden Filme 24 und die zu den ersten lichtabschirmenden Filmen 24 senkrechten zweiten lichtabschirmenden Filme 25 gebildet werden, die lichtabschirmenden Abschnitte in einer Matrixform im wesentlichen in den Pixelabschnitten mit hoher Genauigkeit angeordnet werden.
Danach wird der aus einem Hochpolymerharz bestehende Orientierungsfilm 30 beschichtet, und die resultierende Struktur wird getrocknet. Weil ein Epoxidharz mit einer ausgezeichneten sauerstoffabschirmenden Fähigkeit für die Überzugsschicht 28 verwendet wird, kann der Orientierungsfilm 30 bei einer ausreichend hohen Temperatur getrocknet werden. Weil die herkömmliche Beschränkung der Trocknungstemperatur wegen des Wärmewiderstands der Farbabschnitte nicht berücksichtigt werden muß, kann ein Trocknen bei hoher Temperatur erreicht werden, was somit die Produktivität und Produktionsausbeute verbessert.
Das wie oben beschrieben hergestellte erste Elektrodensubstrat 2 und das in einem anderen Prozeß hergestellte zweite Elektrodensubstrat 4 werden einander gegenüberliegend angeordnet, und ihre Randabschnitte werden durch ein Dichtmittel abgedichtet. Die Flüssigkristallverbindung 6, zu der ein Chiralmittel hinzugefügt ist, wird zwischen die abgedichteten Elektroden eingespritzt. Die erste transparente Elektrode 12 oder die (nicht dargestellten) Signal- und Scan-Elektroden werden einzeln mit einer Elektrodentreibereinrichtung verbunden, wobei somit die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung fertiggestellt wird.
In der oben erwähnten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung sind die ersten und zweiten lichtabschirmenden Abschnitte 24 und 25, die jeweils eine Streifenform aufweisen, zueinander senkrecht, wobei sie so eine lichtabschirmende Matrix bilden. Aus diesem Grund ist die herkömmliche Matrix lichtabschirmender Abschnitte nicht erforderlich, und daher werden Pixelabschnitte um die Abschnitte, in denen die lichtabschirmenden Abschnitte einander unter rechten Winkeln kreuzen, beim Druckvorgang nicht voll bzw. einfarbig bestrichen. Wenn die zweiten lichtabschirmenden Abschnitte unter Verwendung der ersten transparenten Elektrode 12 als Maske gebildet werden, können außerdem die lichtabschirmenden Abschnitte in Randabschnitten der Pixel mit hoher Genauigkeit geschaffen werden.
Weil nur ein Photolithographieschritt erforderlich ist, um die transparente Elektrode zu bilden, d.h. nicht mehrere Photolithographieschritte erforderlich sind, kann ferner eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bei hoher Produktivität hergestellt werden.
In dieser Erfindung wird aus dem folgenden Grund vorzugsweise ein Epoxidharz als das transparente Harz verwendet. Ein Acrylharz wird z.B. oft faltig, wenn eine Elektrode durch Sputtern gebildet wird. Weil das Acrylharz nicht dafür geeignet ist, Außenluft abzuschirmen, wird außerdem aufgrund von z.B. Sauerstoff das Farbfilter schnell verschlechtert.
Obwohl verschiedene Verfahren, wie z.B. ein Galvano- bzw. Elektroformverfahren, ein Färbeverfahren und ein Pigmentdispersionsverfahren, verwendet werden können, um die Farbabschnitte in der vorliegenden Erfindung herzustellen, wird vorzugsweise ein Druckverfahren benutzt. Dies ist so, weil die durch das Druckverf ahren hergestellten Farbabschnitte einen hohen Wärmewiderstand und eine hohe Produktivität aufweisen. Wenn ein Pigment passend ausgewählt wird, kann ein hoher Wärmewiderstand von z.B. 200ºC oder mehr erhalten werden.
In dieser Ausführungsform wird die erste transparente Elektrode in Streifen gebildet, um die zweiten lichtabschirmenden Abschnitte zu bilden. Um einen nachteiligen Effekt infolge einer Trennung der ersten transparenten Elektrode zu verhindern, kann jedoch z.B. ein I.T.O. wiederholt durch Sputtern auf der ersten transparenten Elektrode gebildet werden. Die Dicke des I.T.O. beträgt 100 bis 200 Å.
In der obigen Ausführungsform wird ein Harz auf Epoxidbasis mit einer ausgezeichneten sauerstoffabschirmenden Fähigkeit für die Überzugsschicht verwendet. Dies verhindert eine Oxidation und Verschlechterung des Farbfilters, um ausgezeichnete spektrale Charakteristiken des Farbfilters für eine lange Zeitspanne aufrechtzuerhalten.
In der obigen Ausführungsform ist der zweite lichtabschirmende Abschnitt angeordnet, der mit dem ersten lichtabschirmenden Abschnitt nicht direkt in Kontakt steht. Dies bewirkt eine Verbesserung einer Produktionsausbeute der Vorrichtung, weil der zweite lichtabschirmende Abschnitt senkrecht zum ersten lichtabschirmenden Abschnitt ausgerichtet werden kann. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und nur der erste lichtabschirmende Abschnitt kann angeordnet werden. Außerdem kann auch die folgende Struktur erreicht werden. Jede erste transparente Elektrode wird zu einer einem Pixel entsprechenden Inselform geschaffen, und die Überzugsschicht wird durch eine thermische Behandlung um jede Insel geschaffen. Die Farbe der Überzugsschicht wird in einer Matrixform in Schwarz geändert. Danach wird wieder ein transparenter dünner leitfähiger Film auf der gesamten Oberfläche oder zu einer Streifenform so gebildet, daß die inselförmigen transparenten Elektroden miteinander elektrisch verbunden sind.
Gemäß dem Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung kann insbesondere das Farbfilter mühelos hergestellt werden. Die Produktivität kann deshalb verbessert werden, und die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann bei geringen Kosten hergestellt werden. Weil die durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Flüssigkristall Anzeigevorrichtung einen ausgezeichneten Wärmewiderstand und eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweist, kann außerdem eine hohe Bildqualität für eine lange Zeitspanne erhalten werden.
Obwohl die vorhergehende Beschreibung der obigen Ausführungsform mit Verweis auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer aktiven Matrix vom lichtdurchlässigen Typ gegeben worden ist, ist diese Erfindung nicht auf diesen speziellen Typ beschränkt. Diese Erfindung kann z.B. fur eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer einfachen Matrix verwendet werden, in der die Elektrode 14 des zweiten Elektrodensubstrats 4 in der Ausführungsform so ausgebildet ist, daß sie eine Streifenform hat, deren Richtung senkrecht zum Streifenmuster der ersten transparenten Elektrode 12 des ersten Elektrodensubstrats 2 ist.
Im letztgenannten Fall der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einfacher Matrix können ferner zueinander senkrechte streifenförmige lichtabschirmende Abschnitte gebildet werden, indem eine Harzschicht als eine darunterliegende bzw. Grundierungsschicht der streifenförmigen transparenten Elektrode auf dem ersten Elektrodensubstrat, das Farbabschnitte vorsieht, und dem zweiten Elektrodensubstrat vorgesehen wird, das keine Farbabschnitte vorsieht, und indem man die von der streifenförmigen transparenten Elektrode freigelegte Harzschicht einer thermischen Behandlung unterzieht, um ihre Farbe zu ändern.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6A bis 6D beschrieben.
Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht insbesondere eines Flüssigkristall-Zellenabschnitts einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einfacher Matrix, die durch das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform hergestellt wurde. Die folgende Beschreibung dieser Ausführungsform wird mit Bezugnahme auf diese Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gegeben.
Eine Flüssigkristallzelle dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird durch eine Flüssigkristallverbindung 56 gebildet, die zwischen erste und zweite Elektrodensubstrate 52 und 54 sandwichartig angeordnet ist, die geschaffen werden, indem erste bzw. zweite transparente Elektroden 62 und 69 auf einem Paar lichtdurchlässiger Substrate 58 und 60, jeweils aus Glas, gebildet werden. Polarisierende Platten 82 und 84 sind auf diesen Flächen der Elektrodensubstrate 52 bzw. 54 angeordnet, die die Flüssigkristallverbindung 56 nicht sandwichartig zwischen sich aufweisen. Die einzelnen Elektrodensubstrate 52 und 54 dieser Flüssigkristallzelle sind mit einer (nicht dargestellten) Treibereinrichtung zum Anlegen einer Anzeigespannung an die einzelnen Elektroden verbunden, wodurch die Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform geschaffen ist.
Das erste Elektrodensubstrat 52 ist folgendermaßen aufgebaut.
Ein Farbfilter 68 mit einer Vielzahl streifenförmiger Farbabschnitte 86 ist auf dem lichtdurchlässigen Substrat 58 in vorbestimmten Intervallen angeordnet. Eine Überzugsschicht 78 ist durch eine Haftschicht 76 auf dem Farbfilter 68 angeordnet, und die streifenförmige erste transparente Elektrode 62 ist auf dieser Überzugsschicht 78 so angeordnet, daß sie zu den Farbabschnitten senkrecht ist.
Die Farbe dieses Abschnitts der Überzugsschicht 78, der dem Abschnitt zwischen Streifen der ersten transparenten Elektrode 62 entspricht, wird in Schwarz geändert, um dadurch erste lichtabschirmende Abschnitte 75 zu bilden. Auf der ersten transparenten Elektrode 62 wird dann ein Orientierungsfilm 80 angeordnet; die resultierende Struktur ist das erste Elektrodensubstrat 52.
Hinsichtlich des zweiten Elektrodensubstrats 54 wird die streifenförmige transparente Elektrode 69 durch eine Haftschicht 63 und eine darunterliegende Überzugsschicht 67 auf dem lichtdurchlässigen Substrat 60 gebildet. Die Farbe dieses Abschnitts der darunterliegenden Überzugsschicht 67, die dem Abschnitt zwischen Streifen der transparenten Elektrode 69 entspricht, wird in Schwarz geändert, um dadurch zweite lichtabschirmende Abschnitte 83 zu bilden. Ein Orientierungsfilm 70 wird auf der transparenten Elektrode 69 und den zweiten lichtabschirmenden Abschnitten 83 gebildet.
Ein Verfahren zum Herstellen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird unten unter Bezugnahme auf Fig. 6A bis 6D beschrieben.
Wie in Fig. 6A gezeigt, werden Farbabschnitte 86r, 86g und 86b, die Rot, Grün bzw. Blau entsprechen, für jede Farbe in eine Streifenform in Intervallen von 110 µm unter Verwendung einer Drucktafel mit einer Breite von 100 µm gedruckt. Beim Drucken jeder Farbe werden die ersten lichtabschirmenden Abschnitte 75 getrocknet, um die Tinte zu härten, wodurch das Farbfilter 68 geschaffen wird. Eine wasserfreie flache Tafel, die leicht zu handhaben ist und ein geeignetes Muster hat, wird als die Drucktafel verwendet.
Wie in Fig. 6B gezeigt ist, werden als die Haftschicht 76 auf dem Farbfilter 68 ein im darauffolgenden Schritt verwendetes Epoxidharz und ein Acrylharz mit einer ausgezeichneten Naßeigenschaft 0,1 µm dick ausgebildet. Die aus einem Epoxidharz bestehende Überzugsschicht 78 wird auf dieser Haftschicht 76 2,0 µm dick ausgebildet.
In diesem Beispiel wird für die Überzugsschicht 78 ein Harz auf Epoxidbasis verwendet; von Harzen auf Epoxidbasis wird eines mit einer ausgezeichneten sauerstoffabschirmenden Fähigkeit ausgewählt. Das Vorsehen der Überzugsschicht 78 mit einer ausgezeichneten sauerstoffabschirmenden Fähigkeit kann eine Oxidation und Verschlechterung des Farbfilters 68 verhindern, um ausgezeichnete spektrale Charakteristiken des Farbfilters für eine lange Zeitspanne aufrechtzuerhalten.
Nachdem die obigen Schritte abgeschlossen sind, wird die transparente Elektrode 62 auf der Überzugsschicht 78 gebildet. Zu diesen Zweck wird das erste Elektrodensubstrat 52 in einem (nicht dargestellten) Magentron-Sputtergerät angeordnet, und ein I.T.O. wird so gebildet, daß es eine Dicke von 2.000 Å hat. Wie in Fig. 6C gezeigt ist, wird die erste transparente Elektrode 62 in eine Streifenform mit Öffnungen senkrecht zu den streifenförmigen Farbabschnitten gemustert.
In diesem Musterschritt wird ein Positivresist (OFPR- 800, erhältlich von TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD.) beschichtet. Danach wird die gemusterte Elektrode belichtet und in eine vorbestimmte Form entwickelt und wird in ein Fe&sub2;Cl&sub3; enthaltendes Ätzmittel auf HCl-Basis eingetaucht, wobei sie so geätzt wird. Außerdem wird der Resistfilm entfernt, um ein Muster zu schaffen.
Die Oberfläche der so erzeugten ersten transparenten Elektrode 62 wird dann in einer Atmosphäre bei 250ºC während einer Stunde thermisch behandelt. Die thermische Behandlung bewirkt, daß ein Bereich der Überzugsschicht 78, auf dem die ersten transparenten Elektroden 62 nicht gebildet sind, mit Sauerstoff reagiert, um allmählich in Schwarz umgewandelt zu werden, wobei so die ersten lichtabschirmenden Abschnitte 75 gebildet werden, wie in Fig. 6D gezeigt ist. Die Farbe dieses Bereichs der Überzugsschicht 78, der die darauf gebildeten ersten transparenten Elektroden 62 aufweist, wird nicht geändert, weil dieser Bereich einen hohen Wärmewiderstand hat und die ersten transparenten Elektroden 62 Sauerstoff abschirmen können.
Die ersten lichtabschirmenden Abschnitte 75 mit einer Streifenform, wenn sie in obiger Weise gebildet werden, sind in einer Richtung so ausgerichtet, daß sie die Pixelabschnitte im wesentlichen trennen.
Danach wird der aus einem Polymerharz bestehende Orientierungsfilm 80 beschichtet, und die resultierende Struktur wird getrocknet, um dadurch das erste Elektrodensubstrat 52 zu bilden. Weil ein Epoxidharz mit einer ausgezeichneten sauerstoffabschirmenden Fähigkeit für die Überzugsschicht 78 verwendet wird, kann der Orientierungsfilm 80 anders als im Stand der Technik, der das Trocknen bei einer niedrigen Temperatur verlangt, bei einer ausreichend hohen Temperatur getrocknet werden. Dies kann daher die Produktivität und Ausbeute verbessern.
Nun wird eine Beschreibung des zweiten Elektrodensubstrats gegeben.
Das zweite Elektrodensubstrat 54 hat die gleiche Struktur wie das erste Elektrodensubstrat 52 ohne das Farbfilter. Wie in Fig. 5 gezeigt, werden als die Haftschicht 63 auf dem lichtdurchlässigen Substrat 60 ein im darauffolgenden Schritt verwendetes Epoxidharz und ein Acrylharz mit einer ausgezeichneten Naßeigenschaft 0,1 µm dick ausgebildet. Die aus einem Epoxidharz bestehende darunterliegende Überzugsschicht 67 ist auf dieser Haftschicht 63 2,0 µm dick ausgebildet.
Nachdem die obigen Schritte abgeschlossen sind, wird die transparente Elektrode 69 auf der darunterliegenden Überzugsschicht 67 gebildet. Zu diesem Zweck wird das zweite Elektrodensubstrat 54 in einem (nicht dargestellten) Magnetron-Sputtergerät angeordnet, und ein I.T.O. wird so gebildet, daß es eine Dicke von 2.000 Å hat. Die transparente Elektrode 69 wird in eine Streifenform mit Öffnungen senkrecht zur streifenförmigen ersten transparenten Elektrode 62 gemustert.
Das so erzeugte Substrat wird dann in einer Atmosphäre bei 250ºC während einer Stunde thermisch behandelt. Diese thermische Behandlung bewirkt, daß ein Bereich der darunterliegenden Überzugsschicht 67, auf dem die transparenten Elektroden 69 nicht ausgebildet sind, mit Sauerstoff reagiert, um allmählich in Schwarz umgewandelt zu werden, wobei so die zweiten lichtabschirmenden Abschnitte 83 gebildet werden. Die Farbe dieses Bereichs der darunterliegenden Überzugsschicht 67, der die darauf gebildeten transparenten Elektroden 69 aufweist, wird nicht geändert, weil dieser Bereich einen hohen Wärmewiderstand aufweist und die transparenten Elektroden 69 Sauerstoff abschirmen können.
Die streifenförmigen ersten lichtabschirmenden Abschnitte 75 und die streifenförmigen zweiten lichtabschirmenden Abschnitte 83, die zu den erstgenannten Abschnitten senkrecht sind, wenn sie in obiger Weise gebildet werden, können lichtabschirmende Abschnitte im wesentlichen in einem Matrixmuster um die Pixelabschnitte herum liefern.
Danach wird der aus einem Polymerharz bestehende Orientierungsfilm 70 beschichtet, und die resultierende Struktur wird getrocknet, um dadurch das zweite Elektrodensubstrat 54 zu bilden.
Das erste Elektrodensubstrat 52 und zweite Elektrodensubstrat 54, die wie oben beschrieben hergestellt werden, sind einander gegenüberliegend angeordnet, und ihre Randabschnitte sind durch ein Dichtmittel abgedichtet, um eine Flüssigkristallzelle zu schaffen. Die Flüssigkristallverbindung 56 mit einem dem Flüssigkristallmaterial hinzugefügten Chiralmittel ist zwischen beiden Elektroden sandwichartig angeordnet. Die ersten und zweiten transparenten Elektroden 62 und 69 sind ferner einzeln mit einer (nicht dargestellten) Elektrodentreibereinrichtung verbunden, wobei somit die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vollendet ist.
In der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform sind die ersten und zweiten lichtabschirmenden Abschnitte 75 und 83, die jeweils eine Streifenform aufweisen, so gebildet, daß sie zueinander senkrecht sind, wobei somit eine lichtabschirmende Matrix geschaffen ist. Dies verlangt im Gegensatz zum Stand der Technik kein Drukken eines Matrixmusters mit Öffnungsabschnitten, so daß die Öffnungsabschnitte nicht einfarbig bestrichen werden müssen, was somit die Produktionsausbeute signifikant verbessert. Wenn die ersten und zweiten lichtabschirmenden Abschnitte 75 und 83 unter Verwendung der ersten und zweiten transparenten Elektroden 62 und 69 als Masken gebildet werden, können außerdem die lichtabschirmenden Abschnitte an den Randabschnitten der Pixel mit hoher Genauigkeit gebildet werden.
Weil nicht mehrere Photolithographieschritte erforderlich sind, kann außerdem eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit hoher Produktivität hergestellt werden.
Obwohl die transparenten Elektroden des ersten Elektrodensubstrats in dieser Ausführungsform so gebildet sind, daß sie zu den Streifen der Farbabschnitte senkrecht sind, können diese Elektroden parallel zu den Streifen ausgebildet sein. In diesem Fall sollten natürlich die transparenten Elektroden des zweiten Elektrodensubstrats zu den ersten transparenten Elektroden senkrecht ausgebildet sein.
Wie oben ausführlich beschrieben wurde, kann das vorliegende Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung die Produktivität bei geringen Kosten verbessern, indem die Herstellung besonders des Farbfilterabschnitts erleichtert wird. Die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte Flüssigkristall Anzeigevorrichtung weist einen ausgezeichneten Wärmewiderstand und eine ausgezeichnete Haltbarkeit auf und kann somit ein qualitativ hochwertiges Bild für eine lange Zeit spanne anzeigen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die erste und zweite Substrate (2, 52; 4, 54) enthält, die jeweils eine transparente Elektrode (12, 62, 17, 69) auf einer Innenfläche davon aufweisen, ein Farbfilter (18, 68), das auf dem ersten Substrat (2, 52) vorgesehen ist und mehrere, darauf ausgebildete Farbabschnitte (36, 86) aufweist, einen Flüssigkristallaufbau (6, 56), der sandwichartig zwischen die ersten und zweiten Substrate (2, 52; 4, 54) gelegt ist, und eine Treibereinrichtung zum Anlegen einer Spannung an die ersten und zweiten Substrate (2, 52; 4, 54), wobei das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist:

a) Bilden zumindest einer Überzugsschicht (28, 78, 67) auf zumindest einem lichtdurchlässigen Substrat (8, 58, 60) der ersten und zweiten Substrate (2, 52; 4, 54);

b) Bilden zumindest einer transparenten Elektrode (12, 62, 69) mit einer vorbestimmten Form auf der Überzugsschicht (28, 78, 67); und

c) Unterziehen des Bereichs (25, 75, 83) der Überzugsschicht (28, 78, 67), der nicht mit der transparenten Elektrode (12, 62, 69) bedeckt ist, einer Wärmebehandlung, um geschwärzt zu werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt eines Bildens der zumindest einen Überzugsschicht (28, 78, 67) ein Bilden einer Überzugsschicht (28, 78) auf den Farbabschnitten einschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Farbabschnitte (36, 86) in einem Streifenmuster ausgebildet ist und die transparente Elektrode (12, 62, 69) eine die streifenförmigen Farbabschnitte (36, 86) schneidende Streifenform hat.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Farbabschnitte (36, 86) in einem Streifenmuster ausgebildet ist und die erste transparente Elektrode (12, 62, 69) eine Streifenform hat, die sich parallel zu den streifenförmigen Farbabschnitten (36, 86) erstreckt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt eines Bildens zumindest einer transparenten Elektrode (12, 62, 69) ein Bilden transparenter Elektroden (12, 69) auf denjenigen Bereichen der Überzugsschicht (28, 78, 67) einschließt, die einzelnen Pixeln entsprechen, und dadurch, daß das Verfahren

ferner nach dem Behandlungsschritt c) einen Schritt eines Bildens eines transparenten leitenden Dünnfilms auf den transparenten Elektroden (12, 62, 69) entsprechend den einzelnen Pixeln und auf der Überzugsschicht (28, 78) aufweist, um die transparenten Elektroden (12, 62, 69) miteinander elektrisch zu verbinden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt eines Bildens zumindest einer Überzugsschicht (28, 78, 67) ein Bilden einer Überzugsschicht (67) auf dem lichtdurchlässigen Substrat (60) des zweiten Substrats einschließt.