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Die Erfindung betrifft ein flexibles Flüssigkristalldisplay (LCD).
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In den letzten Jahren wurden Flachtafeldisplays immer beliebter, da sie flach und leicht sind und niedrigen Energieverbrauch zeigen. Zu derartigen Displays gehören beispielsweise LCDs, Plasmadisplaytafeln (PDPs), Vakuumfluoreszenzdisplays (VFDs) und Elektrolumineszenzdisplays (ELDs).
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Unter diesen Flachdisplays werden insbesondere LCDs in weitem Umfang für Notebooks, Monitore oder Fernseher anstelle der früher verwendeten Kathodenstrahlröhren eingesetzt, da sie neben den oben genannten Vorteilen auch noch ein hohes Kontrastverhältnis zeigen und gut bewegte Bilder anzeigen können.
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Bei einem LCD werden die optische Anisotropie und spezielle Polarisationseigenschaften von Flüssigkristallmolekülen genutzt, die sich als Ergebnis ihrer dünnen und langen Form speziell ausrichten lassen. Die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle kann durch Anlegen eines elektrischen Felds an sie eingestellt werden. Wenn die Stärke oder die Richtung des elektrischen Felds geändert wird, ändert sich auch die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle. Da einfallendes Licht auf Grund der optischen Anisotropie der Flüssigkristallmoleküle abhängig von deren Ausrichtung gebrochen wird, können Bilder durch Steuern der Lichttransmission angezeigt werden.
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Insbesondere werden LCDs mit aktiver Matrix (AM-LCDs) mit einem Dünnschichttransistor (TFT) als Schaltelement in weitem Umfang verwendet, da sie eine hohe Auflösung zeigen und bewegte Bilder sehr gut anzeigen können.
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Die 1 ist eine schematische Schnittansicht eines LCD gemäß dem Stand der Technik. Das dort dargestellte Anzeigeeinheit 1 verfügt über ein erstes und ein zweites Substrat 5 und 10, eine Flüssigkristallschicht 15 sowie eine Hinterleuchtungseinheit 90. Das erste und das zweite Substrat 5 und 10 sind einander zugewandt, und die Flüssigkristallschicht 15 ist zwischen sie eingefügt. Die Hinterleuchtungseinheit 90 ist unter dem ersten Substrat 5 angeordnet. Die Kombination aus dem ersten und dem zweiten Substrat 5 und 10 und der Flüssigkristallschicht 15 wird als Flüssigkristalltafel 30 bezeichnet. Das erste und das zweite Substrat 5 und 10 bestehen vorzugsweise aus transparentem Glas.
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Auf dem ersten Substrat 5 sind ein Pixelbereich P, der durch einander schneidende Gateleitungen und Datenleitungen (nicht dargestellt) definiert ist, sowie ein Schaltbereich S, in dem ein TFT T als Schaltelement ausgebildet ist, definiert. Der TFT T ist im Schnittbereich der Gateleitungen und der Datenleitungen angeordnet; er verfügt über eine Gateelektrode 25, eine Gateisolierschicht 45, eine Halbleiterschicht 40, eine Sourceelektrode 32 und eine Drainelektrode 34. Die Halbleiterschicht 40 besteht beispielsweise aus einer aktiven Schicht aus eigenleitendem amorphem Silicium, und einer ohmschen Kontaktschicht aus mit Fremdstoffen dotiertem amorphem Silicium.
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Auf dem TFT T ist eine Passivierungsschicht 55 ausgebildet, die ein die Drainelektrode 34 freilegendes Drainkontaktloch DCH enthält. Außerdem ist in jedem Pixelbereich P auf der Passivierungsschicht 55 eine Pixelelektrode 70 ausgebildet, die durch das Drainkontaktloch DCH hindurch mit der Drainelektrode 34 verbunden ist. Die Pixelelektrode 70 kann aus einem transparenten, leitenden Material, wie Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid (IZO) bestehen.
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Auf dem zweiten Substrat 10 ist eine Schwarzmatrix 12 zum Abschirmen der Gate- und Datenleitungen und des TFT T auf dem ersten Substrat ausgebildet. Auf der Schwarzmatrix 12 ist eine Farbfilterschicht 16 mit Unterfarbfiltern 16a, 16b und 16c für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) ausgebildet. Die Unterfarbfilter 16a, 16b und 16c entsprechen einem jeweiligen Pixelbereich P. Außerdem ist auf der Farbfilterschicht 16 eine gemeinsame Elektrode 75 ausgebildet, die beispielsweise aus einem transparenten, leitenden Material wie ITO oder IZO besteht. Auf der Pixelelektrode 70 und der gemeinsamen Elektrode 75 kann eine erste bzw. eine zweite Ausrichtungsschicht ausgebildet sein, was jedoch nicht dargestellt ist.
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Flüssigkristallmoleküle 11 in der Flüssigkristallschicht 15 werden durch ein vertikales elektrisches Feld angesteuert, das zwischen der Pixelelektrode 70 und der gemeinsamen Elektrode 75 erzeugt wird, um dadurch die Lichttransmission zu steuern. Das Licht von der Hinterleuchtungseinheit 90 geliefert. Auf Grund der Farbfilterschicht 16 werden farbige Bilder angezeigt.
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Die Hinterleuchtungseinheit 90 enthält eine Kaltkathode-Leuchtstofflampe (CCFL), eine Heißkathode-Leuchtstofflampe (HCFL), eine Leuchtstofflampe mit externer Elektrode (EEFL) oder eine Leuchtdiode (LED) als Lichtquelle. Abhängig von der Art der Lichtquelle sind weitere Elemente vorhanden, beispielsweise eine Reflexionslage und eine optische Folie.
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In jüngerer Zeit wird für verschiedene Modelle von LCDs für das erste und zweite Substrat 5 und 10 ein flexibles Substrat, beispielsweise aus Kunststoff oder einem flexiblen Metall, verwendet, um ein flexibles LCD zu erhalten. Unglücklicherweise besteht die Hinterleuchtungseinheit 90 aus einem starren Material, beispielsweise einem Glassubstrat, so dass Einschränkungen betreffend das Bereitstellen flexibler LCDs bestehen.
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Aus der
US 2004/0183958 A1 ist eine Anzeigevorrichtung mit einer Flüssigkristallzelle und einer Hinterleuchtungseinheit, die von einer Vielzahl von Halteelementen sowie von einem Befestigungsabschnitt zusammengehalten werden, bekannt. Die Flüssigkristallzelle enthält einen Flüssigkristall zwischen zwei transparenten Kunststoffsubstraten, von denen das eine als Arraysubstrat mit einer Vielzahl von Dünnschichttransistoren und das andere als Farbfiltersubstrat ausgebildet ist. Die beiden Substrate werden im Bereich ihrer Peripherie durch ein Abdichtmittel abgedichtet. Die Hinterleuchtungseinheit umfasst ein flexibles Substrat aus Kunststoff oder dergleichen, auf dem eine OELD ausgebildet ist, auf der eine Vielfachbarriereschicht aus polymeren und anorganischen Filmschichten aufgebracht ist. Darauf wird dann eine zum Substrat der Hinterleuchtungseinheit entgegengesetzte Folie aufgebracht. Die Flüssigkristallzelle und die Hinterleuchtungseinheit sind somit getrennt voneinander ausgebildet und werden von den Halteelementen so aneinandergehalten, dass sie aufeinander gleiten können.
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Die
US 2003/0109286 A1 betrifft ein intelligentes Multimedia-Anzeigekommunikationssystem und beschreibt flexible Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, bei denen eine flexible OLED Hinterleuchtungseinheit verwendet wird, um ein flexibles LCD zu beleuchten.
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Die
KR 10-20008-0073942 A zeigt eine weitere flexible Anzeigevorrichtung und beschreibt ein Verfahren zum Herstellen derselben, mit Hilfe dessen die Gleichmäßigkeit zwischen den Pixeln verbessert werden kann. Die Anordnung einer OELD zusammen mit dem Dünnschichttransistorarray auf einem Substrat ist hier nicht gezeigt.
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Aus der
US 6,987,547 B2 ist ein Flüssigkristalldisplay bekannt, dessen Substrat aus Glas oder flexiblem Plastik besteht. Auf dem Substrat ist ein OLED Element angeordnet, auf dem eine Schutzschicht, eine gemeinsame Elektrode und ein erster Ausrichtfilm vorgesehen sind. Auf dem gegenüber liegenden Substrat sind eine Pixelelektrode sowie ein zweiter Ausrichtfilm aufgebracht. Zwischen den beiden Substraten ist in üblicher Weise ein Flüssigkristall aufgenommen. Ferner ist über dem OELD Element eine transparente Schutzschicht ausgebildet, um ein Eindiffundieren von Feuchtigkeit in das OELD Element von oben zu verhindern
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Die
US 2002/0196387 A1 beschreibt eine OELD Anzeigevorrichtung mit einem Substrat, einem Dünnschichttransistorarray, auf dem eine Zwischenschicht-Isolierschicht ausgebildet ist. Darauf befindet sich ein organisches Elektrolumineszenzelement, über dem der Flüssigkristall vorgesehen ist. Eine Gegenelektrode ist auf einem Gegensubstrat zusammen mit einer Farbfilteranordnung vorgesehen.
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Die
US 2005/0007517 A1 zeigt eine Flüssigkristallanzeige mit einer eingebauten OELD-Hinterleuchtungseinheit. Die Anordnung aus Flüssigkristallzelle und OELD umfasst ein unteres Substrat, eine organische Licht emittierende Diode (OLED), ein gemeinsames Substrat, das auf einer Seite aktive Elemente der OELD und auf der anderen Seite aktive Elemente der Flüssigkristallzelle aufweist, eine Flüssigkristallzelle und ein oberes Substrat. Die OELD weist eine organischen Stapelschicht, die eine transparente Anode umfasst, und eine reflektierenden Kathode auf. Das gemeinsame Substrat ist auf der organischen Stapelschicht angeordnet. Auf der Seite der Flüssigkristallzelle ist eine transparente Elektrode auf dem gemeinsamen Substrat angeordnet, gefolgt von einem eingebauten Polarisator, einer Ausrichtungsschicht für eine darüberliegende Flüssigkristallschicht, einer weiteren Ausrichtungsschicht, einem weiteren eingebauten Polarisator und transparenten Elektroden. Jeweils an den Rändern zwischen unterem Substrat und gemeinsamem Substrat sowie zwischen gemeinsamem Substrat und oberem Substrat sind Abdichtungsstrukturen angeordnet, um jeweils den Raum zwischen den Substraten abzudichten.
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Die OELD ist dabei größer als die Flüssigkristallzelle ausgebildet, wodurch auch die Abdichtung zwischen unterem Substrat und gemeinsamem Substrat außerhalb des Anzeigebereichs der Flüssigkristallzelle angeordnet ist.
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Die
US 2007/0030571 A1 offenbart ein sowohl emittierendes als auch reflektierendes Flüssigkristalldisplays mit einem ersten Substrat, einer Matrix-Schaltungsschicht auf dem ersten Substrat, in der Schaltelemente für die einzelnen Pixel angeordnet sind, und einer OELD-Anordnung auf der Matrix-Schaltungsschicht, die eine erste Elektroden- oder Anodenschicht auf der Matrix-Schaltungsschicht, eine organische Emissionsschicht oder eine Licht-emittierende Vorrichtungsschicht auf der Anodenschicht und eine zweite Elektroden- oder Kathodenschicht auf der Licht-emittierende Vorrichtungsschicht aufweist. Die Anodenschicht, die Licht-emittierende Vorrichtungsschicht und die Kathodenschicht sind in jedem Pixelbereich voneinander getrennt aufgebaut und werden an den Grenzen zwischen den Pixeln von einer isolierenden Schicht im Bereich der Anodenschicht und der Licht-emittierende Vorrichtungsschicht sowie von einer Passivierungsschicht im Bereich der Kathodenschicht getrennt. Die Passivierungsschicht ist auf der isolierenden Schicht und über der Kathodenschicht derart ausgebildet, dass sie die Kathodenschicht bedeckt und die Kathodenschicht in die einzelnen Kathoden der einzelnen Pixel unterteilt. Auch bedeckt die Passivierungsschicht zusammen mit der isolierenden Schicht Seitenflächen der OELD an den Rändern eines Anzeigebereichs. Im Anzeigebereich ist auf der Passivierungsschicht eine Flüssigkristallschicht LC aufgebracht, die auf der vom ersten Substrat abgewandten Seite von einem zweiten Substrat bedeckt ist. Auf dem zweiten Substrat ist eine transparente Elektrode angeordnet. Ferner ist eine gemeinsame Elektrode seitlich zwischen der transparenten Elektrode und der Matrix-Schaltungsschicht angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles LCD mit besonders flachem Aufbau und besonders hoher Flexibilität zu schaffen.
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Diese Aufgabe ist durch die LCD gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Diese LCD enthält flexible organische Elektrolumineszenzdioden (OELDs) als Lichtquelle, so dass keine Hinterleuchtungseinheit mehr erforderlich ist. Die OELDs können dabei einen Passivmatrixaufbau oder einen Aktivmatrixaufbau aufweisen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
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1 ist eine schematische Schnittansicht eines LCD gemäß dem Stand der Technik;
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2 ist eine Schnittansicht eines flexiblen LCDs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3A bis 3D sind Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für das LCD gemäß der ersten Ausführungsform;
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4A und 4B sind Draufsichten zum Veranschaulichen des Herstellprozesses gemäß den 3A und 3B;
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5 ist eine Schnittansicht eines flexiblen LCD gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
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6 ist eine Schnittansicht einer OELD für ein flexibles LCD gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Gemäß den 2 sowie 3A bis 3D verfügt ein LCD 101 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung über ein TFT-Substrat 105a und ein Farbfiltersubstrat 110a sowie eine Flüssigkristallschicht 115. Das TFT-Substrat 105a und das Farbfiltersubstrat 110a sind einander zugewandt, und die Flüssigkristallschicht 115 ist zwischen die beiden eingefügt. Sowohl das TFT-Substrat 105a als auch das Farbfiltersubstrat 110a sind flexibel. Die Kombination aus dem TFT-Substrat 105a und dem Farbfiltersubstrat 110a sowie der Flüssigkristallschicht 115 wird als Flüssigkristalltafel 130 bezeichnet. Flüssigkristallmoleküle L in der Flüssigkristallschicht 115 werden durch ein vertikales elektrisches Feld angesteuert. Bei anderen Ausführungsformen werden Flüssigkristallmoleküle L durch ein horizontales elektrisches Feld angesteuert.
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Auf einem ersten Substrat 105 sind ein Anzeigebereich AA zum Anzeigen von Bildern sowie ein Nichtanzeigebereich NAA am Umfang der Anzeigebereiche AA ausgebildet. Auf diesem ersten Substrat 105 sind eine OELD E als Lichtquelle, eine Pufferschicht 120 sowie ein Arrayelement A ausgebildet. Die OELD E ist vom Passivmatrixtyp. Sie verfügt über eine erste Elektrode 180 auf der gesamten Fläche des Anzeigebereichs AA, eine organische Emissionsschicht 182 auf der ersten Elektrode 180 und eine zweite Elektrode 184 auf der organischen Emissionsschicht 182. Die OELD E wird durch ein Treibersignal von einem Inverter (nicht dargestellt) selektiv ein- und ausgeschaltet. Das heißt, dass der Betrieb der OELD E durch den Inverter gesteuert wird. Die Elektrode 180 besteht aus einem ersten metallischen Material mit relativ niedriger Arbeitsfunktion, während die zweite Elektrode 184 aus einem zweiten metallischen Material mit relativ hoher Arbeitsfunktion besteht. Beispielsweise ist das erste metallische Material Calcium (Ca), Magnesium (Mg) oder Aluminium (Al), und das zweite metallische Material ist ITO oder IZO. Da die erste Elektrode 180 durch das erste metallische Material mit niedriger Arbeitsfunktion gebildet ist, ist die Barriere zwischen ihr und der organischen Emissionsschicht 182 verringert, so dass eine hohe Stromdichte erzielt werden kann.
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Die erste Elektrode 180 ist undurchsichtig, und sie dient als Kathode, während die zweite Elektrode 184 transparent ist und als Anode dient. Licht, das auf Grund der Rekombination von Elektronen und Löchern in der organischen Emissionsschicht 182 emittiert wird, läuft durch die zweite Elektrode 184. Daher wird dieses OELD E als ein solches vom nach oben emittierenden Typ bezeichnet. Die organische Emissionsschicht 182 besteht aus einem organischen Material, das weißes Licht emittieren kann. Da die OELD E auf der gesamten Fläche des Anzeigebereichs AA ausgebildet ist, ist durch die gesamte Fläche eines zweiten Substrats 110 eine ebene Lichtquelle gebildet.
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Obwohl es in der 2 nicht dargestellt ist, sind Enden der OELD E an den Rändern des Nichtanzeigebereichs NAA durch ein Abdichtungsmaterialmuster bedeckt, das aus einem transparenten Abdichtmaterial besteht, beispielsweise einem Abdichtmittel, einem Fotoacryl oder einem Polyimid.
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Das erste Substrat 105 besteht aus Kunststoff, Metall oder einer Metallfolie, um flexibel zu sein; es kann undurchsichtig sein. Der zweite Substrat 110 besteht aus einem Kunststoffmaterial, das flexibel und transparent ist. Wenn sowohl das erste als auch das zweite Substrat 105 und 110 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden, wird dazu ein Polymer verwendet, wie Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI) oder Polyethylennaphthalat (PEN). Die Substrate 105 und 110 auf Kunststoffbasis können eine mehrschichtige Struktur aufweisen, um eine Verbesserung der Feuchtigkeitsabsorptionseigenschaften und/oder der Antioxidationseigenschaften zu erzielen. Das Metall oder die Metallfolie für das erste Substrat 105 kann aus Eisen, einer Eisenlegierung, Al oder einer Al-Legierung bestehen.
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Die Pufferschicht 120 wird auf der OELD E aus einem anorganischen Isoliermaterial, wie Siliciumoxid (SiO2) oder Siliciumnitrid (SiNx), oder einem organischen Isoliermaterial, wie Benzocyclobuten, Photoacryl oder Polyimid hergestellt. Die Pufferschicht 120 kann eine Doppelschichtstruktur aus einem anorganischen und einem organischen Isoliermaterial aufweisen.
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Das Arrayelement A wird auf der Pufferschicht 120 hergestellt. Es verfügt über eine Gateleitung (nicht dargestellt), eine Datenleitung (nicht dargestellt), einen TFT T und eine Pixelelektrode 170. Die Gateleitung und die Datenleitung schneiden einander, um im Anzeigebereich AA einen Pixelbereich P zu definieren. Der TFT T ist im Schnittbereich der Gate- und der Datenleitung ausgebildet; er ist mit diesen beiden Leitungen verbunden. Der TFT T verfügt über eine Gateelektrode 125, eine Gateisolierschicht 145, eine Halbleiterschicht 140, eine Sourceelektrode 132 und eine Drainelektrode 134. Die Gateelektrode 125 ist mit der Gateleitung verbunden, und die Sourceelektrode 132 ist mit der Datenleitung verbunden. Die Halbleiterschicht 140 besteht bei der Ausführungsform aus einer Einzelschicht aus polykristallinem Silicium. Alternativ kann sie durch eine Doppelschicht aus eigenleitendem amorphem Silicium und einer ohmschen Kontaktschicht aus mit Fremdstoffen dotiertem amorphem Silicium bestehen. Die Drainelektrode 134 ist von der Sourceelektrode 132 beabstandet.
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Auf dem TFT T ist eine Passivierungsschicht 155 ausgebildet, die ein Drainkontaktloch DCH zum Freilegen der Drainelektrode 134 enthält. Die Pixelelektrode 170, die durch das Drainkontaktloch DCH hindurch mit der Drainelektrode 134 verbunden ist, ist in jedem Pixelbereich P auf der Passivierungsschicht 155 ausgebildet. Die Pixelelektrode 170 wird beispielsweise aus einem transparenten, leitenden Material hergestellt, wie Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid (IZO).
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Auf dem zweiten Substrat 110 wird eine Schwarzmatrix 112 zum Abschirmen der Gate- und Datenleitung sowie des TFT T auf dem ersten Substrat hergestellt. Auf der Schwarzmatrix 112 wird eine Farbfilterschicht 116 mit Unterfarbfiltern 116a, 116b und 116c für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) hergestellt. Diese Unterfarbfilter 116a, 116b und 116c entsprechen einem jeweiligen Pixelbereich P. Außerdem wird auf der Farbfilterschicht 116 eine gemeinsame Pixelelektrode 175 hergestellt, beispielsweise aus einem transparenten, leitenden Material wie ITO oder IZO. Obwohl es nicht dargestellt ist, können auf der Pixelelektrode 170 und der gemeinsamen Elektrode 175 eine erste bzw. eine zweite Ausrichtungsschicht hergestellt werden.
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Da sich die OELD E als Lichtquelle auf dem ersten Substrat 105 mit dem Arrayelement A befindet, ist keine Hinterleuchtungseinheit unter dem unteren Substrat erforderlich, so dass das LCD Vorteile einer geringen Dicke und eines niedrigen Gewichts zeigt. Außerdem ist das LCD 101 flexibel, da keine starre Hinterleuchtungseinheit vorhanden ist. Darüber hinaus kann die OELD E, da sie vom Passivmatrixtyp ist, durch ein Abscheidungsverfahren mit Aufdampfen in der Wärme hergestellt werden, so dass der Herstellprozess für sie vereinfacht werden kann. Ferner bestehen auch Vorteile beim Herstellen von OELDs für ein großes Substrat. Da die OELD E als Lichtquelle dient, benötigt das LCD 101 keine Reflexionslage und optische Folie, wodurch die Dicke weiter verringert ist.
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Unter Bezugnahme auf die 3A bis 3D sowie 4A und 4B wird nun ein Herstellprozess für ein flexibles LCD gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert.
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Gemäß der 3A wird auf der gesamten Fläche des Anzeigebereichs AA des ersten Substrats 105 die erste Elektrode 180 dadurch hergestellt, dass ein oder zwei Metalle abgeschieden werden, die aus der Gruppe metallischer Materialien mit relativ niedriger Arbeitsfunktion ausgewählt wurden. Dazu gehören beispielsweise Calcium (Ca), Magnesium (Mg) und Aluminium (Al). Auf dem ersten Substrat 105 werden der Anzeigebereich AA und der Nichtanzeigebereich NAA definiert. Im Anzeigebereich AA werden der Pixelbereich P, der durch die sich schneidenden Gate- und Datenleitungen definiert wird, und ein Schaltbereich S(T) (2), in dem der TFT T (2) hergestellt wird, definiert. Das erste Substrat 105 besteht aus Kunststoff, Metall oder einer Metallfolie, um flexibel zu sein. Wenn das erste Substrat 105 beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial besteht, wird ein Polymer, wie Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI) oder Polyethylennaphthalat (PEN), verwendet. Die Substrate 105 und 110 auf Kunststoffbasis können eine mehrschichtige Struktur aufweisen, um eine Verbesserung der Feuchtigkeitsabsorptionseigenschaften und/oder der Antioxidationseigenschaften zu erzielen. Das Metall oder die Metallfolie für das erste Substrat 105 kann aus Eisen, einer Eisenlegierung, Al oder einer Al-Legierung bestehen.
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Als Nächstes wird die organische Emissionsschicht 182 durch Abscheiden eines organischen Materials auf der ersten Elektrode 180 und der gesamten Fläche des Anzeigebereichs AA ausgebildet. Diese organische Emissionsschicht 182 emittiert weißes Licht. Die zweite Elektrode 184 wird durch Abscheiden eines transparenten, leitenden Materials auf der organischen Emissionsschicht 182 und der gesamten Fläche des Anzeigebereichs AA hergestellt. Das transparente, leitende Material ist beispielsweise ITO oder IZO vom Pulvertyp. Das Material der zweiten Elektrode 184 verfügt über eine höhere Arbeitsfunktion als das der ersten Elektrode 180. Die erste Elektrode 180, die organische Emissionsschicht 182 und die zweite Elektrode 184 verfingen alle im Wesentlichen über dieselbe Form. Die erste Elektrode 180, die organische Emissionsschicht 182 und die zweite Elektrode 184 bilden die OELD E; sie werden durch ein Abscheideverfahren mit Verdampfen in der Wärme oder ein Schleuderbeschichtungsverfahren in einer einzelnen Prozesskammer hergestellt.
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Gemäß den 3B und 4B wird auf dem ersten Substrat 105 ein Abdichtungsmaterialmuster 135 so hergestellt, dass es die Ränder der OELD E bedeckt, um diese zu schützen. Insbesondere bedeckt das Abdichtungsmaterialmuster 135 eine Seitenfläche der organischen Emissionsschicht 182; es kann an den Grenzen des Anzeigebereichs AA und des Nichtanzeigebereichs NAA ausgebildet werden. Das Abdichtungsmaterialmuster 135 kann aus einem transparenten Abdichtungsmaterial hergestellt werden, beispielsweise einem Abdichtungsmittel, einem Photoacryl oder einem Polyimid.
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Gemäß der 3C wird auf dem Abdichtungsmaterialmuster 135 und der OELD E eine Pufferschicht 120 so hergestellt, dass sie vorzugsweise der gesamten Oberfläche des Anzeigebereichs AA entspricht. Die Pufferschicht 120 wird aus einem anorganischen Isoliermaterial, wie Siliciumoxid (SiO2) oder Siliciumnitrid (SiNx), oder einem organischen Isoliermaterial, wie Benzocyclobuten, Polyacryl oder Polyimid hergestellt. Die Pufferschicht 120 kann eine Doppelschichtstruktur aus einem anorganischen und einem organischen Isoliermaterial aufweisen. Alternativ kann auf die OELD E eine Pufferfolie aus Kunststoff mittels einer Klebeschicht auflaminiert werden. Durch das Abdichtungsmaterialmuster 135 und die Pufferschicht 120 kann hinsichtlich der Feuchtigkeitsabsorptionseigenschaften und/oder der Antioxidationseigenschaften eine Verbesserung für die OELD E erzielt werden.
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Als Nächstes wird auf der Pufferschicht 120 das Arrayelement A mit der Gate- und der Datenleitung, dem TFT T, der Passivierungsschicht und der Pixelelektrode hergestellt. Wie oben angegeben, schneiden die Gate- und die Datenleitung einander, um einen Pixelbereich P zu definieren. Der TFT T wird im Schnittabschnitt zwischen einer Gate- und einer Datenleitung im Schaltbereich S(T) positioniert. Die Passivierungsschicht enthält das die Drainelektrode des TFT T freilegende Drainkontaktloch, durch das hindurch die Pixelelektrode mit der Drainelektrode verbunden ist.
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Gemäß der 3D wird die Schwarzmatrix 112 in Gitterform auf dem zweiten Substrat 110 so hergestellt, dass sie den Gate- und Datenleitungen und den TFTs auf dem ersten Substrat 105 entspricht und diese abschirmt. Die Schwarzmatrix 112 verfügt über eine dem Pixelbereich P entsprechende Öffnung, in der die Farbfilterschicht 116 mit den Unterfarbfiltern 116a, 116b und 116c für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) hergestellt wird, so dass diese Unterfarbfilter einem jeweiligen Pixelbereich P entsprechen. Die gemeinsame Elektrode 175 wird durch Abscheiden eines transparenten, leitenden Materials, beispielsweise ITO oder IZO, auf der Farbfilterschicht 116 hergestellt.
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Als Nächstes wird im Nichtanzeigebereich NAA und dem ersten oder zweiten Substrat 105 bzw. 110 durch Auftragen eines Abdichtungsmittels ein Abdichtungsmuster 190 hergestellt. Dann werden das erste und das zweite Substrat 105 und 110 einander zugewandt angeordnet, und es wird UV-Licht eingestrahlt, damit das Abdichtungsmuster 190 aushärtet. Das heißt, dass der Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 105 und 110 durch das Abdichtungsmuster 190 abgedichtet wird. Als Nächstes wird die Flüssigkristallschicht 15 in diesen Raum eingefüllt. Alternativ kann die Flüssigkristallschicht 15 ausgebildet werden, bevor das erste und das zweite Substrat 105 und 110 aneinander befestigt werden.
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Das in der 5 dargestellte flexible LCD gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verfügt über eine als Lichtquelle dienende OELD E vom Aktivmatrixtyp. Da ansonsten keine wesentlichen Unterschiede zur ersten Ausführungsform bestehen, konzentriert sich die Erläuterung auf diese OELD E.
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Gemäß der 5 verfügt ein LCD 201 über ein TFT-Substrat 205a und ein Farbfiltersubstrat 210a sowie eine Flüssigkristallschicht 215. Das TFT-Substrat 205a und das Farbfiltersubstrat 210a sind aneinander zugewandt, und die Flüssigkristallschicht 215 ist zwischen sie eingefügt. Die Kombination aus dem TFT-Substrat 205a, dem Farbfiltersubstrat 210a sowie der Flüssigkristallschicht 215 wird als Flüssigkristalltafel 230 bezeichnet. Flüssigkristallmoleküle L werden durch ein vertikales elektrisches Feld angesteuert. Bei anderen Ausführungsformen können die Flüssigkristallmoleküle L durch ein horizontales elektrisches Feld angesteuert werden.
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Wie angegeben, ist die OELD E bei der zweiten Ausführungsform eine solche vom Aktivmatrixtyp. Sie verfügt über eine erste Elektrode 280 auf dem ersten Substrat 205, eine organische Emissionsschicht 282 auf der ersten Elektrode 280 sowie eine zweite Elektrode 284 auf der organischen Emissionsschicht 282. Die erste Elektrode 280 und die organische Emissionsschicht 282 sind in jedem Pixelbereich P angeordnet, während die zweite Elektrode 284 auf der gesamten Fläche des Anzeigebereichs AA angeordnet ist. Das heißt, dass die erste Elektrode 280 in einem Pixelbereich P von derjenigen in einem benachbarten Pixelbereich P getrennt ist. In ähnlicher Weise ist die organische Emissionsschicht 282 in einem Pixelbereich P von derjenigen in einem benachbarten Pixelbereich P getrennt. Sowohl die erste Elektrode 280 als auch die organische Emissionsschicht 282 sind inselförmig. Indessen verläuft die zweite Elektrode 284 in einem Pixelbereich P kontinuierlich mit derjenigen in einem benachbarten Pixelbereich P. Die organische Emissionsschicht 282 kann durch eine Bank 260 an den Grenzen eines jeden Pixelbereichs P isoliert werden. Andere Elemente zeigen dieselbe Struktur wie bei der ersten Ausführungsform.
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Auf Grund der OELD E als Lichtquelle auf dem ersten Substrat 205 mit dem Arrayelement A ist keine Hinterleuchtungseinheit unter dem unteren Substrat erforderlich, so dass auch das LCD gemäß dieser zweiten Ausführungsform geringe Dicke und niedriges Gewicht aufweist. Außerdem ist das LCD 201 flexibel, da keine starre Hinterleuchtungseinheit vorhanden ist. Darüber hinaus benötigt das LCD 201 keine Reflexionslage und optische Folie, da die OELD E als Lichtquelle dient, wodurch die Dicke des LCD 201 weiter verringert ist.
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Anhand der 6 wird nun die OELD E beim flexiblen LCD gemäß der zweiten Ausführungsform näher erläutert. In jedem Pixelbereich P des Anzeigebereichs AA und auf dem ersten Substrat 205 werden Scanleitung (nicht dargestellt) und eine Datentreiberleitung (nicht dargestellt) hergestellt. Im Schnittabschnitt der Scanleitung der Datentreiberleitung wird ein Treiber-TFT Td hergestellt, der eine Gatetreiberelektrode 225a, eine Treiber-Gateisolierschicht 245a, eine Treiber-Halbleiterschicht 240a und eine Treiber-Sourceelektrode 233a sowie eine Treiber-Drainelektrode 234a aufweist. Die Treiber-Halbleiterschicht 240a besteht bei der Ausführungsform aus einer Einzelschicht aus polykristallinem Silicium. Alternativ kann sie aus einer aktiven Schicht aus eigenleitendem amorphem Silicium und einer ohmschen Kontaktschicht aus mit Fremdstoffen dotiertem, amorphem Silicium bestehen.
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Im Nichtanzeigebereich wird auf dem ersten Substrat 205 ein Scankontaktfleck 252 hergestellt, und auf der Treiber-Gateisolierschicht 245 wird ein Datenkontaktfleck 262 hergestellt. Der Scankontaktfleck 252 ist mit der Scanleitung verbunden, und der Datenkontaktfleck 262 ist mit der Datenleitung verbunden.
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Auf dem Treiber-TFT Td und der Gateisolierschicht 245a wird eine Treiber-Passivierungsschicht 255 hergestellt, in der ein erstes bis drittes Kontaktloch CH1, CH2 und CH3 ausgebildet werden. Das erste Kontaktloch CH1 durch die Treiber-Passivierungsschicht und die Gateisolierschicht 245a legt den Scankontaktfleck 252 frei, und das zweite Kontaktloch CH2 legt den Datenkontaktfleck 262 frei. Das dritte Kontaktloch CH3 legt die Treiber-Drainelektrode 234a frei.
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Die erste Elektrode 280 wird auf der Treiber-Passivierungsschicht 255 hergestellt, wobei sie durch das dritte Kontaktloch CH3 hindurch mit der Treiber-Drainelektrode 234a verbunden wird. Die erste Elektrode 280 in einem Pixelbereich P ist von derjenigen in einem benachbarten Pixelbereich P getrennt. Auf der Treiber-Passivierungsschicht 255 werden eine Scankontaktfleckelektrode 254 und eine Datenkontaktfleckelektrode 264 hergestellt. Die Scankontaktfleckelektrode 264 ist durch das erste Kontaktloch CH1 hindurch mit dem Scankontaktfleck 252 verbunden, und die Datenkontaktfleckelektrode 264 ist durch das zweite Kontaktloch CH2 hindurch mit dem Datenkontaktfleck 262 verbunden. Gemäß der 6 werden die Scankontaktfleckelektrode 254 und die Datenkontaktfleckelektrode 264 aus einem anderen Material als die erste Elektrode 280 hergestellt, wobei sie allerdings aus demselben Material hergestellt werden können.
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Auf der ersten Elektrode 280 wird an den Grenzen jedes Pixelbereichs P eine Bank 260 so ausgebildet, dass sie eine dem Pixelbereich P entsprechende Öffnung aufweist. Die organische Emissionsschicht 282 wird auf der ersten Elektrode 280 und in der Öffnung der Bank 260 hergestellt. Wie oben angegeben, ist die organische Emissionsschicht 282 in einem Pixelbereich P von derjenigen in einem benachbarten Pixelbereich P getrennt. Das heißt, dass sie organische Emissionsschicht 282 Inselform aufweist. Außerdem wird die zweite Elektrode 284 auf der organischen Emissionsschicht 282 und der gesamten Fläche des Anzeigebereichs AA hergestellt. Die erste Elektrode 280, die organische Emissionsschicht 282 und die zweite Elektrode 284 bilden die OELD E. Wie oben angegeben, dient diese als Lichtquelle, so dass von der organische Emissionsschicht 282 emittiertes Licht auf die Flüssigkristallschicht 215 (5) fällt. Die erste Elektrode 280 wird aus einem ersten metallischen Material mit relativ niedriger Arbeitsfunktion hergestellt, beispielsweise Calcium (Ca), Magnesium (Mg) oder Aluminium (Al). Die zweite Elektrode 284 wird aus einem zweiten metallischen Material mit relativ hoher Arbeitsfunktion, beispielsweise ITO oder IZO, hergestellt. Da die erste Elektrode 280 aus dem ersten metallischen Material mit niedriger Arbeitsfunktion besteht, ist die Barriere zwischen ihr und der organischen Emissionsschicht 282 verringert, so dass eine hohe Stromdichte erzielt werden kann. Die zweite Elektrode 284 wird, wie angegeben, aus einem transparenten, leitenden Material, wie ITO oder IZO, hergestellt, so dass Licht von der OELD E auf die Flüssigkristallschicht 215 (5) fällt. Daher kann dieser Typ als nach oben emittierender Typ bezeichnet werden. Die organische Emissionsschicht 282 emittiert weißes Licht. Da bei dieser zweiten Ausführungsform die OELD E vom Aktivmatrixtyp ist, wird die Lichtstärke in jedem Pixelbereich P gesteuert.