CH625061A5

CH625061A5 -

Info

Publication number: CH625061A5
Application number: CH1587577A
Authority: CH
Inventors: Arthur G Pauli; Reinhart Schade; Karl Stiel
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1977-08-05
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1981-08-31
Also published as: DE2735493A1; FR2399704A1; AT359136B; IT1097681B; US4277143A; GB1597248A; DE2735493C2; ATA516678A; JPS5428645A; IT7826490A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-(FK)-Zelle mit zwei durch einen zwischengeordneten Rahmen voneinander distanzierten Trägerplatten, die auf ihren einander zugewandten Innenflächen jeweils einen elektrisch leitenden Belag tragen und von denen wenigstens eine zusätzlich eine Isolationsschicht trägt, wobei der leitende Belag einer der beiden Trägerplatten mit einer auf der Innenfläche der anderen Trägerplatte liegenden Anschlusselektrode über eine Leiterbrücke verbunden ist, die sich an der Aussenseite des Rahmens befindet und eine die beiden Elektroden kontaktierende Metallisierung enthält. Eine derart aufgebaute Flüssigkristallzelle ist beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften 23 33 206 und 23 50 000 bekannt.

Eine FK-Zelle lässt sich mit ihrem Ansteuerteil am einfachsten kontaktieren, wenn alle Zellenanschlüsse auf einem Niveau liegen (vgl. hierzu die DE-OS 22 40 781). Deshalb ist bei nahezu allen FK-Zellen die Elektrode der einen Trägerplatte auf die gegenüberliegende Trägerplatte geführt, und zwar in der Regel die (einteilige) Rückelektrode auf die Ebene der (segmentierten) Vorderelektrode. Diese Brücke, die etwa eine Distanz von

10 um zu überwinden hat, muss einen dauerhaft guten Kontakt liefern und sollte dabei ohne besonderen Aufwand, vor allem ohne manuelle Arbeitsschritte hergestellt werden können.

Die Fachwelt bemüht sich schon seit einigen Jahren um die 5 Realisierung einer auch für die Serienproduktion geeigneten Durchkontaktierung und hat hierzu die verschiedensten Konzepte verfolgt. Unter anderem wurde vorgeschlagen, die zu überführende Elektrode und ihre Anschlusselektroden auf die Stirnfläche ihrer jeweiligen Trägerplatten herauszuziehen, also io nach aussen abzuwinkein, und durch eine Metallisierung miteinander zu verbinden (DE-OS 23 33 206). In der DE-OS 23 50 000 wird allerdings berichtet, dass sich auf diesem Wege nur dann ein zuverlässiger Kontakt herstellen lässt, wenn die abgewinkelten Elektrodenabschnitte, die bei einer nachfolgen-15 den Verfestigung des Rahmens mitunter starken Hitzebelastungen ausgesetzt sind, aus einem anderen Material (Aluminium) bestehen und wenn zu der Metallisierung noch ein weiteres, massiv geformtes Leiterteil hinzutritt. Es liegt auf der Hand, dass eine derart ausgebildete Leiterbrücke mit einem nicht un-20 erheblichen Fertigungsaufwand belastet ist und vor allem dann spezielle Zusatzvorkehrungen verlangt, wenn die Trägerplatten auch noch mit einer Isolationsschicht überzogen werden sollen. So behilft man sich derzeit vielfach immer noch mit Notlösungen, bei denen die Leiterbrücke aussen an die fertige Zelle von 25 Hand angebracht wird (vergi. Tobias «International handbook of Liquid Crystal Displays», Ovum Ltd. 1975, Abschnitt 7.3.5.).

Die Erfindung steht vor der Aufgabe, eine FK-Zelle mit einer Durchkontaktierung zu schaffen, die ihre Funktion zuverlässig erfüllt und insbesondere auch bei Verwendung einer Iso-30 lationsschicht über den leitfähigen Belägen rationell und serienfertigungsgerecht hergestellt werden kann. Hierzu ist bei einer FK-Zelle der eingangs genannten Art erfindungsgemäss vorgesehen, dass die beiden Elektroden am Ort der Leiterbrücke wenigstens angenähert bündig mit ihren jeweiligen Trägerplat-35 ten abschliessen, derart, dass sie in der Stirnflächenebene ihrer Trägerplatte einen freiliegenden, endlichen Querschnitt aufweisen, und dass die Metallisierung die beiden Elektrodenquerschnitte überdeckt.

40 Versuche haben ergeben, dass in der Tat Leitflächen auf den Stirnseiten der Trägerplatten und massive Leitungsbrücken entbehrlich sind, wenn man nur freiliegende Elektrodenstirnflächen schafft und diese Flächen mit einer elektrisch leitfähigen Metallisierung verbindet. Dabei kommt ein zufriedenstellender 45 Kontakt auch schon dann zustande, wenn die Elektroden aus einem üblichen Material wie etwa Zinnoxid bestehen und eine normale Dicke haben. Auch an die Metallisierung werden keine besonderen Anforderungen gestellt: Sie muss lediglich auf dem Substrat haften und genügend leitfähig sein. So kommen bei-50 spielsweise auch Drei-Schicht-Metallisierungen wie Chrom/ Nickel(Kupfer)/Gold infrage, die man normalerweise bei einer Weichlotverfestigung von Glasteilen verwendet (vgl. hierzu auch die eingangs zitierten beiden Offenlegungsschriften). Einen ausgezeichneten Kontakt liefert eine Metallisierung aus 55 Gold.

Die Brückenausführung der vorgeschlagenen FK-Zelle verlangt keinerlei zusätzlichen Arbeitsgang, wenn man die Füllöffnung in an sich bekannter Weise in den Bereich der Kontaktmetallisierung verlegt.

60 Eine erfindungsgemässe Zelle lässt sich besonders bequem herstellen, wenn man folgendermassen vorgeht: Zunächst erzeugt man auf einem grossflächigen Substrat die leitfähigen Beläge einer Vielzahl von Trägerplatten, dann überzieht man das Substrat mit einer Isolationsschicht und teilt es erst hiernach in 65 die einzelnen Trägerplatten auf. Bei einer solchen Simultanbe-schichtung mehrerer Platten entstehen automatisch die erwünschten Elektrodenquerschnitte in den Ebenen der Trennflächen und zugleich vollkommen durchgehende Isolationsschich

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ten. Besonders gute Resultate erhält man dabei, wenn die Isolationsschicht in der sog. CVD-(Chemical Vapor Déposition-) Technik, also durch eine chemische Dampfabscheidung niedergeschlagen wird.

Andere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Die Erfindung soll nun anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel in einem Seitenschnitt auf der Höhe der Einfüllöffnung und

Fig. 2 vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 einen vergrösser-ten Ausschnitt.

Für ein Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erforderliche Einzelteile einer FK-Anzeige, beispielsweise die einzelnen elektrischen Zuleitungen, sind der Einfachheit halber nicht eingezeichnet.

Die dargestellte Flüssigkristallzelle ist eine einstellige Ziffernanzeige, die nach dem Schadt-Helfrich-Effekt arbeitet. Die Zelle enthält im einzelnen einen vorderen Linearpolarisator 1, eine vordere Trägerplatte 2, eine hintere Trägerplatte 3 und einen hinteren, zum vorderen gekreuzten Linearpolarisator 4. Die beiden Trägerplatten werden über einen Glaslotrahmen 6 in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten und sind auf ihren einander zugewandten Flächen (Innenflächen) jeweils mit einem leitfähigen Belag (durchgehende Rückelektrode 7 auf der Platte 3, segmentierte Vorderelektrode 8 und Anschlusselektrode 9 auf der Platte 2), einer Isolationsschicht 11 bzw. 12 sowie mit einer zusätzlichen Orientierungsschicht 22,23 versehen. In der vom Rahmen 6 und den beiden Trägerplatten 2, 3 gebildeten Kammer befindet sich eine FK-Schicht 13. Die Moleküle dieser Schicht sind mit Hilfe der Orientierungsschichten 22,23 plattenparallel ausgerichtet, und zwar so, dass ihre Vorzugsrichtung längs der Plattennormalen eine Drehung um 90 ° beschreibt. Für weitere Herstellungs- und Betriebseinzelheiten wird auf die DE-OS 21 58 563 verwiesen.

Wie aus der Fig. 2 am deutlichsten zu erkennen, erstrecken sich die Rückelektrode 7 sowie die zugehörige Anschlusselektrode 9 und auch die beiden Isolationsschichten 11,12 im Bereich der Einfüllöffnung 14 exakt bis an die Kante zwischen

Plattenstirnfläche und Platteninnenfläche. Dabei werden die Stirnflächen beider Elektroden von den Isolationsschichten nicht bedeckt. Die Füllöffnung wird von einer Metallisierung 16, die im vorliegenden Fall aus einer Chrom/Nickelschicht 17 5 und einer Abdeckschicht 18 aus Gold besteht, eingefasst. Diese Metallisierung steht mit den Stirnflächen der Elektroden 7,9 in elektrisch leitendem Kontakt und wird von einem Lotpfropfen 21 aus einer eutektischen Zinn-Blei-Legierung abgedeckt. Der Lotpfropfen verschliesst die Füllöffnung und verbessert zugleich io den elektrischen Kontakt zwischen der Rückelektrode und der Anschlusselektrode, der an sich bereits durch die Metallisierung gewährleistet ist.

Die beschriebene FK-Zelle lässt sich folgendermassen günstig herstellen:

15 Zunächst werden auf grossflächige Glasstreifen die gewünschten Elektrodenmuster mehrerer Trägerplatten geformt und dann Isolationsschichten abgeschieden. Die Elektroden können aus antimondotiertem Zinnoxid bestehen, für den isolierenden Überzug nimmt man zweckmässigerweise Siliciumdioxid. Die so 20 beschichteten Glasstreifen werden dann in geeigneten Abständen vorgeritzt und in die einzelnen Trägerplattenformate aufgebrochen. Eine saubere Auftrennung erzielt man auch durch Diamantsägen oder Trennschleifen. Die vereinzelten Trägerplatten erhalten dann eine Orientierungsschicht, werden hier-25 nach mit einem Glaslotrahmen versehen und danach miteinander verfestigt. Dann metallisiert man die Umgebung der Rahmenöffnung, füllt die Zellenkammer mit einer FK-Substanz und lötet sie anschliessend dicht.

30 Die geschilderte Schrittabfolge kann auch abgewandelt werden. So könnte etwa die Vereinzelung zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise nach dem Glaslötprozess, erfolgen.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. So ist es keineswegs in jedem Fall erfor-35 derlich, die Durchkontaktierung an der Stelle der Füllöffnung vorzunehmen oder die freiliegenden Elektrodenstirnflächen durch einen Trennvorgang zu erzeugen. Auch kommt man vielfach mit nur einer einzigen Isolationsschicht aus, da auch so die FK-Substanz vor Gleichspannungskomponenten geschützt ist. 40 Ferner kann die Flüssigkristallzelle im Rahmen der Erfindung auch mehrere gleichartige Leiterbrücken haben; dies wird vor allem bei einer Multiplexansteuerung der Fall sein.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Flüssigkristallzelle mit zwei durch einen zwischengeordneten Rahmen voneinander distanzierten Trägerplatten, die auf ihren einander zugewandten Innenflächen jeweils einen elektrisch leitenden Belag tragen und von denen wenigstens eine zusätzlich eine Isolationsschicht trägt, wobei der leitende Belag einer der beiden Trägerplatten mit einer auf der Innenfläche der anderen Trägerplatte liegenden Anschlusselektrode über eine Leiterbrücke verbunden ist, die sich an der Aussenseite des Rahmens befindet und eine die beiden Elektroden kontaktierende Metallisierung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden (7, 9) am Ort der Leiterbrücke wenigstens angenähert bündig mit ihrer jeweiligen Trägerplatte (3,2) ab-schliessen, derart, dass sie in der Stirnflächenebene ihrer Trägerplatte einen freiliegenden endlichen Querschnitt aufweisen, und dass die Metallisierung (16) diese beiden Elektrodenquerschnitte überdeckt.

2. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1, mit einem eine Öffnung (14) enthaltenden Glaslotrahmen, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnung (14) im Bereich der Metallisierung (16) befindet und mit einem Lotpfropfen (21) verschlossen ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Leitungsbrücken enthält.

4. Flüssigkristallzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung (16) aus Gold besteht.

5. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die elektrisch leitenden Beläge für mehrere Trägerplatten sowie die Isolationsschicht auf einem grossflächigen Substrat aufgebracht werden und dass dann die Trägerplatten durch Auftrennung des Substrats vereinzelt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelung durch Ritzen und nachfolgendes Brechen erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelung durch Trennschleifen erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelung durch Diamantsägen erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschichten durch chemische Dampf abschei-dung aufgebracht werden.

10. Verfahren zum Betrieb einer Flüssigkristallzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Multiplexverfahren ist.