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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Farbanzeige
Vorrichtung, um eine insbesondere klare und kontrastreiche
Farbdarstellung zu ermöglichen.
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Eine herkömmliche Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung
für eine Vollständige Farbenanzeige ist als Stand der
Technik z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift Nr.
88986/1985 offenbart. Diese Vorrichtung umfaßt
transparente Elektroden, die als Rufelektrode und als
Abtastelektrode arbeiten, und zwar jeweils auf gegenüberliegenden
Oberflächen zweier transparenter Substrate, die einander
gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die eine Rufseite
der transparenten Elektrode in zwei Schichten aufgebaut
ist, zwischen denen eingefärbte Farbfilter-Filme rot, grün
und blau zwischen den transparenten Elektroden eingefügt
sind, und bei welchen jede Elektrode elektrisch mit
Ausnahme
des Anzeigeteiles elektrisch miteinander verbunden
sind. An der gesamten Flüssigkristall-Schicht kann dann
eine gleichförmige Spannung eingeprägt werden, um eine
klare Farbanzeige zu erhalten.
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Da die Farbfilter-Filme durch Einfärben gebildet werden,
zersetzen sich die Farbfilter-Filme jedoch bei einer nach
dem Stand der Technik bekannten
Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung in Ätz-Reagenzien, wenn die zweite Schicht
der farblosen Elektrode durch Fotoätzen gebildet wird, was
einer entsprechenden Produktivität hinderlich ist.
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Wenn ferner bei der Herstellung der zweiten Schicht der
farblosen Elektrode mittels eines Ablös-Prozesses gebildet
wird, kann der Elektrodenfilm nicht verstärkt werden,
wodurch sich das Problem ergibt, daß es sehr schwer ist,
praktisch einen Film mit niedrigem Widerstand
herzustellen, nämlich den Widerstandswert der gesamten farblosen
Elektrode zu vermindern.
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Eine Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der EP-A-224 040 bekannt.
Fig. 2 dieser Druckschrift offenbart einen
Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung mit einem klaren Substrat mit
einem Muster transparenter Elektroden, wobei jede
Elektrode mit einer ersten Schichtelektrode elektrisch mit
einer zweiten Schichtelektrode über eine Vielzahl von
Nadellöchern in einem Farbfilter verbunden ist, die
zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten
Elektrodenschicht eingefügt sind.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine
Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung zu schaffen, die im Sinne einer
ausreichenden Produktivität hergestellt werden kann und die
dabei eine kontrastreiche Farbanzeige gewährleistet.
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Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Unteransprüche 2 und 3 betreffen eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
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Bei der erfindungsgemäßen
Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung wird eine Konstruktion vorgeschlagen, bei welcher
ein opaker Metallfilm in den Nadellöchern angeordnet ist,
um die ersten und zweiten Elektrodenschichten elektrisch
zu verbinden.
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Dadurch kann eine gleichmäßige Treiberspannung an der
gesamten Flüssigkristallzelle eingeprägt werden, so daß
eine kontrastreiche Farbanzeige erhalten wird. Da der
opake Metallfilm in dem Nadelloch Vorgesehen ist, kann
somit eine Verschlechterung des Anzeigekontrastes aufgrund
des durch das Nadelloch fallenden Lichtes nicht auftreten.
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Mittlerweile kann der Farbfilter-Film durch verschiedene
Maßnahmen gebildet werden, wobei jedoch dann, wenn er
durch eine elektrolytische Abscheidung (Galvanisierung)
gebildet ist, er sich niemals in einem Fotoätz-Reagenz
beim Bilden der zweiten Schicht der durchsichtigen
Elektrode zersetzen kann, wodurch die Produktivität erhöht
wird.
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Wie oben beschrieben, sind erfindungsgemäß eine Vielzahl
von Nadellöchern in einem Farbfilter-Film Vorgesehen,
wobei eine erste Schicht und eine zweite Schicht der
transparenten Elektrode in einem Mehr-Schicht-Aufbau durch
einen opaken Metallfilm verbunden sind, der in dem
Nadelloch eingefügt ist, weshalb das Licht nicht durch die
Nadelöffnung fallen kann; dadurch ist ein kontrastreiches
und klares Farbbild erhältlich, und wobei ferner der
Farbfilter-Film z. B. durch elektrolytische Abscheidung
(Galvanisierung) gebildet werden kann, wodurch die
Produktivität verbessert wird.
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Ein Weg zur Ausführung der Erfindung wird nachfolgend im
Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben,
die bestimmte Ausführungsformen darstellen. Dabei zeigen
im einzelnen:
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Fig. 1 eine Zeichnung, die einen Hauptteil einer
erfindungsgemäßen
Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung zeigt;
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Fig. 2 eine Strukturzeichnung im Querschnitt
längs der Linie A-A in Fig. 1;
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Fig. 3 eine Strukturdarstellung im Querschnitt
längs der Linie B-B in Fig. 1;
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Fig. 4-11 ein Herstellungsverfahren, wobei
Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung ist, die den
Zustand beim Bilden der ersten Elektrode
zeigt;
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Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung zeigt, die
den Zustand beim Auflegen eines
Fotowiderstandes zeigt;
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Fig. 6 eine Zeichnung zeigt, die ein Beispiel
zeigt, bei welchem ein
Nadelloch-Fotowiderstand in einer Reihe pro Elektrode vor
gesehen ist;
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Fig. 7 eine Zeichnung zeigt, die ein Beispiel
wiedergibt, bei welchem der
Nadelloch-Fotowiderstand in gleichen Intervallen
kleiner als ein Rastergrundmaß eines
Punkt-Anzeigeteiles im Abstand voneinander
angeordnet sind;
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Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung zeigt, die
den Zustand beim Herstellen des
Farbfilter-Filmes wiedergibt;
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Fig. 9 eine Querschnittsdarstellung zeigt, die
den Zustand beim Herstellen einer
Nadelöffnung in dem Farbfilter-Film zeigt;
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Fig. 10 eine Querschnittsdarstellung zeigt, die
den Zustand beim Herstellen eines opaken
Metallfilms in dem Nadelloch zeigt; und
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Fig. 11 eine Querschnittsdarstellung zeigt, die
den Zustand beim Herstellen einer zweiten
Elektrode zeigt.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden
nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Draufsicht, in welcher ein Hauptteil
der erfindungsgemäßen
Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung gezeigt ist, bei welcher der Fall gezeigt ist, daß
eine Farb-Punkt-Matrix-Anzeige ausgeführt ist. Fig. 2
und 3 sind Querschnittsdarstellungen längs der Linie A-A
bzw. B-B von Fig. 1. In den Zeichnungen ist mit 1 und 2
jeweils ein Glassubstrat oder jeweils ein transparentes
Substrat bezeichnet, welches die Flüssigkristallzelle
bildet. Polarisationsplatten 3, 4 sind an der Außenseite
davon vorgesehen und einander gegenüberliegend angeordnet.
Somit weist eine durchsichtige Elektrode 5 einen Mehr-
Schicht-Aufbau mit einer Rufelektrode, die ah dem einen
Glassubstrat 1 vorgesehen ist, einem Farbfilter-Film 6 in
rot (R), grün (G) und blau (B), der zwischen der ersten
Elektrode 5a und der zweiten Elektrode Sb zwischengefügt
ist, wodurch zwei Schichten der Elektrode 5 gebildet sind,
und mit einem Orientierungsfilm 7 auf, der auf der
durchsichtigen Elektrode 5 Vorgesehen ist.
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Ferner ist eine transparente Elektrode 8 oder Scanner-
oder Abtastelektrode auf der Innenseite des anderen
Glassubstrates 2 vorgesehen, auf welchem der Orientierungsfilm
9 vorgesehen ist. Schließlich ist ein Flüssigkristall 10
zwischen den beiden Glassubstrat-Trägern 1, 2
eingeschlossen, und zwar mittels eines Dichtungsklebers 11 und einem
Enddichtungs-Kleber 12.
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Eine Vielzahl von Nadellöchern (Durchgangslöchern) 13 sind
in dem Farbfilter-Film 6 gebildet, und ein opaker
Metallfilm 13a ist gebildet und dazwischen eingefügt, z. B.
mittels elektrolytischer Abscheidung (Galvanisierung)
zwischen den ersten und zweiten Elektroden 5a, 5b in dem
Nadelloch 13. Somit sind die ersten und zweiten Elektroden
5a, 5b elektrisch verbunden. Wenn dann eine
Treiberspannung an die transparente Elektrode 5 mit Multi-Schicht-
Aufbau und die andere transparente Elektrode 8 an eine AC-
Versorgung (Wechselstromversorgung) 14 gelegt ist, dann
arbeitet ein Punkt-Anzeigeteil 15 als Punktanzeige,
wodurch ein vorbestimmtes Farbbild als ganzes darstellbar
ist. Die Nadelöffnung 13 ist in der gleichen Anzahl (2
Stück in der Zeichnung) an jeder Punktanzeige 15
vorgesehen, und ferner ist eine Hintergrundbeleuchtung für die
Farbanzeige in diesem Falle notwendig.
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In der
Punkt-Matrix-Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung, wie vorstehend konstruiert, ist der Farbfilter-Film
6 entsprechend dem Punkt-Anzeigeteil 15 Vorgesehen, wobei
eine Vielzahl von Nadellöchern 13 auf dem Farbfilter-Film
6 gebildet sind. Die erste Schicht und die zweite Schicht
der transparenten Elektrode 5 in dem Mehr-Schicht-Aufbau
sind auf einer Rufseite über den opaken Metallfilm 13a in
dem Nadelloch 13 verbunden.
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Folglich zeigt ein elektrischer Widerstandswert der
Rufelektrode parallele Widerstandswerte der ersten und
zweiten Elektrode 5a, 5b an, und somit wird der spezifische
Widerstand der ersten transparenten Elektrode 5a während
der Hitzebehandlung niedrig gehalten, die vor der Bildung
des Farbfilter-Filmes durchgeführt wird, wobei der Umstand
in beachtlichem Maße kompensiert wird, daß die zweite
Elektrode 5b einer Hitzebehandlung nur innerhalb der
Hitzebeständigkeits-Grenze des Farbfilter-Filmes 6
unterworfen wird. Somit kann der Widerstand der zweiten Elektrode
5b, der nicht verringert werden kann, im Sinne der
vorstehend erwähnten parallelen Widerstandswerte befriedigend
kompensiert werden. Demgemäß wird ein befriedigender
niedriger elektrischer Widerstandswerte für die Auflage der
Rufelektrode erhalten, und eine gleichmäßige
Treiberspannung kann auf der gesamten Flüssigkristall-Zelle
eingeprägt werden, wodurch man eine kontrastreiche und klare
Farbanzeige erhält.
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Da ferner der Farbfilter-Film 6 unter der zweiten
Elektrode 5b liegt, ist eine elektrostatische Kapazität des
Farbfilter-Filmes 6 nicht von großem Einfluß, und eine
Verzerrung der Treiberspannung tritt nicht auf. Demgemäß
kann eine Farbstreuung vermieden werden, wodurch man ein
Bild in klarer Farbwiedergabe erhalten kann.
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Wenn ein Nadelloch 13 mit einer Größe von 50 um oder
weniger gebildet wird, dann ist die Größe zu gering um bemerkt
zu werden, so daß der Anzeigeeffekt hierdurch nicht
verhindert wird. Da ferner der in dem Nadelloch Vorgesehene
opake Metallfilm 13a verhindert, daß Hintergrundlicht
durch das Nadelloch 13 fällt, kann man ein klares Farbbild
erhalten. Wählt man ferner Silber (Ag) als Material für
den metallischen Film 13a, so erhält man hierüber durch
Elektroplatieren (Galvanisierung) oder andere Verfahren
einen porösen Oberflächenzustand, weshalb sie dunkel
aussieht,
so daß eine Reflexion von Fremdlicht von der
Frontseite her verhindert werden kann, wodurch man ein klares
Farbbild erhält.
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Nachfolgend wird ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens
der wie vorstehend erläutert aufgebauten Farbkristall-
Farbanzeigevorrichtung beschrieben. Dabei wird in der
Beschreibung ausschließlich Bezug genommen auf ein
Herstellverfahren bezüglich der transparenten Elektrode in
einem Zwei-Schicht-Aufbau gemäß Fig. 4 bis 11.
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(1) Zuerst wird ein transparenter leitender Film (ITO oder
dergleichen) auf dem Glassubstrat 1 gebildet, wodurch eine
Flüssigkristall-Zelle durch Zerstäubung oder andere
Verfahren erzeugt wird, und dann wird die erste Elektrode 5a,
d. h. die erste Schicht der Elektrode 5a, mittels
Fotoätzens (Fig. 4) gebildet.
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(2) Ein Fotowiderstand 16 wird auf die erste Elektrode 5a
mittels eines Rollüberzugs oder dergleichen (Fig. 5)
aufgebracht.
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(3) Der vorstehend erwähnte Fotowiderstand 16 wird mittels
Photolithographie punktähnlich (Nadelloch-Größe)
umgeformt.
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In diesem Falle ist eine Photolithographie mit einer
Maskenausrichtung notwendig, um Nadellöcher 13 in einer Reihe
pro Elektrode zu bilden, wie in Fig. 6 gezeigt ist, wobei
jedoch der Anteil des durch jeden Punkt-Anzeige-Teils 15
durchfallenden Lichtes und ein Verbindungswiderstandswert
der ersten und zweiten Elektrode 5a, 5b gleichförmig wird.
Fig. 6 (a) zeigt eine Querschnittsdarstellung und Fig.
6 (b) eine Draufsicht.
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Wie ferner in Fig. 7 gezeigt ist, sind benachbarte
Nadellöcher
in gleichförmigen Abständen zueinander angeordnet,
wobei der Abstand kleiner sein kann als ein Grundmaß des
Punktanzeigeteiles 15; eine Maskenausrichtung kann für die
Bildung der Nadellöcher 13 in diesem Falle übergangen
werden, und eine Streuung des durchfallenden Lichtes und
der oben erwähnte Elektroden-Anschluß-Widerstandswert kann
minimiert werden. Fig. 7 (a) ist eine
Querschnittsdarstellung und Fig. 7 (b) eine Draufsicht.
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(4) Nachfolgend wird der Farbfilter-Film 6 auf der ersten
Elektrode 5a aufgetragen, der mit dem Fotowiderstand 16
entsprechend der bekannten Galvanisierung (Fig. 8)
versehen ist.
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Da ein Abschnitt des punktförmigen Fotowiderstandes 16
elektrisch isoliert ist, kann der Farbfilter-Film 6 in
diesem Falle nicht aufgebracht werden.
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(5) Vor dem Separieren und Entfernen des Fotowiderstandes
16 wird das Glassubstrat 1 auf Sinter-Temperatur geheizt,
wobei sich der Fotowiderstand 16 in einer Trennlösung
auflöst, aber der Farbfilter-Film 6 sich nicht auflöst, so
daß eine Vielzahl von punktförmigen Nadellöchern 13 in dem
Farbfilter-Film 6 gebildet sind (Fig. 9 und Fig. 10).
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In diesem Falle wird das Glassubstrat 1 auf die Sinter-
Temperatur aufgeheizt, um den Farbfilter-Film 6 vorläufig
zu härten.
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(6) Das Glassubstrat 1 wird auf Brenntemperatur
aufgeheizt, um den Farbfilter-Film 6 mit den darauf gebildeten
Nadellöchern 13 zu härten.
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(7) Der opake Metallfilm 13a, der eine poröse Oberfläche
aufweist, die opak ist und kaum das Licht reflektiert,
wird aus Silber (Ag) oder dergleichen auf dem Substrat
gebildet, welches den vorstehend erwähnten gehärteten
Farbfilter-Film 6 aufweist, welcher darauf durch
elektrolytische Abscheidung, wie beispielsweise Elektroplatieren
oder dergleichen, aufgetragen wird.
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In diesem Falle haftet der metallische Film 13a nur auf
einem Abschnitt der trasparenten Elektrode, und zwar in
der mit dem Farbfilter-Film 6 Versehenen Nadelöffnung
exponiert.
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Dann kann der opake und poröse Metallfilm 13a leicht durch
Auflösung von Silber-Jodid (AgI) mittels eines organischen
Löschungsmittels (Methanol, Acetonnitril oder dergleichen)
erhalten werden und durch gesteuertes Anlegen einer
geeigneten Platierungs-Spannung.
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Somit kann nicht nur das Licht von der Rückseite
abgehalten, sondern auch eine Reflexion des Störungslichtes von
der Frontseite unterdrückt werden, wodurch eine
Verschlechterung der Reinheit (Qualität) der Anzeigefarben
ferner gewährleistet wird.
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(8) Nachfolgend wird die zweite Elektrode Sb, d. h. die
zweite Schicht der Elektrode Sb, mittels der gleichen
Fotomaske wie im Falle der ersten Elektrode 5a gebildet,
Fig. 11. In diesem Falle wird der transparente leitende
Film ebenso zuerst gebildet, und dann wird die zweite
Schicht durch Fotoätzen erzeugt.
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Da die gleiche Fotomaske wie in der ersten Schicht genutzt
wird, können in diesem Falle die Kosten für die Maske
gespart werden, und eine Ausrichtung mit hoher Präzision
erzielt werden.
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Ferner ist die erste und zweite Elektrode 5a, 5b
elektrisch miteinander durch den opaken Metallfilm 13a in dem
Nadelloch 13 Verbunden sind; hierdurch erhält man die
transparente Elektrode 5 mit einem Mehr-Schicht-Aufbau.
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(9) Das Glassubstrat 1 wird erneut bei einer kritischen
Behandlungstemperatur zur Verbesserung der Haftwirkung der
zweiten Elektrode Sb und des Farbfilter-Filmes 6 erhitzt.
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Das Glassubstrat mit der Rufelektrode im
Mehr-Schicht-Aufbau wird, wie oben beschrieben, gebildet und dann wird die
Punkt-Matrix-Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung
anschließend hergestellt, und zwar in einem normalen
Verfahren ähnlich der Punkt-Matrix-Flüssigkristallzelle. Da
der Farbfilter-Film 6 entsprechend durch elektrolytische
Ausfällung gebildet wird, wird verhindert, daß der
Farbfilter-Film 6 beim Fotoätz-Verfahren (8) abgetrennt wird,
so daß dementsprechend die Produktivität erhöht werden
kann.
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Das Ausführungsbeispiel ergibt dann die Flüssigkristall-
Anzeigevorrichtung mit der Punkt-Matrix-Anzeige, wie
insbesondere vorstehend beschrieben, wobei angemerkt wird,
daß die Erfindung auch bei einer allgemeinen
Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung angewandt werden kann.