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WO1991010340A1 - Elektrolumineszenz-flachdisplay und verfahren zur herstellung derartiger flachdisplays - Google Patents

Elektrolumineszenz-flachdisplay und verfahren zur herstellung derartiger flachdisplays Download PDF

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WO1991010340A1
WO1991010340A1 PCT/DE1990/000996 DE9000996W WO9110340A1 WO 1991010340 A1 WO1991010340 A1 WO 1991010340A1 DE 9000996 W DE9000996 W DE 9000996W WO 9110340 A1 WO9110340 A1 WO 9110340A1
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WO
WIPO (PCT)
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layer
electrodes
color filters
color
display
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE1990/000996
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Mahler
Regina MÜLLER-MACH
Gerd Otto MÜLLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Berlin Brandenburg Academy of Sciences and Humanities
Fraunhofer Institut fuer Nachrichtentechnik Heinrich Hertz Institute HHI
Original Assignee
Berlin Brandenburg Academy of Sciences and Humanities
Fraunhofer Institut fuer Nachrichtentechnik Heinrich Hertz Institute HHI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Berlin Brandenburg Academy of Sciences and Humanities, Fraunhofer Institut fuer Nachrichtentechnik Heinrich Hertz Institute HHI filed Critical Berlin Brandenburg Academy of Sciences and Humanities
Publication of WO1991010340A1 publication Critical patent/WO1991010340A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/30—Picture reproducers using solid-state colour display devices
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes
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    • H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
    • H05B33/28—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode of translucent electrodes

Definitions

  • the invention relates to an electroluminescent flat display and to a method for producing such flat displays.
  • the areas of application of flat displays are in particular where the use of cathode-ray picture tubes is not expedient or not possible, e.g. with very small or very large-format optical display means.
  • Their pixel pitch is in the range between ⁇ m and a few mm.
  • For small format displays e.g. In the case of handheld or tabletop devices, there are generally no extreme demands on the color range, the intensity grading, etc. Cathode-ray color picture tubes would therefore be far too complex for such purposes.
  • a large and large format reproduction of moving color images is, for example, in the standard of high-definition television (HDTV) and for a viewing distance that corresponds to approximately twice the picture height, with cathode ray picture tubes for weight and other reasons, in particular construction-related reasons, and therefore no longer possible and therefore only realizable with projection devices.
  • HDTV high-definition television
  • flat displays offer the high resolution required for HDTV and are then competitive with projection devices or superior to those for home use, for example, if an otherwise comparable picture quality is achieved .
  • the essential target parameters can in principle be met with both plasma and liquid crystal and with electroluminescent flat displays. The following points of view speak in favor of electroluminescence thin film Giving displays good prospects for use in large quantities.
  • the excellent structuring ability of the electroluminescent display according to the invention up to color triple or quadruple dimensions in the range of a few ⁇ m enables use for spectacle displays, e.g. for future three-dimensional or stereoscopic HDTV applications in which the left-eyed image is imprinted on the left spectacle lens display, the right-eyed image is embossed on the right spectacle lens display.
  • the invention is based on a prior art as represented in this area by publications by S. Tanaka et al from the Tottori University in Japan.
  • this electroluminescence test pattern resembled the rule in that a film package comprising a transparent electrode, a first single-layer or multi-layer insulator film, a single-layer or multi-layer active semiconductor film and a second single-layer or multi-layer film was placed on a glass substrate Insulator film and a second electrode made of metal.
  • a simple and appropriate application of organic filters to the front of the glass substrate for these investigations is not acceptable in a large-scale implementation because the color filters are at least 1 mm thick from the emission layer. are separated and a good color impression only arises when viewed almost vertically, since a parallax occurs between the filter and the light source at an oblique angle.
  • the aim of the invention is small, but above all large-format, electroluminescent specialist displays which enable two, multiple or full colors and are distinguished by high image quality, low power consumption and low weight, and cost-effective production by means of flow production Enabling and automation of the manufacturing processes with good compatibility of less complex technological operations.
  • the invention is therefore based on the object of specifying an arrangement for a flat electroluminescent display, in which case a thin-film structure with white emitter and with color filters is to be assumed, and in which the viewing angle is not caused by parallax or interference effects is restricted.
  • the control of the pixels of the arrangement should take place, as is known per se, in the case of flat displays of a different type, but also with a pixel grid dimension already in the mm range.
  • the manufacturing process should be able to be carried out in as few subsections as possible with operations for which similar or, if possible, no special conditions with regard to vacuum, temperature, clean room conditions etc. have to exist, and which make it possible to position structures in perform different layers with little effort.
  • the layer pair ⁇ ket-carrying substrate plate is designed as the rear of the display, one in the layer package on the substrate plate Structured layer made of a metal as reflective electrodes, the first layer made of insulator material, the layer made of active phosphor or semiconductor material, the second layer made of insulator material and the second structured layer made of electrically highly conductive material as optically transparent electrodes in the order mentioned are arranged, and the color filters cover the transparent electrodes and form the further layer which is located on the front of the display facing
  • Forms of embodiment of the invention can namely differ significantly both in terms of the color and the format of a flat display and otherwise have a large number of identical or largely similar structural details.
  • the layer thicknesses and the materials of the solids are independent of whether it is the version as a variant for e.g. small-format, two-color alphanumeric representations or as the most convenient variant for large-format, full-color moving image reproduction in the HDTV standard.
  • the image pixel dimension in the mm range is decisive for the dimensions of the electrodes.
  • a full-color display requires triple color filters, i.e. it requires an area of e.g. 1 mm for each pixel. If only two colors are required per pixel in a flat display and the electrodes are designed in the same dimensions as for a full-color display, the is reduced
  • the pixel matrix can be controlled in series or columns.
  • the elements of the color triples per pixel must be very easy to mix, a two-color or multi-color flat display with a lower number of brightness levels of individual colors that are not to be mixed within a pixel, however, requires a less complex one in this respect Control.
  • the first layer structured as reflective electrodes, made of electrically conductive material
  • the second layer structured as transparent electrodes, made of electrically conductive materials.
  • a layer of indium-doped tin oxide, the layer of insulating material arranged adjacent to the respective layer of electrically good conducting material is formed in one or more layers and the layer of active phosphor or semiconductor material is in one or more layers and contain a layer of Sr (S, Se): Ce and / or SrS.Eu.
  • a second embodiment which is also advantageous as a further development of the aforementioned, relates to forming the reflective electrodes in strips and arranging them along an axis of symmetry of the substrate plate, and also to forming the transparent electrodes in strips, but orthogonally to the reflecting electrodes to be arranged continuously and as elements in two or more different colors and in a repetitive pattern for pixels, to form the color filters in strips and to arrange the transparent electrodes covering and in their direction, with each crossing point of one of the reflective electrodes and one of the transparent electrodes Electrodes forms a freely selectable pair of electrodes in a two-color, multi-color or full-color display.
  • the elements of the pixels are arranged in a repeat pattern of color squares.
  • the advantage of this is that, for example for weakly transmitting color filters, in particular for blue, in the case of pixels which function as a color triple, a larger radiation area is available for such colors.
  • the brightness of each of the two colors can be graduated more finely in this way.
  • a capping forming the front of the display can be arranged particularly expediently on the layer layer of the color filter. This serves as protection against contact and corrosion for the flat display and, in the case of smaller-sized flat displays, also for stabilizing the MISIM layer package and the color filter layer on the substrate plate.
  • a further embodiment which can be also applied to all inventive flat panel displays in the aforementioned embodiments advantageously, be ⁇ runs out to trigger the 'displays only on one longitudinal and one transverse side for the rows or columns of Arrange matrix electronic circuits. This is favorable both for a hybrid and for an integrated construction of flat displays and their associated electronic circuits.
  • the problem to be solved is to form a layer package on a substrate plate, which has a first structured layer made of electrically highly conductive material, a first layer made of insulator material, and a middle one Has layer of active phosphor or semiconductor material, a second layer of an insulator material and a second structured layer of electrically highly conductive material and a further structured layer layer in which color filters for the pixel elements are arranged.
  • the method according to the invention provides for the substrate plate, the lower surface of which subsequently forms the rear front of the display, to be provided on its upper surface with reflective electrodes made of metal, as the first structured layer made of electrically highly conductive material, then via and between the reflective 'electrodes, the first layer of insulating material, above the middle layer of active fluorescent or Halbleiterma; or more layers to separate, and erial dar ⁇ off via the second layer of insulator material, each ganz ⁇ surface and, on the second Layer of insulator material to deposit an electrically well-conducting and optically transparent material as a first homogeneous layer over the entire surface, now the further layer layer with the color filters on the front of the display over the initially still full-surface layer made of the optically transparent and electrically well-conductive material build up and then To form transparent electrodes covered by color filters, the structure of the color filters can be used as a mask for self-adjusting structuring of the layer made of the optically transparent, electrically conductive material.
  • the deposition of an optically transparent, electrically highly conductive material also belongs to conventional, already tried-and-tested technologies for the production of electroluminescence thin-film displays. In the method according to the invention, however, this layer is not the first but the last of the MISIM structure.
  • the technological section at the beginning of the manufacturing process according to the invention in which a metal layer is to be produced and structured as the first layer of the MISIM structure, has extensive similarities to operations that also apply to the production of flat plasma displays, specifically for their rear part , are to be carried out. In both cases, it is sufficient to free the substrate plates from coarse bumps, particles and streaks, so that the surfaces of the substrate plates can then be provided with electrodes made of metal.
  • both the color filters are built up and the electrodes are structured in the layer made of the optically transparent, electrically highly conductive material.
  • the operations which take place in this section result in the color filters being on the one hand very close to the white light emitter layer and on the other hand directly on the front of the display, that is to say they are easily accessible there without the end of production allow further final finishes. It is essential that the operations to build up dyeing filter and for structuring transparent electrodes are in the closest possible functional connection with each other and self-adjust the structures of the color filters and the transparent electrodes they cover. The requirements for compliance with tolerances of these structures are low; it is only necessary to ensure that structuring edges are not interrupted.
  • Embodiments of the manufacturing method according to the invention primarily relate to measures which are related to the structuring of layers.
  • it is particularly favorable to transfer a prefabricated decal image from a carrier film to the substrate plate.
  • This decal can be e.g. fix sufficiently on the substrate plate by melting.
  • the color filters can also be transferred as a prefabricated decal from a carrier film to the still unstructured layer of optically transparent, electrically highly conductive material.
  • the color filters can be fixed, for example, by means of an organic adhesive which, when cured, must be resistant to means for removing the optically transparent, electrically conductive material when the transparent electrodes are structured.
  • the generation of structures for electrodes and color filters in a geometrically simple, regular configuration can also take place by relative movement between the substrate plate and an apparatus which carries out the operations for structure formation. Such operations include, for example, the application of structures, already in their final design, or the removal of areas of layers previously applied over the entire surface.
  • the construction of the color filter can start with a decal that has been prepared elsewhere or on the still unstructured th layer of the optically transparent, electrically conductive material.
  • the finished structure of the color filter forms the mask, which is then used for the self-adjusting structuring of the transparent electrodes.
  • each color is already defined at this time.
  • the structured filters can be constructed in the individual colors simultaneously or separately for each color.
  • Another embodiment of this sub-section of the method according to the invention offers the advantageous possibility of first applying a full-surface layer of color-neutral, organic material over the layer of optically transparent, electrically highly conductive material, which is initially full-surface, to build up the layer layer with the color filters, then to generate the structures of the color filters and then - or in a common process step - the structures of the transparent electrodes and finally to color the previously structured and still color-neutral color filters with dyes in the desired colors.
  • a particularly preferred embodiment provides for the individual dyes to be introduced electrochemically into the color filter and for this purpose to selectively use the relevant transparent electrodes.
  • Green color filter 7 shows a variant for the formation of color triple pixels in the form of color quadruples;
  • Fig. 8 another variant with the effect as in Fig. 6 or Fig. 7;
  • a strip structure of reflective electrodes 2 made of chromium is initially on a substrate plate 1 made of glass.
  • This structured layer of metal as well as the single or multi-layer films i.e. a first layer of insulator material 3, a homogeneous layer of active phosphor or semiconductor material 4 that is single or multi-layered over the entire surface - to achieve a white emission e.g. a film made of Sr (S, Se): Ce and a film made of SrS: Eu -, a second layer made of insulator material 5 and a homogeneous layer 6 made of electrically conductive and optically transparent material, e.g. made of indium tin oxide (ITO), represent the MISIM structure.
  • ITO indium tin oxide
  • the primary colors run orthogonally to the strips of the reflective electrodes 2 on the layer 6 R (red), G (green), B (blue) transmitting color filters 7R, 7G, 7B formed from inorganic or organic materials, which were applied alternately in strips and by themselves or by means of a protective layer for the removal of material resist when structuring transparent electrodes 8.
  • Each three adjacent color strips forming the basic color filters 7R, 7G, 7B are repeated in a grid dimension of, for example, 1 millimeter, which also applies to three adjacent reflecting electrodes 2.
  • the transparent electrodes 8 are formed in strips from the layer 6, one of the color filters 7 in the primary colors R, G, B being assigned to each strip in a self-adjusting manner.
  • a subsequently applied capping 11 (not shown) provides the flat display 10 with sufficient protection against contact and forms its front, as indicated by an eye 9 of a viewer.
  • the structures shown in FIG. 2 are also intended to clarify the sequence of the method steps for the production of such flat displays.
  • the reflective electrodes 2 made of chromium are located on the substrate plate 1, here formed as wide strips with a grid dimension of, for example, 1 mm.
  • the layer of insulator material 3 covers the reflective electrodes 2 and also fills the parting lines between them.
  • the homogeneous layer above it consists of active phosphor or semiconductor material 4 and forms the white light emitter layer. Thereon This is followed by the second layer of insulator material 5 and then the layer 6 of optically transparent, electrically highly conductive material, which is initially applied over the entire surface.
  • the stripe-shaped color filters 7R, 7G, 7B are orthogonal to the reflecting electrodes 2 and have a raster dimension of 1 mm for this repeating pattern on the layer 6, which is initially still unstructured.
  • the thickness of the MISIM layer package on the substrate plate 1 is approximately 2 ⁇ m in total. Approx. 50 nm are allotted to the reflecting electrodes 2, approx. 200 nm to 300 nm to the layers of the insulator materials 3, 4, approx. 1,000 nm to the layer of the active phosphor or semiconductor material 4 and almost 6 nm on the layer 6 made of optically transparent, electrically highly conductive material.
  • the structure of the color filters 7R, 7G, 7B serves as a mask for structuring the transparent electrodes 8 in the layer 6.
  • the color filters 7 thus cover the transparent electrodes 8 in a self-adjusting manner and are located on the front of the viewer, symbolized by an eye 9 Flat displays 10.
  • the colors traversed by the color filters 7R, 7G, 7B triggered pixels mix in accordance with their respective intensities and thus enable any desired color tone in the desired brightness.
  • electronic circuits 13, 14 drawn as blocks are provided on the longitudinal and transverse sides of the flat display 10 for the optional control of the pixels 12, some of which are indicated in the detail of the capping 11. These contain e.g. Column and row drivers.
  • For row or column serial control two circuit sets are provided in a manner known per se in one of the two electronic circuits 13, 14, one of which works in the write cycle, the other in the read cycle.
  • the amplitude values or the control pulses of all pixel color elements of a row or a column of the matrix thus simultaneously arrive in the relevant row or column, which are switched on in time by the assigned electronic circuit 14, 13.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of the invention for a flat screen with four mirror-symmetrically constructed flat displays IQ which are joined to one another without interruption of the grid dimension.
  • This ability to connect and fit the flat display 10 is possible because an electroluminescent display as a solid -Buildings (all solid state) no locking edges required.
  • the respective pixels 12 are actuated simultaneously on each of the four flat displays 10, so that the maximum permissible duration of a control voltage or a control pulse for each pixel 12 in comparison with a flat display 10 occurs for the flat screen according to FIG. 4 the same number of pixels increases, but at the same time reduces the capacitive load of the drivers.
  • the embodiments of the invention thus meet the requirements for full-color displays, that is to say maximum requirements for the display devices for color television, in particular for high-definition television - HDTV. So far e.g. no full color suitability for computer applications, handheld or table-top devices or for other types of optically indicating information output, such as those for advertising purposes, traffic control devices and warning signs on streets or notice boards at train stations and airports, no high gradation of the brightness values and / or resolution is required, details can be easily modified.
  • Electroluminescent flat-panel displays can also be designed in many ways within the framework of the technical teaching according to the invention with regard to the implementation of selectively controllable pixels 12.
  • 5 shows a section of a matrix of pixels 12 which consist of elements for the three primary colors R (red), G (green) and B (blue) and in which the electrode pairs at each pixel 12 each have a reflective electrode 2 and in each case three transparent electrodes 8 are formed.
  • the electrodes 2, 8 and the color filters 7 are designed in the form of strips.
  • the colors of the color filters can differ repeating pattern R, G, B, .... R, G, B, or for example also B, R, G, G, R, B, B, ..., may be arranged.
  • both arrangements are fundamentally equal.
  • FIG. 1 is an embodiment with three reflecting electrodes 2 per pixel 12.
  • FIG. 6 shows an embodiment variant in which, in view of the comparatively high absorption of blue filters, their area is designed to be larger than that of the green and red filters. Since the human eye perceives a pixel 12 at the intended - normal - viewing distance as the smallest resolvable unit, its color elements merge, so that their repetitive patterns can be chosen arbitrarily, e.g. with the wide stripe of the blue filter B in the middle between green filter G and red filter R or on the side of the green / red filter pair G / R.
  • FIG. 7 and 8 show R-G-B pixels 12, which function functionally as color triples, constructively - cf. Fig. 7 - but are designed as a quadruple.
  • the repeat patterns extend two-dimensionally. As a result, the number of color filter strips per pixel 12 or the pixel pitch in one direction is reduced. For this, the coloring of the color filter strips, compare in particular FIG. 7, and also the control and the formation of the structure for the reflecting electrodes 2 are more complex.
  • FIG. 9 shows, in general form, two possibilities for the formation of pixels 12 of a two-color flat display on the basis of a white light electroluminescence emitter with color filters 7F1 and 7F2.
  • 12 are to be provided for each pixel: for example: two strips of reflective electrodes 2 and a strip for the transparent electrode 8, covered by two immediately adjacent strips for the color filters 7F1, 7F2; or: one strip for the reflective electrode 2 and two strips for transparent electrodes 8 each covered by color filter strips 7F1, 7F2; or: hereafter easily derived intermediate forms.
  • the stripe-shaped color filters 7R, 7G, 7B run e.g. in the direction of the lines of the flat display 10.
  • a special structuring of reflecting electrodes 2R, 2B, 2G with three nested surfaces connected by webs is provided for this purpose in the variant shown here .
  • the counter electrodes 8 can then be formed as wide strips corresponding to the pixel grid dimension.
  • the variant shown in FIG. 11 corresponds to the structure shown in FIG. 2.
  • the stripe-shaped color filters 7R, 7G, 7B should lie in the direction of the columns of the flat display.
  • the flat displays 10 can usually be constructed and used either with color filter strips running in the row or in the column direction.
  • curved designs can also be considered, for example for the purpose of radiation-optical corrections in the case of large flat and concave curved electroluminescent flat displays 10.
  • the workpiece is the substrate plate 1 with the layer to be structured thereon
  • the apparatuses 15 for imaging or forming the structures contain, for example, a template, the number and size of parallel strips being slit or the pattern to be repeated (see, for example, FIG. 10 for the reflecting electrodes 2) is punched out once as a positive or negative containing.

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Abstract

Farbtüchtige Dünnfilm-Elektrolumineszenz-Flachdisplays lassen sich mit einer Weißlicht-Emitterschicht (4) und mit Farbfiltern (7) ausbilden. Sie kommen als sehr klein- oder sehr großformatige zwei-, mehr- oder vollfarbige optische Anzeigemittel mit einem Bildpunktrastermaß im Bereich zwischen νm und einigen mm zum Einsatz, vor allem für kleinst-, groß- und größtformatige Wiedergabe bewegter farbige Bilder, z.B. für hochauflösendes Fernsehen (HDTV). Mit der Substratplatte (1) des Flachdisplays als dessen Rückfront, den unmittelbar auf der Substratplatte (1) strukturierten reflektierenden Elektroden (2) und Farbfiltern (7) vor transparenten Elektroden (8) an der Vorderfront des Flachdisplays sind Parallaxe und Farbverzerrungen vermeidbar und eine selbstjustierende Strukturierung der von den Farbfiltern (7) bedeckten transparenten Elektroden (8) möglich.

Description

Elektrolumineszenz-Flachdisplay und Verfahren zur Herstellung derartiger Flachdisplays
Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrolumineszenz-Flach- display und auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Flachdisplays.
Die Anwendungsgebiete von Flachdisplays liegen insbesondere dort, wo ein Einsatz von Kathodenstrahl-Bildröhren nicht zweckmäßig oder nicht möglich ist, also z.B. bei sehr klein- oder sehr großformatigen optischen Anzeigemitteln. Deren Bildpunktrastermaß liegt im Bereich zwischen μm und einigen mm. Bei kleinformatigen Displays, z.B. bei Hand¬ oder Tischgeräten, werden im allgemeinen keine extremen An- forderungen an den Farbbereich, die Intensitätsstufung etc. gestellt. Für solche Einsatzzwecke wären Kathodenstrahl- Farbbildröhren also viel zu aufwendig. Eine groß- und größtformatige Wiedergabe bewegter farbiger Bilder ist hin¬ gegen z.B. im Standard des Hochauflösungsfernsehens (HDTV) und für einen Betrachtungsabstand, der etwa der doppelten Bildhöhe entspricht, mit Kathodenstrahl-Bildröhren aus Gewichts- und anderen, insbesondere konstruktionsbedingten Gründen nicht mehr und deshalb bislang nur mit Projek¬ tionseinrichtungen realisierbar.
Flachdisplays bieten mit einem Bildpunktrastermaß im mm-Be- reich bei großen Betrachtungsabständen die für HDTV erfor¬ derliche hohe Auflösung und sind dann gegenüber Projektions¬ einrichtungen konkurrenzfähig oder solchen z.B. für Heiman- Wendungen überlegen, wenn damit eine auch ansonsten ver¬ gleichbare Bildqualität erreicht wird. Die wesentlichen Zielparameter können prinzipiell sowohl mit Plasma- als auch mit Flüssigkristall- und mit Elektrolumineszenz-Flach- displays erfüllt werden. Die .nachfolgend dargelegten Ge- Sichtspunkte sprechen dafür, Elektrolumineszenz-Dünnfilm- Displays gute Aussichten für die Anwendung in großen Stück¬ zahlen einzuräumen.
Die hervorragende Strukturierfähigkeit des erfindungsgemäßen Elektrolumineszenz-Displays bis zu Farb-Tripel- bzw. -Qua¬ drupel-Abmessungen im Bereich einiger μm ermöglicht die An¬ wendung für Brillen-Displays z.B. für zukünftige dreidimen¬ sionale oder Stereoskopie-HDTV-Anwendungen, bei den dem lin¬ ken Brillenglas-Display das linksäugige Bild, dem rechten Brillenglas-Display das rechtsäugige aufgeprägt wird.
Die Erfindung geht bezüglich des Aufbaus von Elektrolumines¬ zenz-Displays von einem Stand der Technik aus, wie er auf diesem Gebiet durch Veröffentlichungen von S. Tanaka et al von der Tottori Universität in Japan repräsentiert wird.
In einer ersten Arbeit (S. Tanaka, H. Yoshiyama, J. Ni- shiura, I. Ohshio, H. Kawakami, H. Kobayashi, Digest des 1988 SID Inter. Sy p., p. 293) wurden Ergebnisse von Unter- suchungen für ein vollfarbiges Elektrolumineszeπz-Display auf der Basis einer Weiß-Emission vorgestellt, wobei die Farbigkeit durch wahlweise Aπsteueruπg von solchen Bildpunkt- elementeπ erzielbar ist, bei denen die drei Grundfarben aus einer Weiß-Emission durch Farbfilter auszuwählen sind. Der Aufbau dieses Elektrolumineszenz-Versuchsmusters glich inso¬ weit dem Regelfall, als auf einem Glassubstrat ein Filmpa¬ ket aus einer transparenten Elektrode, einem ersten ein- oder mehrlagigen Isolatorfilm, einem ein- oder mehrlagigen aktiven Halbleiterfilm und einem zweiten ein- oder mehr- lagigen Isolatorfilm sowie aus einer zweiten Elektrode aus Metall bestand. Eine für diese Untersuchungen einfache und zweckmäßige Aufbringung organischer Filter auf der Vorder¬ front des Glassubstrats ist bei einer großtechnischen Reali¬ sierung nicht akzeptabel, weil dabei die Farbfilter um die Glasdicke von mindestens 1 mm von der Emissionsschicht ge- trennt sind und ein guter Farbeindruck nur bei nahezu senk¬ rechter Betrachtung entsteht, da bei schrägem Winkel eine Parallaxe zwischen Filter und Lichtquelle auftritt.
Gemäß einer weiteren Arbeit (S. Tanaka, H. Kawakami, K. Na- kamura, H. Kobayashi, Digest des 1989 SID Int. Symp., p.321) wurden zur Beseitigung dieses Mangels die Farbfilter zwi¬ schen Substratglas und transparenter Elektrode angeordnet und aus anorganischen Vielschicht-Interferenzfiltern gebil- det. Diese Lösung vermeidet Parallaxe, ergibt jedoch bei größeren Betrachtungswinkeln Farbverzerrungen durch die Win¬ kelabhängigkeit der Transmission der Interferenzfilter.
Besondere technologische Maßnahmen für die Herstellung von großformatigen Flachdisplays sind z.B. für Plasma-Displays mit einer Diagonale von etwa 50 cm (20 in.) bzw. 84 cm (33 in.) durch Arbeiten von H. Murakami et al bekannt. In Digest des 1988 SID Intern. Symp., p. 142 bis 145 und in Proc. of the 9 th Intern. Display Res.Conf., 16. bis 18. 0k- tober 1989 (Japan Display '89) Kyoto (Japan), p. 214 bis 217 werden das Dickfilm-Drucken und die Ablagerung von akti¬ vem Leuchtstoffmaterial hervorgehoben. Elektroden und Stege mit jeweils gleichmäßigen Höhen- und Breitenabmessungen lassen sich danach in sich mehrfach wiederholenden Zyklen von Dickfilmdruckvorgängen und Trockπungsprozessen aufbau¬ en. Für die Ausbildung einer gleichmäßig ebenen Oberfläche einer Schicht aus Leuchtstoffmaterial diente eine Appara¬ tur, bei der eine Ziehklinge über diese Schicht hinweg be¬ wegt wird.
Ziel der Erfindung sind klein-, vor allem aber großformati¬ ge Elektrolumineszenz-Fachdisplays , die Zwei-, Mehr- oder Vollfarbigkeit ermöglichen und sich durch hohe Bildqualität, geringe Leistungsaufnahme und geringes Gewicht auszeichnen sowie eine kostengünstige Herstellung mittels Fließferti- gung und Automatisierbarkeit der Herstellungsprozesse bei guter Verträglichkeit wenig aufwendiger technologischer Ope¬ rationen ermöglichen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anord¬ nung für ein Elektrolumineszenz-Flachdisplay anzugeben, wo¬ bei von einer Dünnfilmstruktur mit Weiß-Emitter und mit Farbfiltern ausgegangen werden soll, und bei der der Be¬ trachtungswinkel nicht durch Parallaxe oder Interferenzef- fekte eingeschränkt wird. Die Ansteuerung der Bildpunkte der Anordnung soll wie in an sich bei Flachdisplays von an¬ derem Typ, aber ebenfalls mit im mm-Bereich liegendem Bild¬ punktrastermaß schon bekannter und bewährter Weise erfolgen. Dabei soll das Herstellungsverfahren in möglichst wenigen Teilabschnitten mit solchen Operationen ausführbar sein, für die jeweils ähnliche oder möglichst keine besonderen Be¬ dingungen bezüglich Vakuum, Temperatur, Reinraumverhält¬ nisse etc. herrschen müssen, und die es ermöglichen, die Po¬ sitionierung von Strukturen in unterschiedlichen Schichten mit geringem Aufwand durchzuführen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Elektrolumi- neszenz-Flachdisplay, das ein von einer Substratplatte ge¬ tragenes Schichteπpaket aufweist, bei dem zwei Schichten aus elektrisch gut leitenden Materialien zur Bildung der Zeilen und Spalten einer Matrix von Elektrodenpaaren für wahlweise ansteuerbare Bildpunktelemeπte strukturiert und jeweils einer Schicht aus Isolatormaterial benachbart sind, zwischen denen sich eine Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial befindet, welches unter Einwirkung eines elektrischen Feldes Weißlicht emittiert, und bei dem sich Farbfilter für die Bildpunktelemente in einer weiteren Schichtenlage befinden, erfindungsgemäß die das Schichtenpa¬ ket tragende Substratplatte als Rückfront des Displays aus- gebildet ist, im Schichtenpaket auf der Substratplatte eine strukturierte Schicht aus einem Metall als reflektierende Elektroden, die erste Schicht aus Isolatormaterial, die Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial, die zweite Schicht aus Isolatormaterial und die zweite strukturierte Schicht aus elektrisch gut leitendem Material als optisch transparente Elektroden in der genannten Rei¬ henfolge angeordnet sind, und die Farbfilter die transparen¬ ten Elektroden bedecken und die weitere Schichtenlage bilden, die sich an der einem Betrachter zugewandten Front des Displays befindet.
Diese Lösung beruht auf dem für die Erfindung wesentlichen Gedanken, eine MISIM-Struktur (M = Metall; I = Isolator, S = Halbleiter) hinsichtlich der Betrachtungsrichtung umzu- kehren und von reflektierenden Metall-Elektroden auf einer die Rückfront des Flachdisplays bildenden Substratplatte auszugehen, darauf die Isolator- und Halbleiterfilme anzu¬ ordnen und darüber den Film für die transparenten Elek¬ troden, z.B. aus IT0 (Indium-Zinn-Oxid), abzuscheiden. Da- mit werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, die trans¬ parenten Elektroden mit den besten verfügbaren Absorptions¬ filtern bildpunktweise zu bedecken, ohne daß Parallaxe oder Iπterferenzeffekte den Betrachtungswinkel einschränken.
Somit lassen sich bislang vorhandene Mängel umgehen, die darin begründet sind, daß hinreichend gute Absorptionsfil¬ ter auf anorganischer Basis, die den Prozeßtemperaturen bei der Herstellung darüber anzuordnender MISIM-Strukturlagen widerstehen, nicht bekannt sind. Zumindest wird für derarti- ge Filter, die z.B. Blau durchlassen, aber Rot absorbieren sollen, bei noch vertretbaren Dicken bis etwa 1 Mikrometer keine hinreichende Farbsättigung erreicht. Die erfindungsge¬ mäße Anordnung relativ dicker, gut farbsättigender anorga¬ nischer oder organischer Abso.rptionsfilter auf einem be- reits im wesentlichen fertigen Filmpaket, das jedenfalls keiner Behandlung bei hohen Temperaturen mehr bedarf, bie¬ tet hingegen Möglichkeiten von erheblicher Bedeutung.
Ausbildungsformen der Erfindung können sich nämlich sowohl bezüglich der Farbigkeit als auch des Formats eines Flach¬ displays wesentlich unterscheiden und ansonsten eine Viel¬ zahl gleicher bzw. weitgehend ähnlicher konstruktiver Ein¬ zelheiten aufweisen. Beim Aufbau der MISIM-Struktur für den Weiß-Emitter sind die Schichtdicken und die Materialien der Festkörper unabhängig davon, ob es sich um die Ausführung als Variante für z.B. kleinformatige, zweifarbige alphanume¬ rische Darstellungen oder als komfortabelste Variante für großformatige, vollfarbige Bewegtbildwiedergabe im HDTV- Standard handelt. Das im mm-Bereich liegende Bildpuπktra- stermaß ist bestimmend für die Abmessungen der Elektroden. Ein vollfarbiges Display benötigt Farbfilter-Tripel, hat also einen Flächenbedarf von z.B. 1 mm für jeden Bildpunkt. Werden bei einem Flachdisplay nur zwei Farben je Bildpunkt benötigt und die Elektroden in denselben Abmessungen wie für ein vollfarbiges Display ausgebildet, reduziert sich der
2 Flächenbedarf je Bildpunkt auf rund 0,44 mm . In allen Fäl¬ len kann die Bildpunktmatrix Zeilen- oder spaltenseriell an¬ gesteuert werden. Für ein vollfarbiges Display müssen die Elemente der Farbtripel je Bildpunkt sehr gut mischbar sein, ein zwei- oder mehrfarbiges Flachdisplay mit geringe¬ rer Anzahl der Helligkeitsstufen von einzelnen, innerhalb eines Bildpunktes nicht zu mischenden Farben hingegen erfor¬ dert eine in dieser Hinsicht dann weniger aufwendige Steue¬ rung.
Bei einer vorteilhaften ersten Ausbildungsform erfindungsge¬ mäßer Flachdisplays können die erste, als reflektierende Elektroden strukturierte Schicht aus elektrisch gut leiten¬ dem Material eine Chromschicht,, die zweite, als transparen- te Elektroden strukturierte Schicht aus elektrisch gut lei- tendem Material eine Schicht aus mit Indium dotiertem Zinn¬ oxid, die der jeweiligen Schicht aus elektrisch gut leiten¬ dem Material benachbart angeordneten Schichten aus Isolator¬ material ein- oder mehrlagig ausgebildet und die Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial ein- oder mehrlagig ausgebildet und eine Schicht aus Sr(S,Se):Ce und/oder SrS.Eu enthalten.
Eine zweite Ausbildungsform, die auch als Weiterbildung der zuvor genannten von Vorteil ist, bezieht sich darauf, die reflektierenden Elektroden streifenförmig auszubilden und längs einer Symmetrieachse der Substratplatte verlaufend anzuordnen, die transparenten Elektroden ebenfalls streifen¬ förmig auszubilden, jedoch orthogonal zu den reflektie- renden Elektroden verlaufend anzuordnen und als Elemente in zwei oder mehr unterschiedlichen Farben und in einem Wieder¬ holmuster für Bildpunkte die Farbfilter streifenförmig aus¬ zubilden sowie die transparenten Elektroden bedeckend und in deren Richtung verlaufend anzuordnen, womit jeder Kreu- zungspunkt einer der reflektierenden Elektroden und einer der transparenten Elektroden ein frei wählbar anzusteu¬ erndes Elektrodenpaar in einem zwei-, mehr- oder vollfar¬ bigen Display bildet.
Hierzu kann als weitere Ausbildungsform vorgesehen sein, daß die Elemente der Bildpunkte in einem Wiederholmuster von Farbquadrupeln angeordnet sind. Der Vorteil davon ist, daß z.B. für schwächer transmittierende Farbfilter, insbe¬ sondere für Blau, bei funktioneil als Farbtripel wirkenden Bildpunkten eine größere Abstrahlfläche für solche Farben zur Verfügung steht. Bei zweifarbigen Displays läßt sich auf diese Weise die Helligkeit jeder der beiden Farben fei¬ ner abstufen. Bei allen erfindungsgemäßen Flachdisplays und deren Ausbil¬ dungsformen kann besonders zweckmäßig auf der Schichtenlage der Farbfilter eine die Vorderfront des Displays bildende Verkappung angeordnet sein. Diese dient als Berührungs- und Korrosionsschutz für das Flachdisplay und bei kleinfor¬ matigeren Flachdisplays auch zur Stabilisierung des MISIM- Schichtenpakets und der Farbfilterschicht auf der Substrat- platte.
Eine weitere Ausbildungsform, die sich ebenfalls auf alle erfindungsgemäßen Flachdisplays in den vorstehend genannten Ausbildungsformen in vorteilhafter Weise anwenden läßt, be¬ zieht sich darauf, zur Ansteuerung des' Displays jeweils nur an einer Längs- und einer Querseite für die Zeilen bzw. die Spalten der Matrix elektronische Schaltkreise anzuordnen. Dies ist sowohl für einen hybriden als auch für einen inte¬ grierten Aufbau von Flachdisplays und ihren zugehörigen elektronischen Schaltkreisen günstig.
Hiermit in engem Zusammenhang stehend und aufgrund der Tat¬ sache, daß Elektrolumineszenz-Flachdisplays als Festkörper¬ gebilde keine seitlichen Verschlußkanten benötigen, ergibt sich schließlich noch eine besonders günstige Ausbildungs¬ form, bei der vier Displays zu einem Flachbildschirm anein- andergefügt sind. Flachbildschirme, die aus einer größeren Anzahl von aneinandergereihten und/oder aneinandergefügten Displays gebildet werden sollen, benötigen dann eine beson¬ dere Verbinduπgstechnik zwischen den Displays, wenn das Bildpunktrastermaß unbedingt eingehalten werden soll.
Für die Herstellung eines Elektrolumineszenz-Flachdisplays besteht die zu lösende Aufgabe darin, auf einer Substrat¬ platte ein Schichtenpaket auszubilden, das eine erste struk¬ turierte Schicht aus elektrisch gut leitendem Material, eine erste Schicht aus Isolatormaterial, eine mittlere Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial, eine zweite Schicht aus einem Isolatormaterial und eine zweite strukturierte Schicht aus elektrisch gut leitendem Material sowie eine weitere strukturierte Schichtenlage auf- weist, in der Farbfilter für die Bildpunktelemente angeord¬ net sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die Substratplat¬ te, deren untere Fläche hernach die Rückfront des Displays bildet, auf ihrer oberen Fläche mit reflektierenden Elektro¬ den aus Metall, als der ersten strukturierten Schicht aus elektrisch gut leitendem Material, zu versehen, sodann über und zwischen den reflektierenden ' Elektroden die erste Schicht aus Isolatormaterial, darüber die mittlere Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleiterma;,erial und dar¬ über die zweite Schicht aus Isolatormaterial, jeweils ganz¬ flächig und ein- oder mehrlagig, abzuscheiden, über der zweiten Schicht aus Isolatormaterial ein elektrisch gut lei¬ tendes sowie optisch transparentes Material als zunächst ganzflächige, homogene Schicht abzulagern, nunmehr über der zunächst noch ganzflächigen Schicht aus dem optisch trans¬ parenten und elektrisch gut leitenden Material die weitere Schichtenlage mit den Farbfiltern an der Vorderfront des Displays aufzubauen und anschließend, zur Ausbildung trans- parenter, von Farbfiltern bedeckter Elektroden die Struktur der Farbfilter als Maske für eine selbstjustierende Struktu¬ rierung der Schicht aus dem optisch transparenten, elek¬ trisch gut leitenden Material zu verwenden.
Für die Herstellung monochromer Elektrolumineszenz-Displays mit Palettenabmessungen von je 700 mm Länge und Breite sind Apparaturen und herkömmliche Technologien bereits erprobt. Diese Technologien sind für diejenigen Prozeßstufen ohne weiteres übernehmbar, die sich auf die Ausbildung der Schichten aus den Isolatormaterialien und dem aktiven Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial beziehen. Solche Mate¬ rialschichten lassen sich alle in jeweils derselben Techno¬ logie erzeugen, z.B. durch reaktive Abscheidung aus den Metallen, durch Sputtern, durch Deposition aus metallorgani- sehen Verbindungen usw.
Auch die Abscheidung eines optisch transparenten, elektrisch gut leitenden Materials gehört zu herkömmlichen, bereits er¬ probten Technologien für die Herstellung von Elektrolumiπes- zenz-Dünnfilm-Displays. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Schicht jedoch nicht als erste sondern als die letzte der MISIM-Struktur gebildet.
Der zu Beginn des erfinduπgsgemäßeπ Herstellungsverfahrens liegende technologische Teilabschnitt, in dem als erste Schicht der MISIM-Struktur eine Metallschicht zu erzeugen und zu strukturieren ist, weist weitgehende Ähnlichkeiten mit Operationen auf, die auch zur Herstellung von Plasma- Flachdisplays, und zwar für deren rückwärtigen Teil, durch- zuführen sind. In beiden Fällen genügt es, die Substratplat¬ ten von groben Unebenheiten, Partikeln und Schlieren zu be¬ freien, um sodann die Flächen der Substratplatten mit Elek¬ troden aus Metall versehen zu können.
Im letzten Teilabschnitt des erfindungsgemäßen Herstellungs¬ verfahrens werden sowohl die Farbfilter aufgebaut als auch die Elektroden in der Schicht aus dem optisch transparenten, elektrisch gut leitenden Material strukturiert. Die Opera¬ tionen, die in diesem Teilabschnitt erfolgen, führen dazu, daß sich die Farbfilter einerseits sehr nah an der Wei߬ lichtemitterschicht und andererseits unmittelbar an der Vor¬ derfront des Displays befinden, dort also bis zum Abschluß der Herstellung leicht zugänglich sind und ohne weiteres letzte Feinbearbeitungen ermög_iichen. Von wesentlicher Be- deutung ist dabei, daß die Operationen zum Aufbau von Färb- filtern und zur Strukturierung transparenter Elektroden in denkbar engster funktioneller Verbindung miteinander stehen und eine SelbstJustierung der Strukturen der Farbfilter und der von ihnen bedeckten transparenten Elektroden bewirken. Dabei sind die Anforderungen an die Einhaltung von Toleran¬ zen dieser Strukturen gering; lediglich sicherzustellen ist, daß Strukturierungskanten nicht unterbrochen sind.
Die Erzeugung von Elektrolumineszenz-Flachdisplays erfolgt also nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in wenigen Teilab¬ schnitten mit jeweils sowie in ihrer Gesamtwirkung optimal durchzuführenden Operationen. Nur am Anfang und am Ende des Herstellungsprozesses müssen Strukturierungen vorgenommen werden. Dazwischen sind ganzflächige Feststoffschichten auf- einander abzulagern.
Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Herstellungsver¬ fahrens betreffen vornehmlich solche Maßnahmen, die im Zu¬ sammenhang mit der Strukturierung von Schichten stehen. So ist es bezüglich der Herstellung reflektierender Elektroden aus Metall besonders günstig, hierfür ein vorgefertigtes Ab¬ ziehbild von einer Trägerfolie auf die Substratplatte zu übertragen. Dieses Abziehbild läßt sich z.B. durch Anschmel¬ zen auf der Substratplatte ausreichend fixieren.
In entsprechender Art und Weise lassen sich bei Ausgestal¬ tungsformen der Erfindung auch die Farbfilter als ein vorge¬ fertigtes Abziehbild von einer Trägerfolie auf die noch un¬ strukturierte Schicht aus optisch transparentem, elektrisch gut leitendem Material übertragen. Hierbei kann die Fixie¬ rung der Farbfilter z.B. mittels eines organischen Klebers vorgenommen werden, der in ausgehärtetem Zustand resistent gegen Mittel zur Abtragung des optisch transparenten, elek¬ trisch gut leitenden Materials sein muß, wenn die Struktu- rierung der transparenten Elektroden durchgeführt wird. Nach einer anderen Ausgestaltungsform des erfiπdungsgemäßen Verfahrens kann die Erzeugung von Strukturen für Elektroden und Farbfilter in geometrisch einfacher, regelmäßiger Ge¬ staltung auch durch Relativbewegung zwischen der Substrat- platte und einer Apparatur erfolgen, welche die Operationen zur Strukturbildung ausführt. Zu derartigen Operationen ge¬ hören beispielsweise das Auftragen von Strukturen, bereits in deren endgültiger Gestaltung, oder das Abtragen von Be¬ reichen zuvor ganzflächig aufgetragener Schichten.
Infolge der SelbstJustierung von Farbfiltern und von diesen bedeckten transparenten Elektroden sowie der sich ohne be¬ sondere Maßnahmen von selbst ergebenden Kreuzungspunkte re¬ flektierender und transparenter Elektroden bei erfindungsge- mäßen Elektrolumineszenz-Flachdisplays lassen sich auf diese Weise die erforderlichen Maßgeπauigkeiten ohne besonderen Aufwand erzielen.
Die oben genannten Ausgestaltungsformen des erfindungsgemä- ßen Herstellungsverfahrens sind offensichtlich nicht nur auf Elektrolumineszenz-Flachdisplays anwendbar; diese Ausgestal¬ tungsformen bezeichnen damit Gegenstände, denen neben ihrer selbständigen erfinderischen Bedeutung auch noch ein sach¬ lich weitergehender Schutzumfang zukommt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen befassen sich mit dem Teilabschnitt für den Aufbau der Farbfilter und die Strukturierung der transparenten Elektroden. Nach der Rei¬ henfolge der dazu durchzuführenden Operationen wird zunächst der Aufbau der Schichtenlage mit den Farbfiltern eingehender dargeleg .
Wie bereits weiter oben schon erwähnt ist, kann der Aufbau der Farbfilter schon mit einem, an anderer Stelle vorgefer- tigten Abziehbild beginnen oder auf der noch unstrukturier- ten Schicht des optisch transparenten, elektrisch gut lei¬ tenden Materials vorgenommen werden. In derartigen Fällen bildet die fertige Struktur der Farbfilter die Maske, die sodann für die selbstjustierende Strukturierung der transpa- renten Elektroden verwendet wird. Insbesondere bei Farbfil¬ tern aus anorganischen Materialien ist zu diesem Zeitpunkt auch schon jede Farbe festgelegt. Den jeweiligen Möglichkei¬ ten und Erfordernissen entsprechend können dabei die struk¬ turierten Filter in den einzelnen Farben gleichzeitig oder für jede Farbe getrennt aufgebaut werden.
Eine andere Ausgestaltungsform dieses Teilabschnittes des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet die vorteilhafte Mög¬ lichkeit, zum Aufbau der Schichtenlage mit den Farbfiltern zunächst eine ganzflächige Schicht aus farbneutralem, orga¬ nischem Material über der zunächst noch ganzflächigen Schicht aus optisch transparentem, elektrisch gut leitenden Material aufzubringen, sodann die Strukturen der Farbfilter und danach - oder in einem gemeinsamen Verfahrensschritt - die Strukturen der transparenten Elektroden zu erzeugen und schließlich die zuvor strukturierten und noch farbneutralen Farbfilter mit Farbstoffen in den gewünschten Farbtönen ein- zufärben.
Für diese Einfärbung sieht eine besonders bevorzugte Ausge¬ staltungsform vor, die einzelnen Farbstoffe elektrochemisch in die Farbfilter einzuführen und dazu selektiv die betref¬ fenden transparenten Elektroden zu verwenden.
Selbstverständlich haben auch herkömmliche Prozesse für den Aufbau der Farbfilter neben den oben erwähnten Ausgestal¬ tungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ihre Bedeutung, besonders dann, wenn komplizierter gestaltete Wiederholmu¬ ster für die Farbfilter verlangt werden. So läßt sich die Schichtenlage mit den Farbfiltern dann z.B. im Siebdruckver- fahren oder auch in für jeden Farbton getrennten Lithogra¬ phieoperationen, insbesondere unter Verwendung eingefärbter Fotolacke, aufbauen.
Schließlich ist es zweckmäßig, das Flachdisplay nach Fertig¬ stellung und Funktionsprüfung mit einer Verkappung zu verse¬ hen, die die Vorderfront des Displays bildet.
Ausführungsformeπ der Erfindung, die als besonders günstig anzusehen sind und Einzelheiten der konstruktiven Ausbil¬ dung und/oder Maßnahmen für das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Flachdisplays umfassen, werden nachfol¬ gend anhand der schematischen Darstellungen in den Zeichnun¬ gen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1: den Schichtenaufbau eines Elektrolumineszeπz-Flach- displays mit Farbfiltern, als Ausschnitt in per¬ spektivischer Darstellung; Fig. 2: ähnlich Fig. 1 den Schichtenaufbau, jedoch in ab¬ schnittsweiser Darstellung jeweils erzeugter Lagen des MISIM-Filmpakets und der Farbfilter;
Fig. 3: ein Elektrolumineszenz-Flachdisplay mit Ansteuer-
Elektronik; Fig. 4: einen Flachbildschirm, der aus vier aneinandergefüg¬ ten Displays gebildet ist; Fig. 5: einen Ausschnitt einer Bildpunkte-Matrix, bei der die reflektierenden Elektroden, die transparenten Elektroden und die Farbfilter streifenförmig ausge¬ bildet sind; Fig. 6: einen Ausschnitt ähnlich Fig. 5, jedoch mit breite- ren Streifen für Blau-Farbfilter als für Rot- und
Grün-Farbfilter; Fig. 7: eine Variante für die Ausbildung von Farbtripel- Bildpunkten in Form von -Farbquadrupeln; Fig. 8: eine andere Variante mit der Wirkung wie gemäß Fig , 6 oder Fig . 7 ;
Fig. 9: zwei Ausbildungsformen für Bildpunkte eines Zweifar¬ ben-Flachdisplays;
Fig.10: eine Möglichkeit der Strukturieruπgen von Bildpunk¬ ten mit Zeilen-Farbfiltern, reflektierenden Elektro¬ den für die einzelnen Farben und transparenten Elek¬ troden für Bildpunkte; Fig.11: eine Möglichkeit der Strukturierungen von Bildpunk- ten mit Spalten-Farbfiltern, reflektierenden Elek¬ troden für Bildpunkte und transparenten Elektroden für die einzelnen Farben und
Fig.12: eine Darstellung für die Durchführung von Operatio¬ nen zur Erzeugung regelmäßiger Strukturen durch Re- lativbewegung zwischen Substratplatte, mit gegebe¬ nenfalls bereits darauf befindlichen Schichten, und jeweiligen Apparaturen zur Strukturenbildung.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Er- findung befindet sich auf einer Substratplatte 1 aus Glas zunächst eine Streifeπstruktur von reflektierenden Elektro¬ den 2 aus Chrom. Diese strukturierte Schicht aus Metall sowie die darüber, in herkömmlicher Weise abgeschiedenen, ein- oder mehrlagigen Filme, d.h. eine erste Schicht aus Isolatormaterial 3, eine homogene, über die Gesamtfläche ein- oder mehrlagige Schicht aus aktivem Leuchtstoff- oder Halbleitermaterial 4 - zur Erreichung einer Weiß-Emission z.B. ein Film aus Sr(S,Se):Ce und ein Film aus SrS:Eu -, eine zweite Schicht aus Isolatormaterial 5 und eine zu- nächst ganzflächige homogene Schicht 6 aus elektrisch lei¬ tendem und optisch transparentem Material, z.B. aus Indium- Zinnoxid (ITO), stellen die MISIM-Struktur dar.
Orthogonal zu den Streifen der reflektierenden Elektroden 2 verlaufen auf der Schicht 6 jeweils drei, die Grundfarben R (rot), G (grün), B (blau) transmittierende, aus anorgani¬ schen oder organischen Materialien gebildete Farbfilter 7R, 7G, 7B, die abwechselnd streifenweise aufgebracht wurden und von sich aus oder mittels einer Schutzschicht der Abtra- gung von Material bei der Strukturierung transparenter Elek¬ troden 8 widerstehen. Je drei benachbarte, die Grundfar¬ benfilter 7R, 7G, 7B bildende Farbstreifen wiederholen sich im Rastermaß von z.B. 1 Millimeter, das auch für je drei be¬ nachbarte reflektierende Elektroden 2 gilt. Infolge der so- dann durchgeführten ITO-Ätzuπg/Abtragung werden aus der Schicht 6 die transparenten Elektroden 8 in Streifen gebil¬ det, wobei selbstjustierend jedem Streifen eines der Farb¬ filter 7 in den Grundfarben R, G, B zugeordnet ist. Eine an¬ schließend aufgebrachte Verkappung 11 (nicht dargestellt) gibt dem Flachdisplay 10 einen ausreichenden Berührungs¬ schutz und bildet dessen Vorderfront, wie durch ein Auge 9 eines Betrachters angedeutet ist.
Die Art und Weise zur Ausbildung der Strukturen für reflek- tierende Elektroden 2 und Farbfilter 7, unter deren Verwen¬ dung auch der transparenten Elektroden 8, ist weiter vorste¬ hend bereits beschrieben. Beispielhaft und stellvertretend für alle diese Möglichkeiten sei hier dafür nur das Sieb¬ druckverfahren genannt.
Mit den in Fig. 2 dargestellten Gebilden soll auch die Rei¬ henfolge der Verfahrensschritte für die Herstellung derarti¬ ger Flachdisplays verdeutlicht werden. Auf der Substratplat¬ te 1 befinden sich die reflektierenden Elektroden 2 aus Chrom, hier als breite Streifen im Rastermaß von z.B. 1 mm ausgebildet. Die Schicht aus Isolatormaterial 3 bedeckt die reflektierenden Elektroden 2 und füllt auch die Trennfugen zwischen diesen aus. Die darüber befindliche homogene Schicht besteht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleiterma- terial 4 und bildet die Weißlichtemitterschicht. Darauf folgt die zweite Schicht aus Isolatormaterial 5 und sodann die zunächst ganzflächig aufgebrachte Schicht 6 aus optisch transparentem, elektrisch gut leitenden Material. Orthogo¬ nal zu den reflektierenden Elektroden 2 verlaufend befinden sich die streifenförmigen Farbfilter 7R, 7G, 7B im Raster¬ maß von 1 mm für dieses Wiederholmuster auf der zunächst noch unstrukturierten Schicht 6.
Die Dicke des MISIM-Schichtenpakets auf der Sustratplatte 1 beträgt insgesamt etwa 2 μm. Dabei entfallen auf die reflek¬ tierenden Elektroden 2 ca. 50 nm, auf die Schichten aus den Isolatormaterialien 3, 4 jeweils ca. 200 nm bis 300 nm, auf die Schicht aus dem aktiven Leuchtstoff- bzw. Halbleiterma¬ terial 4 etwa 1.000 nm und auf die Schicht 6 aus optisch transparentem, elektrisch gut leitenden Material knapp 200 nm.
Die Struktur der Farbfilter 7R, 7G, 7B dient als Maske zur Strukturierung der transparenten Elektroden 8 in der Schicht 6. Damit bedecken die Farbfilter 7 selbstjustierend die transparenten Elektroden 8 und befinden sich auf der dem Betrachter, symbolisiert durch ein Auge 9, zugewandten Front des Flachdisplays 10.
Bezüglich der Ansteuerbarkeit einzelner Bildpunkte 12 ist aus Fig. 2 bereits folgendes zu erkennen: Liegt an einer der reflektierenden Elektroden 2 eine Vorspannung knapp unter¬ halb der Schwellspannung, z.B. U., = - 150 V, und erhalten zur selben Zeit drei transparente Elektroden 8, die jeweils einem Streifen der Farbfilter 7R, 7G, 7B zugeordnet sind, Spannungswerte von z.B. UR = + 50 V, U- = + 40 V und U-, = + 60 V, oder Spannungsimpulse mit unterschiedlicher Dauer, wird bei genau einem Bildpunkt 12, den drei Kreuzungspunkten der an Spannung liegenden reflektierenden Elektrode 2 und transparenten Elektroden 8, die Weißlicht- emission in der Schicht aus aktivem Leuchtstoff- oder Halb¬ leitermaterial 4 in drei Intensitätsstufen entsprechend den sich betragsmäßig ergebenden Spannungspotentialen bzw. der Dauer der betreffenden Steuerimpulse örtlich eng auf die Be¬ reiche der herrschenden elektrischen Felder begrenzt herbei¬ geführt. Die von den Farbfiltern 7R, 7G, 7B angesteuerter Bildpunkte 12 traπs ittierten Farben mischen sich entspre¬ chend ihrer jeweiligen Intensitäten und ermöglichen damit jeden gewünschten Farbton in der gewünschten Helligkeit.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Flachdisplay 10 sind zur wahlweisen Ansteuerung der Bildpunkte 12, von denen einige im Ausschnitt der Verkappung 11 angedeutet sind, an den Längs- und den Querseiten des Flachdisplays 10 als Blöcke gezeichnete elektronische Schaltungen 13, 14 vorgesehen. Diese enthalten z.B. Spalten- und Zeilentreiber. Für eine zeilen- oder spaltenserielle Ansteuerung werden in an sich bekannter Weise in einer der beiden elektronischen Schaltun¬ gen 13, 14 je zwei Schaltungssätze vorgesehen, von denen jeweils einer im Schreib-, der andere im Lesezyklus arbei¬ tet. Die Amplitudenwerte bzw. die Steuerimpulse aller Bild¬ punkt-Farbelemente einer Zeile bzw. einer Spalte der Matrix gelangen somit gleichzeitig in die betreffende Zeile bzw. Spalte, die von der zugeordneten elektronischen Schal- tung 14, 13 im Takt weitergeschaltet werden.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für ei¬ nen Flachbildschirm mit vier spiegelsymmetrisch aufgebau¬ ten, ohne Unterbrechung des Rastermaßes aneinandergefügten Flachdisplays IQ. Diese Reih- und Fügbarkeit des Flachdis¬ plays 10 ist deshalb möglich, weil ein Elektrolumineszenz- Display als ein Festkörper-Gebilde (all solid State) keine Verschlußkanten benötigt. Ein Großformat-Flachbildschirm für Hochauflösungsfernsehen, «bei dem ein Verhältnis von Höhe zu Breite von 1 : 1,7 angewendet wird, also z.B. 1250 mm hoch und 2125 mm breit ist, kann damit aus vier Flachbildschirmen zu je 625 mm Höhe und 1065 mm Breite an¬ einandergefügt sein. Auf jedem der vier Flachdisplays 10 findet gleichzeitig die Ansteuerung der jeweiligen Bildpunk- te 12 statt, so daß sich für den Flachbildschirm gemäß Fig. 4 die maximal zulässige Dauer einer Steuerspannung bzw. eines Steuerimpulses für einen jeden Bildpunkt 12 im Vergleich zu einem Flachdisplay 10 mit gleichgroßer Bild¬ punkteanzahl erhöht, gleichzeitig aber die kapazitive Last der Treiber reduziert.
Die Ausführungsformen der Erfindung erfüllen somit die Vor¬ aussetzungen für vollfarbige Displays, also maximale Anfor¬ derungen der Wiedergabeeinrichtungen für Farbfernsehen, insbesondere für das Hochauflösungsfernsehen - HDTV -. Soweit z.B. für Computeranwendungen, Hand- oder Tischgeräte keine volle Farbtauglichkeit oder für andere Arten optisch anzeigender Informationsausgaben, wie bei solchen für Werbe¬ zwecke, Verkehrsleiteinrichtungen und Warntafeln an Straßen oder Hinweistafeln auf Bahnhöfen und Flughäfen keine hoch¬ feine Abstufung der Helligkeitswerte und/oder Auflösung er¬ forderlich ist, können Einzelheiten ohne weiteres modifi¬ ziert werden.
Elektrolumineszenz-Flachdisplays lassen sich im Rahmen der erfindungsgemäßen technischen Lehre auch bezüglich der Realisierung von wahlweise ansteuerbaren Bildpunkten 12 in vielerlei Weise ausgestalten. Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt einer Matrix von Bildpunkten 12, die aus Elementen für die drei Primärfarben R (rot) , G (grün) und B (blau) bestehen und bei denen die Elektrodenpaare bei jedem Bildpunkt 12 von jeweils einer reflektierenden Elektrode 2 und jeweils drei transparenten Elektroden 8 gebildet werden. Die Elek¬ troden 2, 8 und die Farbfilter 7 sind streifenförmig ausgebildet. Die Farben der Farbfilter können im sich wiederholenden Muster R, G, B, .... R, G, B, oder z.B. auch B, R, G, G, R, B, B, ..., angeordnet sein. Wie durch die beiden Achsenkreuze (x, y) angedeutet, sind beide Anordnun¬ gen grundsätzlich gleichberechtigt. Hier nicht dargestellt ist (vgl. jedoch Fig. 1) eine Ausbildung mit auch je drei reflektierenden Elektroden 2 je Bildpunkt 12.
Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariaπte, bei der im Hin¬ blick auf die vergleichsweise hohe Absorption von Blaufil- tern deren Fläche größer ausgelegt ist als die der Grün- und Rotfilter. Da das menschliche Auge beim vorgesehenen - nor¬ malen - Betrachtungsabstand als kleinste auflösbare Einheit einen Bildpunkt 12 wahrnimmt, verschmelzen dessen Farb¬ elemente, so daß deren Wiederholmuster beliebig, z.B. mit dem breiten Streifen des Blaufilters B in der Mitte zwi¬ schen Grünfilter G und Rotfilter R oder seitlich vom Grün-/ Rotfilterpaar G/R, gewählt werden können.
Die Fig. 7 und 8 zeigen R-G-B-Bildpunkte 12, die funktionell als Farbtripel, konstruktiv - vgl. Fig. 7 - jedoch als Qua¬ drupel ausgebildet sind. Auch hierbei wird die höhere Ab¬ sorption der Blaufilter durch eine für sie größer ausgelegte Abstrahlfläche ausgeglichen. Die Wiederholmuster erstrecken sich hierbei zweidimensional. Dadurch wird zwar die Anzahl der Farbfilterstreifen pro Bildpunkt 12 bzw. das Bildpunkt- Rastermaß in einer Richtung verringert. Dafür ist die Ein- färbung der Farbfilterstreifen, vergleiche insbesondere Fig. 7, und auch die Ansteuerung sowie die Ausbildung der Struktur für die reflektierenden Elektroden 2 aufwendiger.
Fig. 9 zeigt in allgemeiner Form zwei Möglichkeiten der Aus¬ bildung für Bildpunkte 12 eines zweifarbigen Flachdisplays auf der Basis eines Weißlicht-Elektrolumineszenz-Emitters mit Farbfiltern 7F1 und 7F2. ,Es sind je Bildpunkt 12 vor- zusehen: z.B.: zwei Streifen reflektierender Elektroden 2 und ein Streifen für die transparente Elektrode 8, bedeckt von zwei unmittelbar benachbarten Streifen für die Farb¬ filter 7F1, 7F2; oder: ein Streifen für die reflektierende Elektrode 2 und zwei, jeweils von Farbfilterstreifen 7F1, 7F2 überdeckte Streifen für transparente Elektroden 8; oder: hiernach ohne weiteres ableitbare Zwischenformen.
Nach Fig. 10 verlaufen die streifeπförmigen Farbfilter 7R, 7G, 7B z.B. in Richtung der Zeilen des Flachdisplays 10. Im Gegensatz zu dem aus Fig. 2 zu entnehmenden Aufbau ist bei der hier dargestellten Variante eine besondere Strukturie¬ rung reflektierender Elektroden 2R, 2B, 2G mit drei ineinan¬ der verschachtelten, durch Bahnen verbundenen Flächen dazu vorgesehen. Die Gegenelektroden 8 lassen sich dann als breite, dem Bildpunktrastermaß entsprechende Streifen aus¬ bilden.
Die in Fig. 11 gezeigt Variante entspricht dem aus Fig. 2 zu entnehmenden Aufbau. Hier sollen die streifenförmigen Farb- filter 7R, 7G, 7B in Richtung der Spalten des Flachdisplays liegen.
Wie weiter oben schon angedeutet, können die Flachdisplays 10 zumeist entweder mit in Zeilen- oder in Spaltenrichtung verlaufenden Farbfilterstreifen aufgebaut und eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang ist noch zu erwähnen, daß als streifenförmige Strukturen für Elektroden 2, 8 und Farb¬ filter 7 auch gekrümmt ausgebildete Gestaltungen in Be¬ tracht kommen, beispielsweise zum Zwecke strahlenoptischer Korrekturen bei großen ebenen sowie konkav gekrümmten Elek- trolumineszenz-Flachdisplays 10.
Anhand der Fig. 12 sollen besonders bedeutsame produktions¬ technische Maßnahmen für die « Erzeugung von regelmäßigen Strukturen bei Flachdisplays unterschiedlicher Typen ver- deutlicht werden. Die Strukturen, wie sie bei der erfin¬ dungsgemäßen technischen Lehre für reflektierende Elektro¬ den 2, transparente Elektroden 8 und Farbfilter 7 benötigt werden, sind im allgemeinen in ihrer Geometrie sehr einfach gestaltbar. Weiterhin sollen Flachdisplays auch als großflä¬ chige Gebilde mit Abmessungen im Meter-Bereich Verwendung finden, die mit derartigen Strukturen zu versehen sind. Außerdem sind für diese Strukturen die Toleranzanfor¬ derungen nicht übermäßig streng. Alle diese Voraussetzungen erlauben, geometrisch einfach auslegbare Strukturen in Ope¬ rationen auszubilden, die in einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Apparatur für die Struktur-Abbildung stattfinden. Das Werkstück ist im Falle der vorliegenden Er¬ findung die Substratplatte 1 mit der jeweils darauf zu strukturierenden Schicht, die Apparaturen 15 für die Abbil¬ dung oder Ausbildung der Strukturen enthalten beispielswei¬ se eine Schablone, der Anzahl und der Größe paralleler Streifen entsprechend geschlitzt oder das zu wiederholende Muster (vgl. z.B. Fig. 10 für die reflektierenden Elektro- den 2) einmal als Positiv oder Negativ enthaltend ausge¬ stanzt.
Derzeit für die Strukturierung elektronischer Schaltkreise gebräuchliche Apparaturen arbeiten hingegen nach dem Prinzip "Step and Repeat", setzen also ein einmal vorhande¬ nes kleinformatiges Layout in x- und y-Richtung nebeneinan¬ der. Die Anwendung dieses Prinzips bei der Herstellung von Flachdisplays gemäß der Erfindung und auch anderer Typen, z.B. bei Plasma-Displays, würde in den betreffenden tech- nologischen Teilabschnitten einen bedeutend höheren Produk¬ tionsaufwand bedeuten und zudem besondere, bei der Herstel¬ lung elektronischer Schaltkreise auf Wafern nicht benötigte bzw. nicht zulässige Maßnahmen erfordern, mit denen sicher¬ gestellt wird, daß sich die Aobilder des Layouts in ge- wünschter Weise berühren oder überlappen.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrolumineszenz-Flachdisplay, das ein von einer Sub¬ stratplatte getragenes Schichtenpaket aufweist, bei dem zwei Schichten aus elektrisch gut leitenden Materialien zur Bildung der Zeilen und Spalten einer Matrix von Elektroden¬ paaren für wahlweise ansteuerbare Bildpunktelemeπte struktu¬ riert und jeweils einer Schicht aus Isolatormaterial benach¬ bart sind, zwischen denen sich eine Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial befindet, welches un¬ ter Einwirkung eines elektrischen Feldes Weißlicht emit¬ tiert, und bei dem sich Farbfilter für die Bildpunkt¬ elemente in einer weiteren Schichtenlage befinden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die das Schichtenpaket tragende Substratplatte (1) als Rückfront des Displays (10) ausgebildet ist, daß im Schichtenpaket auf der Substratplatte (1) die struk¬ turierte Schicht aus einem Metall als reflektierende Elek¬ troden (2) , die erste Schicht aus Isolatormaterial (3) , die Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial (4) , die zweite Schicht aus Isolatormaterial (5) und die zweite strukturierte Schicht (6) aus elektrisch gut leiten¬ dem Material als optisch transparente Elektroden (8) in der genannten Reihenfolge angeordnet sind, und daß die Farbfilter (7) die transparenten Elektroden (8) bedecken und die weitere Schichtenlage bilden, die sich an der einem Betrachter (9) zugewandten Front des Displays (10) befindet.
2. Elektrolu ineszeπz-Flachdisplay nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste, als reflektierende Elektroden (2) struktu¬ rierte Schicht aus elektrisch gut leitendem Material eine Chromschicht ist, daß die zweite, als transparente Elektroden (8) struktu- rierte Schicht (6) aus elektrisch gut leitendem Material eine Schicht aus mit Indium dotiertem Ziπnoxid ist, daß die der jeweiligen Schicht aus elektrisch gut leitendem Material benachbart angeordneten Schichten aus Isolatormate- rial (3, 5) ein- oder mehrlagig ausgebildet sind, und daß die Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halblei¬ termaterial (4) ein- oder mehrlagig ausgebildet und eine Schicht aus Sr(S,Se):Ce und/oder SrS:Eu enthält.
3. Elektrolumineszenz-Flachdisplay nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die reflektierenden Elektroden (2) streifenförmig ausge¬ bildet und längs einer Symmetrieachse der Substratplatte (1) verlaufend angeordnet sind, daß die transparenten Elektroden (8) ebenfalls streifenför¬ mig ausgebildet, jedoch orthogonal zu den reflektierenden Elektroden (2) verlaufend angeordnet sind, daß als Elemente in zwei oder mehr unterschiedlichen Farben (Fl, F2, ...Fn) und in einem Wiederholmuster für Bildpunkte (12) die Farbfilter (7F1, 7F2, ... 7Fn) streifenförmig aus¬ gebildet, die transparenten Elektroden (8) bedeckend und in deren Richtung verlaufend angeordnet sind und daß somit jeder Kreuzungspunkt einer der reflektierenden Elektroden (2) und einer der transparenten Elektroden (8) ein frei wählbar anzusteuerndes Elektrodenpaar in einem zwei-, mehr- oder vollfarbigen Display (10) bildet.
4. Elektrolumineszenz-Flachdisplay nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elemente der Bildpunkte (12) in einem Wiederholmu¬ ster von Farbquadrupeln angeordnet sind.
5. Elektrolu ineszenz-Flachdisplay nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e. i c h n e t , daß auf der Schichtenlage der Farbfilter (7) eine die Vor- derfroπt des Displays (10) bildende Verkappung (11) angeord¬ net ist.
6. Elektrolumineszenz-Flachdisplay nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Ansteuerung des Displays (10) jeweils nur an einer Längs- und einer Querseite für die Zeilen bzw. die Spalten der Matrix elektronische Schaltkreise (13, 14) angeordnet sind.
7. Elektrolumineszeπz-Flachdisplay nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß vier Displays (10) zu einem Flachbildschirm aneinander¬ gefügt sind.
8. Verfahren zur Herstellung eines Elektrolumiπeszenz-Flach- displays, wobei auf einer Substratplatte ein Schichtenpaket ausgebildet wird, das eine erste strukturierte Schicht aus elektrisch gut leitendem Material, eine erste Schicht aus Isolatormaterial, eine mittlere Schicht aus aktivem Leucht¬ stoff- bzw. Halbleitermaterial, eine zweite Schicht aus einem Isolatormaterial und eine zweite strukturierte Schicht aus elektrisch gut leitendem Material sowie eine weitere strukturierte Schichtenlage aufweist, in der Farbfilter für die Bildpunktelemente angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Substratplatte (1) , deren untere Fläche hernach die Rückfront des Displays (10) bildet, auf ihrer oberen Fläche mit reflektierenden Elektroden (2) aus Metall, als der er- sten strukturierten Schicht aus elektrisch gut leitendem Ma¬ terial, versehen wird, daß sodann über und zwischen den reflektierenden Elektroden (2) die erste Schicht aus Isolatormaterial (3) , darüber die mittlere Schicht aus aktivem Lauchtstoff- bzw. Halbleiterma- terial (4) und darüber die zweite Schicht aus Isolatormate- rial (5), jeweils ganzflächig und ein- oder mehrlagig, abge¬ schieden werden, daß über der zweiten Schicht aus Isolatormaterial (5) ein elektrisch gut leitendes sowie optisch transparentes Mate- rial als zunächst ganzflächige, homogene Schicht (6) abgela¬ gert wird, daß nunmehr über der zunächst noch ganzflächigen Schicht (6) aus dem optisch transparenten und elektrisch gut leiten¬ den Material die weitere Schichtenlage mit den Farbfiltern (7) an der Vorderfront des Displays (10) aufgebaut wird, und daß anschließend, zur Ausbildung transparenter, von Farbfiltern (7) bedeckter Elektroden (8) die Struktur der Farbfilter (7) als Maske für eine selbstjustierende Struk¬ turierung der Schicht (6) aus dem optisch transparenten, elektrisch gut leitenden Material verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß reflektierende Elektroden (2) aus Metall als ein vorge- fertigtes Abziehbild von einer Trägerfolie auf die Substrat- platte (1) übertragen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Farbfilter (7) als ein vorgefertigtes Abziehbild von einer Trägerfolie auf die noch unstrukturierte Schicht (6) aus optisch transparentem, elektrisch gut leitendem Material übertragen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erzeugung von Strukturen für Elektroden (2) und Farbfilter (7) in geometrisch einfacher regelmäßiger Gestal¬ tung durch Relativbewegung zwischen der Substratplatte (1) und einer Apparatur erfolgt, welche die Operationen zur Strukturbildung ausführt.
12. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Aufbau der Schichtenlage mit den Farbfiltern (7) zunächst eine ganzflächige Schicht aus farbneutralem, orga¬ nischem Material über der zunächst noch ganzflächigen Schicht (6) aus optisch transparentem, elektrisch gut lei- tendem Material aufgebracht wird, daß sodann die Strukturen der Farbfilter (7) erzeugt werden, daß danach die Strukturen der transparenten Elektroden (8) erzeugt werden und daß schließlich die zuvor strukturierten und noch farbneu- tralen Farbfilter (7) mit Farbstoffen in den gewünschten Farbtönen eingefärbt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erzeugung der Strukturen der Farbfilter (7) und der transparenten Elektroden (8) in einem gemeinsamen Verfah¬ rensschritt durchgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die einzelnen Farbstoffe elektrochemisch in die Farbfil¬ ter (7) eingeführt und dazu selektiv die betreffenden trans¬ parenten Elektroden (8) verwendet werden.
15. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schichtenlage mit den Farbfiltern (7) im Siebdruck- verfahren aufgebaut wird.
16. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schichtenlage mit den Farbfiltern (7) in für jeden
Farbton getrennten Lithographieoperationen aufgebaut wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für den Aufbau der Farbfilter (7) eingefärbte Fotolacke verwendet werden.
18. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Flachdisplay nach Fertigstellung und Funktionsprü¬ fung mit einer Verkappung (11) versehen wird, die die Vor¬ derfront des Displays (10) bildet.
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