CN1447176A - 电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种电子装置包括元件阵列和寻址基板。元件阵列包括：彼此相对的第一和第二表面；设置在第一和第二表面之间的矩阵中并包括电极的元件区；以及设置在第二表面上并且每个都与相应的一个电极电连接的第一组终端电极。寻址基板包括：具有与第二表面相对的第三表面的基板；设置在第三表面上并且每个都与相应的第一组终端电极中的一个电极电连接的第二组终端电极；以及寻址驱动器，其在依次寻址元件区时，经由第二组终端电极传输或接收发向/来自元件区的预定信号。

Description

电子装置
技术领域
本发明涉及一种电子装置，更具体地说，涉及一种对电子装置的部分寻址的同时被驱动的显示装置或者传感器。
背景技术
目前已经研制出各种类型的平面板显示器作为显示装置的电子装置，其用于包括如电视机、办公自动设备和如移动电话的汽车电子装置的用户视听系统中。因为液晶显示器(LCD)是轻质和具有低能耗、低厚度的显示器，因此，在其它装置中，使用液晶材料作为显示介质的液晶显示器(LCD)目前已经迅速地普及。结果，目前可以根据需求的应用场合从多种类型中选择最适宜的LCD。
这些不同类型的实例包括透射型LCD、反射型LCD和投影型LCD。具体地说，透射型LCD包括在其LCD面板后的背景光并使观察者感受到从背景光发出然后透射过LCD面板的光线。反射型LCD包括在背面或其LCD面板内的发射器并使观察者感受到外来的并从LCD面板反射的光线。投影型LCD(即液晶投影仪)通过利用投影灯从其LCD面板将图像投影到屏幕上并使观察者感受到投影到屏幕上的图像。
平面板显示器不仅包括那些LCD而且还包括一些根据互差原理实现电子显示操作的其它形式的电子显示装置。那些显示装置的实例包括采用EL发射层的EL显示装置(自发射显示装置)、调色显示装置和目标为所谓的“电子纸显示器”的电泳显示装置，以及扭转球显示装置(twistedball display device)。调色显示装置、电泳显示装置和扭转球显示装置都是利用外部进入光的反射的反射显示装置。
虽然它们的显示原理(或方法)不同，但当它们需求的显示能力(即像素数)相对大时，这些显示装置的每个都能通过有源矩阵寻址技术(active matrix addressing technique)正常地实现显示操作。在有源矩阵寻址中，在具有转换元件(或活性组分)的每个像素上，有源矩阵基板(或寻址基板)用于选择要寻址的具体地址。采用这样的寻址基板(或有源矩阵基板)的显示装置在1996年11月8日出版(工业技术书籍出版)的由Shoichi Matsumoto和Sangyo Tosho Kabushiki编辑的“用于有源矩阵LCD的液晶显示技术”中有具体说明。
图8是说明传统的液晶显示装置400的结构的截面简图。在图8中只显示了装置400的LCD面板部分，而为简便起见，省略了背景光、偏振器、外部驱动器、电源和其它装置。
如图8所示，液晶显示装置400包括一对基板62和71以及夹在基板62和71之间的液晶层63。基板62和71是常见的玻璃基板。液晶层63通过采用密封件69对基板62和71之间的间隙进行密封形成。在基板71的表面上，设置有栅极线74、源线75、转换元件(典型的TFT)76和像素电极73以便面对液晶显示层63。每个像素电极73都经由相应的一个转换元件76与相应的一个源线75连接。在另一个基板62的表面上设置有反电极64以面对液晶显示层63。如果需要，还可以为这些基板62和71设置调准膜和/或彩色过滤层。
这种液晶显示装置400可以以下列方式驱动。具体地说，响应于已经通过栅极线74之一提供的栅极信号。有选择地打开许多在同一行的转换元件76然后，通过源线75之一将预定的显示信号(或灰度信号)提供给与处于开启状态转换元件76之一连接的像素电极73。也就是说，设置在矩阵(成列或行)中用于不同像素电极73的多个像素通过线序列技术依次寻址一个栅极线74。将共同电压施加到反电极64上。将与寻址(或选择)的像素电极73之一和反电极64之间的电势差相对应的电压施加到与选择的像素相对应的液晶层63的部分上。在液晶层63中的液晶分子显示出光学各向异性的特性，即，随着施加其上电压的变化其方位方向也改变。利用这种现象，进入光通过液晶层63传输时由液晶层63进行调节。通过此种方式，液晶显示装置400实现显示操作。
还有另外一种有源矩阵寻址液晶显示装置。例如，本领域中熟知的所谓“对向源”型液晶显示装置。在“对向源”型液晶显示装置中，将共同电压施加到像素电极上并将显示信号提供给设置为与源线的平行条状设置的多个反电极。
有源矩阵寻址液晶显示装置能在某种程度上显示高质量的图像，但仍相对昂贵。
这部分上是因为要为寻址基板提供大量的转换元件，在图8显示的一般结构中，即使在寻址基板加工完成后寻址基板也可能产生失效。例如，在将两个基板62和71粘接在一起的处理步骤或在将液晶材料注入到间隙的处理步骤中可能会产生缺陷。在这种不理想的状态下，将降低液晶显示装置的生产产量，同时增加制造成本。
此外，尽可能有效地利用或重复利用材料或器件来保护地球的环境也在世界范围内成为日益紧迫的要求。然而，例如在图8显示的一般液晶显示装置400中，基板62和71通过密封件69强力地粘接在一起。因此，很难分离开并单独再利用寻址基板71。
不但有源矩阵寻址的液晶显示装置具有这样的问题，而且有机EL显示装置和其它类型的显示装置也具有类似的问题。同样，这些问题不仅存在于显示器，也存在于使用寻址基板的其它传感器和输入装置。也就是说，这些问题在任何其它设计为利用寻址基板驱动元件阵列的各种类型的电子装置中都经常遇到。在此处使用的“元件阵列”通常是指显示面积单元(或像素)的阵列，也可能意味着电容传感器的阵列。虽然传统的液晶显示装置400是通过线序列技术进行寻址，但也可以将点序列寻址技术作为一种替代寻址技术。此外，寻址技术不一定是电子技术，也可以是光学技术。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的目的之一在于增强设置成利用寻址基板以驱动元件阵列的电子装置的生产产量和/或再利用性。
根据本发明优选实施方式的电子装置优选包括元件阵列和寻址基板。元件阵列优选包括：彼此相对的第一表面和第二表面；设置在第一和第二表面之间的矩阵中并包括电极的元件区；以及设置在第二表面上并且每个都与相应的一个电极电连接的第一组终端电极。寻址基板包括：具有与元件阵列的第二表面相对的第三表面的基板；设置在第三表面上并且每个都与相应的第一组终端的一个电极电连接的第二组终端电极；以及寻址驱动器，其在依次寻址元件区时，经由第二组终端电极传输或接收发向/来自元件区的预定信号。
在本发明的一种优选实施方式中，元件阵列优选连接到寻址基板并能从寻址基板移出。
在另一优选实施方式中，电子装置还可以包括位于第一和第二组终端电极之间的各向异性传导层。
在另一优选实施方式中，第二表面可以由各向异性传导层形成，而各向异性传导层的部分可以起到电极和第一组终端电极的作用。
在还一种优选实施方式中，第一和第二组终端电极可以具有相互结合的结构。
在还一种优选实施方式中，电子装置还可以包括使元件阵列和寻址基板之间的间隙保持在低压状态的密封件。
在还一种优选实施方式中，元件区可以为像素，电极可以为设置在矩阵中的像素电极，第一和第二组终端电极也可以设置在与像素电极同样的矩阵中，而其中元件阵列可以作为响应于从寻址驱动器传输的预定信号的显示装置。
在这种具体的优选实施方式中，寻址基板优选包括用于产生多个基准电压和与基准电压相对应的多个灰度电压的电路。
另一方面，寻址基板优选包括多个转换元件，每个转换元件都与相应的第二组中的终端的一个电极连接。
在还一种优选实施方式中，像素也包括液晶层。
在还一种优选实施方式中，像素也包括有机EL发射层。
在还一种优选实施方式中，寻址基板优选包括多个转换元件，每个转换元件都与相应的第二组中的终端的一个电极连接。每个转换元件优选包括当暴露于光线下时改变其导电性的半导体层。在这种情况下，寻址基板作为光敏器阵列与元件阵列分离操作。
在还一种优选实施方式中，元件区可以包括电极和覆盖电极的绝缘层，并在有绝缘层插在其中的电极和位于电极上面的物体之间形成电容。在这种情况下，元件阵列起到电容传感器阵列的作用，其响应于已经从寻址基板传输的信号将已经贮存在电极上的电荷传输到寻址基板上。
在这种具体的优选实施方式中，优选电极设置在矩阵中，第一和第二组终端电极也优选设置在与电极同样的矩阵中，而寻址基板优选包括多个转换元件，每个转换元件都与相应的第二组中的终端的一个电极连接。
更具体地说，每个转换元件优选包括当暴露于光线下时改变其导电性的半导体层。然后，寻址基板作为光敏器阵列与元件阵列分离操作。
根据本发明另一优选实施方式的电子装置优选包括显示介质基板和光学寻址基板。显示介质基板优选包括：彼此相对的第一表面和第二表面；设置在第一和第二电极之间的显示介质层；以及设置在第二电极和显示介质层之间的光电导层。光学寻址基板优选设置成面对显示介质基板的第二电极并优选包括多个光发射元件。电子装置优选通过已经从光发射元件发射的光线对每个显示介质层的预定区进行顺序寻址，并通过从第一和第二电极加载的电压实现显示操作。
在本发明的一种优选实施方式中，显示介质基板还优选包括光电导层和显示介质层之间的反射层。在这种情况下，电子装置优选通过使已经从外部进入显示介质层的光线被反射层反射以获得的光线来实现显示操作。
在这种具体优选实施方式中，显示介质基板优选显示介质基板包括没有被反射层或第二电极覆盖的透射区。在这种情况下，通过已经从光发射元件发射然后通过透射区透射的光线来实现显示操作。
在另一优选实施方式中，显示介质基板优选连接到光学寻址基板并能从光学寻址基板移出。
在另一优选实施方式中，电子装置还优选包括设置于显示介质基板和光学寻址基板之间的光学元件。光学元件优选控制从光发射元件发射的光的分布。
在另一优选实施方式中，电子装置还优选包括使显示介质基板和光学寻址基板之间的间隙保持低压状态的密封件。
在另一优选实施方式中，光发射元件优选设置于矩阵中并用于各个像素。
在这种具体的优选实施方式中，光学寻址基板起到与显示介质基板独立的显示装置的作用。
在另一优选实施方式中，显示介质可以为液晶层。
在另一优选实施方式中，光发射元件可以为有机EL发射元件。
本发明的其它特征、元件、过程、步骤、特性和优点将在参照相应的附图对本发明优选实施方式的具体说明中变得更加清晰。
附图说明
图1A、1B和1C是显示根据本发明第一具体优选实施方式的液晶显示装置100的结构简图，其中：
图1A是显示装置100的分解截面图；
图1B是完整的显示装置100的截面图；以及
图1C显示装置100的俯视图。
图2A和2B是显示根据本发明第一优选实施方式的另一液晶显示装置110的结构简图，其中：
图2A是显示装置110的分解截面图；以及
图2B是完整的显示装置110的截面图。
图3A、3B和3C是显示根据第一优选实施方式的另一液晶显示装置120的结构简图，其中：
图3A是显示装置120的分解截面图；
图3B是显示装置120的一个像素部分的放大截面图；以及
图3C是说明各向异性传导层的结构透视图。
图4A和4B是显示第一优选实施方式中粘接LCD面板100A和寻址基板100B的另一方法。
图5A是根据本发明第二具体优选实施方式的光学寻址型液晶显示装置200的分解截面图。
图5B是显示用在液晶显示装置200中的另一LCD面板210A的一个像素部分的截面图。
图6A、6B和6C是显示根据本发明第三具体优选实施方式的传感器300的结构和性能的简图，其中：
图6A是传感器300的截面图；
图6B是传感器300的俯视图；以及
图6C是显示传感器300操作原理的简图。
图7是显示根据本发明优选实施方式的可用于显示装置或传感器中的替代寻址基板的原理的简图。
图8是显示传统的液晶显示装置400的结构的截面简图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对根据本发明电子装置的优选实施方式进行说明。当然，应该注意，本发明并不局限于下列具体实施方式。
根据本发明优选实施方式的电子装置优选包括：包括设置在矩阵中的元件区的元件阵列，以及当寻址其中的元件区时驱动元件阵列的寻址基板。
元件阵列优选包括：彼此相对的第一表面和第二表面；设置在第一和第二表面之间的矩阵中并包括电极的元件区；以及设置在第二表面上并且每个都与相应的一个电极电连接的第一组终端电极。
寻址基板优选包括：具有与元件阵列的第二表面相对的第三表面的基板；设置在第三表面上并且每个都与相应的一个第一组中的终端电极电连接的第二组终端电极；以及当依次寻址元件区时，经由第二组终端电极传输或接收发向/来自元件区预定信号的寻址驱动器。
在根据本发明这种优选实施方式的电子装置中，用于将元件阵列和寻址基板电连接在一起的第一和第二组终端电极设置在两个不同表面(两个不同的基板或薄膜)上。因此，元件阵列很容易与寻址基板分离。结果，本发明就能增加电子装置的生产产量和/或再利用性。
实施方式1
在下文中，将本发明的第一具体优选实施方式进行具体说明。将本发明的第一优选实施方式施用到显示装置中。
图1A、1B和1C是显示根据本发明第一具体优选实施方式的液晶显示装置100的结构简图。具体地是，图1A是显示装置100的分解截面图，图1B是完整的显示装置100的截面图，图1C是显示装置100的俯视图。在图1A、1B和1C中，为简便起见，显示装置100的背景光、偏振器、外部驱动器、电源和其它部件予以省略。
液晶显示装置100包括作为元件阵列的实例的LCD面板100A和寻址基板100B。
如图1A所示，LCD面板100A包括连接器基板11、反向基板12、以及夹在连接器基板11和反向基板12之间的液晶显示层15。液晶显示层15由密封件19密封。连接器基板11和反向基板12是如玻璃基板或塑料基板的绝缘基板。
在连接器基板11的表面上，在矩阵中设置有多个像素电极13以便面对液晶显示层15。例如，像素电极13可以采用形成ITO薄膜图案的方式形成。将反电极14设置在反向基板12的表面以便也面对液晶显示层15。作为选择方式，基板11和12可以附加地设置颜色过滤层或黑色矩阵。
在LCD面板100A的连接器基板11上不设置栅极线、源线或转换元件。因此，像素电极13彼此电绝缘。
在连接器基板11的背面，设置有每个都与相应的像素电极13之一电连接的第一组终端电极16，以便不与液晶层15面对。第一组终端电极16设置成与像素电极13同样的矩阵中。如图1A所示，第一组终端电极16可以是从连接器基板11的背面凸出的凸出电极。举例来说，第一组终端电极16可以由镍、铜、锡或焊锡制作。像素电极13和第一组终端电极16可以通过设置成穿过连接器基板11的连接孔(未示出)电连接在一起。连接孔可以通过任何熟知的技术如蚀刻工艺来制成。
通过电极传输技术(在此处的电极称为“传输电极”)电连接到反电极14的连接器电极以及像素电极13可以设置在连接器基板11同样的表面上以便面对液晶层15。在这种情况下，可以设置也属于第一组的另一终端电极以便电连接到用于反电极14的连接器电极。电极传输技术可以通过使用碳膏、金属膏或金属颗粒等熟知的方法予以实现。
寻址基板100B包括在基板21上的栅极线24、源线25、TFT 26和像素电极23(在此处称为“第二组终端电极”)。每个像素电极23都经由其相应的TFT26连接到其相应的源线25。虽然在图1A中没有具体显示，但栅极线24和源线25设置在位于矩阵中的像素电极23之间，而TFT26中的一个设置于靠近每个像素电极23的位置。通过栅极线24提供栅极信号的栅极线驱动器(在图1C中未示出)和通过源线25提供数据信号源线驱动器(在图1C中未示出)设置在基板21上(参见图6B)。在此处这些驱动器有时也统称为“寻址驱动器”。
基板21既可以是绝缘基板(例如，玻璃基板或塑料基板)也可以是半导体基板(例如，硅基板)。栅极线24和源线25可以通过在例如铝、钽、钼或铜的金属膜或ITO的导电氧化膜形成图案来制作。TFT26包括硅的活性层或有机半导体。像素电极23也可以通过在例如铝、钽、钼或铜的金属膜或ITO的导电氧化膜上形成图案来制作。寻址基板100B可以具有与传统的液晶显示装置(例如，图8中所示的液晶显示装置400)的有源矩阵基板同样的基本机构。
然而，像素电极23需要电连接到LCD面板100A的第一组终端电极16上。因此，如果设置绝缘层(未示出)为栅极线24、源线25和TFT26的保护层，则像素电极23应该裸露于触绝缘层上。在这种情况下，像素电极23起到将第二组终端电极电连接到第一组终端电极16的作用。另一方面，即使像素电极23覆盖绝缘层，第二组终端电极(未示出)也可以独立设置以便通过穿过绝缘层的接触孔电连接到像素电极23。
例如，LCD面板100A的第一组终端电极16可以通过各向异性传导层32电连接到寻址基板100B的像素电极(或第二组终端电极)23。在这种情况下，LCD面板100A和寻址基板100B需要彼此相对定位并以LCD面板100A的第一组终端电极16与寻址基板100B的像素电极(或第二组终端电极)23对准的方式粘接在一起。如果各向异性传导层32具有粘着性，则LCD面板100A和寻址基板100B可以通过各向异性的导电层32粘着并稳固地连接在一起。各向异性的导电层32可以是熟知的只有垂直于其层表面的方向显示导电性的各向异性导电膜(ACF)或各向异性导电胶(ACP)。
各向异性的导电层32可以由分布有导电颗粒树脂材料的薄板或胶制作。优选导电颗粒的实例包括：例如，镀镍(Ni)的金(Au)的金属颗粒；碳颗粒；镀例如镍和金的塑料颗粒；以及例如包括ITO的透明导电颗粒或镍颗粒的塑料(例如，聚氨酯)颗粒。优选树脂材料的实例包括：环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。
应该注意，如果选用加热时软化的热塑树脂、或当接触到紫外线时丧失粘接强度的UV可分解树脂作为树脂材料，曾经粘接在一起的LCD面板100A和寻址基板100B可以根据需要很容易地彼此分离。即便如此，LCD面板100A和寻址基板100B也可以在粘接表面用如酒精的溶剂清洗干净后通过各向异性的导电层粘接在一起。如果LCD面板100A和寻址基板100B可以采用此种方式容易地彼此连接和去除(粘接和分离)，用户可以在任意时间更换LCD面板100A以满足其要求。
这种液晶显示装置100可以通过传统的方法驱动，有关其详细的说明在此予以省略。
这种液晶显示装置100具有允许用户很方便地从寻址基板100B移出LCD面板100A的结构。因此，用户可以在任意时间根据出现的情况更换LCD面板100A。例如，当LCD面板100A有缺陷或另外的面板能更好地满足用户要求时，可以更换更好的LCD面板100A。在后一种情况下，现有的面板可以替换为反射面板、透射面板或具有不同视角特性或不同响应速度的面板。此外，如果需要，现有的LCD面板也可以替换为不同形式的显示面板如有机EL显示面板。
为了使LCD面板100A能更换为另一LCD面板，寻址基板100B优选包括用于产生多个基准电压和与基准电压相对应的相同数量的灰度电压电路。在这种情况下，寻址基板100B可以将合适的电压(或信号)提供给新安装的LCD面板。此外，寻址基板100B也可以包括一些通过，例如开关或容量来改变基准电压或灰度电压的机构。另外，为了使同样的寻址基板100B能够匹配多个不同类型的显示介质，可以准备多个γ校正程序以便用户可以根据所选择的显示介质的类型选择最好的γ校正程序或在当前选择的程序上更精确地调节。
如上所述，在本优选实施方式的液晶显示装置100中，LCD面板100A和寻址基板100B可以很容易地彼此分离。因此，只需将上述两个件中一个用另一个替换，而其它部件可以继续使用。结果，可以增加液晶显示装置的生产产量和/或再利用性。同时，也可以根据用户的需要只更换LCD面板100A。此外，也可以用另外不同类型的使用包括有机EL发射材料、电泳材料和电化色材料的另外不同类型显示介质的显示面板(或显示介质基板)更换LCD面板100A。另外，因为可以单独更换显示面板，因此即使相对短寿命的显示介质(例如，有机EL材料)也能有效地利用。
在上述优选实施方式中，LCD面板100A和寻址基板100B由以后能很容易剥离的各向异性的导电树脂粘接在一起。当然，用于将这两件粘接在一起的材料和粘接结构并不局限于此种具体优选实施方式。例如，LCD面板100A和寻址基板100B也可以用上、下表面具有粘性的各向异性导电橡胶薄板粘接在一起。另外，例如，也可以通过分别在这两个部件上的一个上设置磁铁，而在另一件上设置如镍、铁或钴的铁磁体使LCD面板100A和寻址基板100B彼此牢固地磁性吸引在一起。在这种情况下，第一组终端电极16或像素电极23(或第二组终端电极)可以由铁磁体金属材料制作。
为了更容易地使LCD面板100A和寻址基板100B对正，也可以使用如图2A和2B显示的液晶显示装置110。
与图1A、1B和1C显示的液晶显示装置100不同，图2A和2B显示的液晶显示装置110具有寻址基板100B的像素电极(或第二组终端电极)23a与LCD面板100A的第一组终端电极16相互结合的结构。具体地是，第一组终端电极16具有从连接器基板11后面凸出的凸出电极，而像素电极(或第二组终端电极)23a具有凹进的形状以便在凹进的形状处容纳第一组终端电极16。更具体地说，当第一组终端电极16为球形凸出电极时，优选像素电极23a具有如图2A所示向其中心凹进的倾斜上表面。这是因为在这种情况下，第一组终端电极16能被容易地导向相应的像素电极23a的中心。
当然可以将第一组终端电极16制作成凸形，而将像素电极23a制作成凹形。第一组终端电极16和像素电极23a也可以具有另一对形状。第一组终端电极16和像素电极23a也可以根据其具体的组合形状彼此更紧密地结合在一起。在这种情况下，也可以省略各向异性传导层32。
作为另一种变更形式，在如图3A、3B和3C所示的液晶显示装置120中，连接器基板11可以用各向异性导电薄板17替换。在这种情况下，不需要将LCD面板100A与寻址基板100B进行对正。
在液晶显示装置120中，LCD面板100A包括各向异性导电薄板17，而不是液晶显示装置100的连接器基板11。如图3C所示，各向异性导电薄板17为各向异性导电材料的薄板，其中金属材料或者导电树脂的导电柱17a之间填充有绝缘层17b。每个导电柱17a直径大约为20μm、高度大约为150μm，而绝缘层17b厚度大约为1μm到5μm。
如图3B所示，此各向异性导电薄板17设置成直接与寻址基板100B的像素电极23接触。在这种液晶显示装置120中，各向异性导电薄板17上与像素电极23接触的部分起到LCD面板100A的像素电极13和第一组终端电极16的作用。当采用这种结构时，不需要将LCD面板100A与寻址基板100B进行对正，并可以省略在图1A中显示的像素电极13和第一组终端电极16。作为选择形式，可以采用各向异性传导层32辅助将LCD面板110A和寻址基板100B更紧密地连接在一起。
当使用具有低强度的基板(或薄膜)时(例如，当各向异性导电薄板17用于这种LCD面板110A或当聚合物薄膜用作LCD面板100A的连接器基板11时)，液晶材料应该通过滴入技术或任何不需要具有高机械强度基板的其它方法注入。例如可以使用已经在日本专利公报异议No.8-20627(Japanese Patent Gazette for Opposition)公开的滴入方法。
实施方式2
在下文中，将参照图4A和4B具体说明在图1A、1B和1C中显示的LCD面板100A和寻址基板100B的另一种粘接方法。下面的方法也用在图2A和2B中显示的液晶显示装置110，在图3A、3B和3C中显示的液晶显示装置120，光学寻址型显示装置120将在后面作为本发明的第二优选具体实施方式说明，而电子装置将在后面作为本发明的第三优选具体实施方式说明。
在图4A和4B中显示的液晶显示装置130还包括将LCD面板100A和寻址基板100B之间的间隙保持在低压状态的密封件。当LCD面板100A和寻址基板100B之间的间隙保持在低压状态时，空气压力将均匀地作用在整个LCD面板100A和寻址基板100B的整个表面。因此，可以实现较好的电连接。当采用这样的结构时，可以很容易地连接或去除LCD面板100A。因此，用户可以在任意时间更换LCD面板100A以满足他或她的需求。
这种液晶显示装置也可以按如图4B所示装配。
首先，制作密封件34密封LCD面板100A和寻址基板100B之间的间隙。这种密封件34可以由例如硅酮橡胶制作。可以通过将排空管36经由能打开和关闭的拉链35插入密封件34并通过泵或喷射器将密封件34内排空，即，排空LCD面板100A和寻址基板100B之间间隙的空气从而在间隙中产生低压状态。为了增加工作效率，排空管36可以设置成阀37。当LCD面板100A和寻址基板100B之间的间隙中的压力已经充分降低后，关闭拉链35保持低压状态。
如果液晶显示装置130需要显示增加机械强度，密封件34的开口还可以用密封剂(或粘接剂)密封。另一方面，也可以设置另一种密封件以便环绕LCD面板100A和寻址基板100B。也可以通过例如在日本公开的No.4-291320或No.2000-275656公开的方法，在LCD面板100A和寻址基板100B之间的间隙产生这样的低压状态。
实施方式2
在下文中，将第二种具体优选实施方式进行具体说明。根据第二种优选实施方式的显示装置是一种光学寻址型显示装置。图5A是根据本发明第二具体优选实施方式的光学寻址型液晶显示装置200的分解截面图。
如图5A所示，液晶显示装置200包括作为示例性显示介质基板的LCD面板200A和光学寻址基板200B。
LCD面板200A包括连接器基板11、反向基板12以及夹在连接器基板11和反向基板12之间的液晶层15。液晶层15由密封件19密封。连接器基板11和反向基板12为如玻璃基板或塑料基板的绝缘基板。
液晶层15夹在连接器基板11上的电极13a和反向基板12上的电极14之间。光电导层13b设置在电极13a和液晶层15之间。反射层13c设置在光电导层13b和液晶层15之间。AC(交流)电压施加到电极13a和14之间。反射层13c设置成反射已经进入液晶层15、背对观测者(即，面对反向基板12)的外部进入光。光电导层13b可以由硅或有机半导体制作。反射层13c可以是例如电介质镜。
根据在光学寻址中使用的光线波长或光电导层13b的光谱敏感度，可以省略反射层13c以使光电导层13b起到替代反射层的作用。当通过自身显示出反射特性的显示介质层(例如，调色显示介质、电泳显示介质或扭转球显示介质)用于代替液晶层15或当使用如EL层的自发射显示介质层时，可以将反射层13c省略。
如图5A所示，光学寻址基板200B包括在基板21上的栅极线24、源线25、TFT26和光发射元件27。每个光发射元件27都经由其相应的TFT26连接到其相应的源线25。光发射元件27也可以用钝化膜或基板(未示出)覆盖。基板21既可以是绝缘基板(如玻璃基板或塑料基板)也可以是半导体基板(如硅基板)。栅极线24和源线25可以通过在例如铝、钽、钼或铜的金属膜或ITO的导电氧化膜形式图案来制作。优选光发射元件27的实例包括有机或无机EL元件，发光二极管(LED)和场致发射显示器(FED)。
当栅极线24由通过栅极线24依次提供的栅极信号以及彼此同步地依次通过源线25提供的数据信号顺序激活时，光发射元件27依次发射光线。应该注意，不使用如TFT26转换元件的矩阵型光发射装置(例如，等离子发射装置或EL装置)也可以用作光发射元件27。虽然将在下面的实施例中说明直线顺序寻址方案，但也可以采用点顺序寻址方案或场地顺序寻址方案。
LCD面板200A和光学寻址基板200B可以用透明粘合剂层或压敏粘合剂层(未示出)连接在一起。为了方便拆除LCD面板200A，优选采用压敏粘合剂层。另一方面，优选粘合剂层是由当加热时变软的热塑树脂或当置于紫外线下时丧失其粘合强度的UV可分解树脂制成。另外，LCD面板200A和光学寻址基板200B也可以用如图4A所示的密封件34连接在一起，以便在LCD面板200A和光学寻址基板200B之间的间隙产生低压状态。
当接受到从光学寻址基板200B的光发射元件27发出的光线时，LCD面板200A的光电导层13b产生光学激励电荷(即，电子空穴对)以降低其电阻(或阻抗)值。相应地，当光线进入光电导层13b的同时预定电压施加到LCD面板200A的电极13a和14之间，只有光进入的部分光电导层13b的电阻(或阻抗)值降低。结果，增加的电压在这些部分施加到液晶层15。另一方面，没有暴露于光线下的光电导层13b的其它部分具有高电阻(或阻抗)值。因此，在这些部分几乎没有电压施加到液晶显示层15。利用这个原理，液晶层15各个预定的部分都可以利用已经从光学寻址基板200B发出的光线顺序寻址，根据电极13a和14施加到液晶层15上的电压实现显示操作。
应该注意所谓的“串线”现象，根据从光学寻址基板200B的光发射元件27发射光线(即，发射密度的角度分布)的分布情况，这种现象不仅预定部分(通常的像素)中出现，而且在其它无意中被寻址的部分都可能出现。因此，如果从光发射元件27发射出的光线分布太宽，则需要设置光学系统设置以控制光线的分布，这样就不会出现串线(即，这样光线只进入光电导层13b的预定部分)。
例如，在图5A所示的液晶显示装置200中，控制光线分布的透镜阵列18设置在LCD面板200A和光学寻址基板200B之间。当然，透镜阵列18可以用针孔阵列代替。针孔阵列可以由黑树脂制成，其通常用于在连接器基板11的背面上形成黑色矩阵。应该注意，如果光发射元件27设置成行或列方向的条形去顺序寻址像素的行或像素的列，则可以设置在宽度方向或在线缝方向上具有聚焦光线作用的透镜。
在这种优选方式中，进入到光电导层13b的光线只能具有改变光电导层13b电阻(或阻抗)的足够高强度。相应地，光线也可以具有相对低的强度。另外，为了降低串线现象，可以将光电导层13b分成与像素相同数量的部分。此外，也可以在光电导层13b和液晶层15之间附加设置导电层并分成与像素相同数量的部分。在这种构造下，即使响应于寻址光线改变导电性的光电导层13b的每个单位区域都比像素小，预定电压依然能施加到设置成面对像素的导电层。作为选择方式，此导电层也可以起到反射层的作用。
如上所述，根据这种光学寻址技术，与第一优选实施方式的电寻址技术相比，LCD面板和寻址基板能够更容易地连接在一起。因此，由于连接较差产生的缺陷几乎可以得到避免。
另外，如果光学寻址基板200B的光发射元件27发射可见射线并设置成矩阵，则光学寻址基板200B也可以用作与LCD面板200A分离的自发射显示器。另外，在相对暗的操作环境下(例如，室内)，只有光学寻址基板200B可以单独作为自发射显示器使用。另一方面，在相对明亮的环境下(例如，室外)，可以将反射层模式LCD面板200A安装在光学寻址基板200B上并用作反射显示面板。在这种方式下，本优选实施方式的液晶显示装置200可以根据操作环境或用户(或观测者)的需要转换显示模式。
在图5A中所示的LCD面板200A中，只使用光学寻址基板200B发出的光线作为寻址光线。然而，当组合使用发射可见射线的光学寻址基板200B和图5B中所示的LCD面板210A时，从光学寻址基板200B发出的光线不仅可以作为寻址光线而且也可以作为显示光线。
LCD面板210A是所谓的“反射和透射”LCD面板，其包括在透射模式下实现显示操作的透射部分T和在反射模式下实现显示操作的反射部分R。在这种LCD面板210A中，电极13a′、光电导层13b′和反射层13c′选择地仅设置用于反射部分R，而不设置用于透射部分T。如图5A中所示的液晶显示装置200，反射部分R采用已经从光发射元件27发出的光线寻址并在反射模式实现显示操作。另一方面，在透射部分T中，没有电压作用到液晶层15，而显示操作通过已经从光发射元件27发出的光线的透射来实现。也就是说，液晶层15那部分(以及偏振器(未示出))设置成在正常的白模式下实现显示操作。
为了使反射模式显示和透射模式显示同样地最优化，如图5B所示，优选反射部分R中液晶层15的厚度为透射部分T中液晶层15厚度d的一半。在此优选实施方式中，每个像素都包括透射部分T和反射部分R。当然，本发明不局限于此具体实施方式。另外，也可以采用任何其它已知的反射和透射LCD面板。
也可以采用上述的第一实施方式中方案将LCD面板200A或210A和光学寻址基板200B连接在一起。当然，当使用粘接层或压敏粘接层时，粘接层不一定必须是电导体，但需要是透明的。当然，可以采用图4A所示的设置或LCD面板200A或210A与光学寻址基板200B可以用例如磁铁的磁性吸引彼此连接在一起。
上述本发明的第二优选实施方式基板使用LCD面板作为显示介质。另外，显示面板也可以使用各种任何其它形式的显示介质如有机EL发射材料、电泳材料和电化色材料。
实施方式3
在下文中，将对本发明的第三优选实施方式说明。第三优选实施方式与传感器相关。
根据上述任意优选实施方式包括传感元件阵列而不是显示面板的传感器300的结构和作用将参照图6A、6B和6C进行说明。
传感器300包括传感元件阵列300A和寻址基板300B。寻址基板300B也具有与在第一实施方式的显示装置中使用的寻址基板100B或110B同样的结构。传感元件阵列300A包括连接器基板11、设置在连接器基板11的矩阵中的多个传感器电极13、以及覆盖传感器电极13的绝缘层(或保护层)15a。传感元件阵列300A和寻址基板300B可以如上述第一实施方式中一样采用各向异性传导层32连接在一起。
传感器300的操作原理将参照图6c进行说明。
首先，将不平坦表面的物体52(如人的手指)与传感元件阵列300A的上表面接触(即，在绝缘层15a上)。在这种情况下，物体52被认为是一种电极，并在物体52和传感器电极13之间形成电容。
只有绝缘层15a存在于物体52不平坦表面的凸部分和传感器电极13之间。另一方面，不仅绝缘层15a而且空气间隙也存在于物体52不平坦表面的凹部分和传感器电极13之间。因此，由物体52凸部分下面的前面传感器电极13检测的电容值(即，电荷量)与由物体52凹部分下面的后面传感器电极13检测的电容值不同。当通过寻址基板300B实现寻址操作时，如图6B所示，这些电容值的分布由设置在寻址基板300B上的源线25一端的电荷检测器(或电压检测器)23A检测出。在这种方式下，可以检测出物体52的表面形状(或凸和凹部分的分布)。因此，传感器300可以作为输入装置使用(例如，指纹传感器)。
如图6B所示，寻址传感器300B包括通过栅极线24提供栅极信号的栅极线驱动器24A，通过源线25提供数据信号的源线驱动器25A，以及电荷检测器(或电压检测器)23A。除电荷检测器23A外，寻址基板300B具有与上述第一优选实施方式的寻址基板100B或110B基本一样的结构。因此，可以用传感元件阵列300A代替第一优选实施方式的显示面板100A，就可以将显示装置转换成传感器。实现这种转换以便寻址基板300B的源线驱动器25A用于使组合起到显示装置的作用，而寻址基板300B的电荷检测器(或电压检测器)23A用于使组合起到传感器的作用。
上述的第一或第三优选实施方式的寻址基板也可以起到光敏器的作用。
如果寻址基板的TFT26包括用于实现电转换的半导体层，而半导体层的导电性根据接触的光线变化，那么寻址基板就可以与日本专利No：2796336或No：3019632公开的光敏器阵列同样操作。
这样的寻址基板100C也可以用做如图7所示的近距离接触图象传感器。
如图7所示，背景光40设置在寻址基板100C后面，而原件54设置成使印刷表面与寻址基板100C的上表面相对。从背景光40发出的光线透射穿过寻址基板100C，投射到原件54的印刷表面，然后根据其表面状态的打印状态从其表面反射或吸收。从原件54的印刷表面反射的光线进入TFT26。根据投射光线的密度，TFT26改变其导电性，从而产生表示投射光线密度的信号。在这种方式下，记录的信息可以从原件54的印刷表面读出。当然，寻址基板100C需要包括用于读出这样信号的电路，可以是任何已知的电路。
如果TFT26具有这样的结构，寻址基板就可以从第一优选实施方式的显示装置或第三优选实施方式的传感器分离并可以做为光敏器阵列使用。
在上述的第一和第三优选实施方式中，寻址基板包括作为转换元件的TFT26。当然，转换元件不局限于TFT，也可以是MTM或任何其它形式的转换元件。转换元件上述优选实施方式设置成矩阵中，但也不局限于此种设置方式。
根据上述本发明的各种优选实施方式，寻址基板可以很容易地从元件阵列中分离。因此，可以增加电子装置的生产产量和/或再利用率。
本发明的优选实施方式通过改变元件阵列和寻址基板的组合或通过单独利用元件阵列或寻址基板提供了一种使用电子装置的方法。
虽然本发明通过优选实例进行了公开和说明，但是应当认为本领域的熟练技术人员可能在此基础上做出各种变更并具有许多不同于上述的具体形式的实施方式。相应地，本发明所附属的权利要求将覆盖上述所有不脱离发明保护范围和主题精神的变更形式。

Claims (25)

1.一种电子装置，包括：
元件阵列；和
寻址基板；
其中元件阵列包括：
彼此相对的第一表面和第二表面；
设置在第一和第二表面之间的矩阵中并包括电极的元件区；以及
设置在第二表面上并且每个都与相应的一个电极电连接的第一组终端电极；以及
其中寻址基板包括：
具有与元件阵列的第二表面相对的第三表面的基板；
设置在第三表面上并且每个都与相应的第一组终端电极中的一个电极电连接的第二组终端电极；以及
寻址驱动器，其在依次寻址元件区时，经由第二组终端电极传输或接收发向/来自元件区的预定信号。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于元件阵列可以连接到或移出寻址基板。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于还包括位于第一和第二组终端电极之间的各向异性传导层。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：
第二表面由各向异性传导层形成；以及
其中各向异性传导层部分起到电极和第一组终端电极的作用。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于第一和第二组终端电极具有相互结合的结构。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于还包括使元件阵列和寻址基板之间的间隙保持低压状态的密封件。
7.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：
元件区是像素；和
其中电极为设置在矩阵中的像素电极；以及
其中第一和第二组终端电极每个都设置在与像素电极同样的矩阵中，以及
其中元件阵列作为响应于从寻址驱动器传输的预定信号的显示装置。
8.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于寻址基板包括用于产生多个基准电压以及与基准电压相应的多个灰度电压信号的电路。
9.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于寻址基板包括多个转换元件，每个转换元件都与相应的所述第二组中的一个终端电极连接。
10.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于像素包括液晶层。
11.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于像素包括有机EL发射层。
12.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于：
寻址基板包括多个转换元件，每个转换元件都与相应的所述第二组中的一个终端电极连接，以及
其中每个所述的转换元件包括当暴露于光线时改变其导电性的半导体层；以及
其中寻址基板可以作为与元件阵列分离的光敏器阵列操作。
13.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：
元件区包括电极和覆盖电极的绝缘层，并在有绝缘层插在其中的电极和位于电极上面的物体之间形成电容，以及
其中元件阵列起到电容传感器阵列的作用，其响应于已经从寻址基板传输的信号将已经贮存在电极上的电荷传输到寻址基板上。
14.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于：
电极设置成矩阵中，以及
其中第一和第二组终端电极每个都设置在与电极同样的矩阵中，以及
其中寻址基板包括多个转换元件，每个转换元件都与相应的第二组中的一个终端电极连接。
15.根据权利要求14所述的电子装置，其特征在于：
每个所述的转换元件包括当暴露于光线下时改变其导电性的半导体层；以及
其中寻址基板可以作为与元件阵列分离的光敏器阵列操作。
16.一种电子装置，包括：
显示介质基板；以及
光学寻址基板；
其中显示介质基板包括：
彼此相对的第一电极和第二电极；
设置在第一和第二电极之间的显示介质层；和
设置在第二电极和显示介质层之间的光电导层；以及
其中光学寻址基板设置成使面对显示介质基板的第二电极并包括多个光发射元件，以及
其中电子装置通过已经从光发射元件发射的光线对每个显示介质层的预定区进行顺序寻址，并通过从第一和第二电极加载的电压实现显示操作。
17.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于：
显示介质基板还包括在光电导层和显示介质层之间的反射层，以及
其中电子装置通过使已经从外部进入显示介质层的光线被反射层反射以获得的光线来实现显示操作。
18.根据权利要求17所述的电子装置，其特征在于：
显示介质基板包括没有被反射层或第二电极覆盖的透射区，以及
其中电子装置通过已经从光发射元件发射然后通过透射区透射的光线来实现显示操作。
19.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于显示介质基板可以连接到或移出光学寻址基板。
20.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于还包括在显示介质基板和显示介质基板之间的光学元件，光学元件控制已经从光发射元件发射的光线的分布。
21.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于还包括使显示介质基板和光学寻址基板之间的间隙保持低压状态的密封件。
22.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于光发射元件设置成矩阵并用于各个像素。
23.根据权利要求22所述的电子装置，其特征在于光学寻址基板起到与显示介质基板独立的显示装置的作用。
24.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于显示介质层为液晶层。
25.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于光发射元件为有机EL发射元件。
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