DE19646287A1 - Fluid mit mehreren, eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweisenden Partikeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fluid mit mehreren, eine elek­ trisch leitfähige Oberfläche aufweisenden Partikeln und mit einem die Partikel umgebenden, elektrisch nicht leit­ fähigen Medium zur Kontaktierung zweier einander gegen­ überstehender, jeweils auf einem Elektrodenträger ange­ ordneter elektrischer Leiter.

Solche Fluids werden in der Mikroelektronik häufig einge­ setzt und sind damit bekannt. Beispielsweise hat eine Flüssigkristallanzeige als Elektrodenträger zwei einander gegenüberstehende Glasplatten, die mit als elektrische Leiter ausgebildeten Leiterbahnen versehen sind. Die Lei­ terbahnen werden mittels der Partikel des Fluids mitein­ ander kontaktiert. Hierdurch erhält man eine Flüssigkri­ stallanzeige, die an einer der Glasplatten beispielsweise mit einer Ansteuerelektronik verbunden werden kann. Als Fluid wird häufig eine Paste mit Silberpartikeln verwen­ det, die auf den Leiterbahnen der einen Glasplatte mit­ tels Siebdruck aufgetragen wird. Nach einem Zusammenfügen der beiden Glasplatten werden sich kreuzende Leiterbahnen der Glasplatten miteinander kontaktiert. Die Silberpaste ist zur Vermeidung von Kurzschlüssen zweier benachbarter Leiterbahnen besonders kleinflächig aufzutragen. Dies er­ fordert ein besonders genaues Arbeiten beim Siebdruck und beim Zusammenfügen der Glasplatten. Zusätzlich sind zwi­ schen den Glasplatten Abstandshalter anzuordnen, die bei einem Verpressen der Glasplatten ein Verlaufen der Paste und damit eine elektrisch leitende Verbindung zweier be­ nachbarter Leiterbahnen verhindern. Dieses Fluid eignet sich daher nur für Elektrodenträger, deren Leiterbahnen einen sehr großen Abstand zueinander aufweisen.

Zur Vermeidung von separat anzuordnenden Abstandshaltern ist ein Fluid bekannt geworden, welches Goldkugeln ent­ hält, die jeweils einen vorgesehenen Durchmesser aufwei­ sen. Diese Goldkugeln kontaktieren zwei einander gegen­ überliegende Leiterbahnen und stellen gleichzeitig einen vorgesehenen Abstand der Glasplatten zueinander sicher. Das Mengenverhältnis der Goldkugeln zu dem übrigen Fluid ist so klein, daß sich die Goldkugeln untereinander nicht berühren. Hierdurch ist das Fluid anisotrop leitfä­ hig, so daß es den elektrischen Strom nur quer zu seiner größten Erstreckung leitet. Das Fluid kann deshalb auch über benachbarte Leiterbahnen aufgetragen werden, ohne daß hierdurch ein Kurzschluß entsteht. Dadurch ist im Vergleich zur Silberpaste kein besonders genaues Auftra­ gen des Fluids erforderlich.

Die bekannten Fluids haben den Nachteil, daß die elek­ trischen Leiter zunächst gründlich gereinigt werden müs­ sen. Beispielsweise sind die Leiterbahnen einer Flüssig­ kristallanzeige in der Regel vollständig mit einer elek­ trisch nicht leitenden Orientierungsschicht überzogen. Bei einem Entfernen der Orientierungsschicht besteht zu­ dem die Gefahr der Beschädigung der Leiterbahnen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Fluid der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß einander ge­ genüberstehende elektrische Leiter zweier Elektrodenträ­ ger zuverlässig miteinander kontaktiert werden, ohne daß die Leiter besonders gründlich gereinigt werden müssen.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Partikel Kanten und/oder Spitzen aufweisen.

Durch diese Gestaltung müssen die elektrischen Leiter vor dem Auftragen des Fluids nicht oder nur von losem Schmutz gereinigt werden. Eine auf den Leitern haftende isolie­ rende Lack- oder Orientierungsschicht wird von den Kanten oder Spitzen der Partikel bei einem Verpressen der Elek­ trodenträger durchdrungen. Die Leiter werden deshalb von den Partikeln zuverlässig kontaktiert. Das Mengenverhält­ nis der Partikel zu dem übrigen Fluid kann wahlweise so bemessen sein, daß das Fluid den elektrischen Strom in jeder Richtung leitet oder ein anisotrop leitfähiges Fluid entsteht. Als anisotrop leitfähiges Fluid kann die­ ses mit beliebigen Verfahren aufgetragen werden, ohne daß nebeneinander angeordnete Leiter miteinander elek­ trisch leitend verbunden werden. Deshalb läßt sich das Fluid beispielsweise kostengünstig mittels Schleudertech­ nik auf einem der Elektrodenträger auftragen. Die Schleu­ dertechnik zeichnet sich durch eine hohe und gleichmäßige Partikelkontamination aus und ermöglicht zudem eine hohe Auftragungsgeschwindigkeit. Die Partikel können wie die Goldkugeln des bekannten Fluids eine annähernd gleiche Größe aufweisen. Hierdurch ist eine Verwendung von sepa­ rat anzuordnenden Abstandshaltern nicht erforderlich.

Die Partikel lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaf­ ten Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig herstellen, wenn die Partikel beschichtete Glasfaserab­ schnitte sind. Die Glasfaserabschnitte haben dank ihrer Härte zudem den Vorteil, die elektrischen Leiter anzu­ kratzen und damit eine sichere Kontaktierung zu gewähr­ leisten.

Die Partikel haben eine hohe Leitfähigkeit, wenn sie eine Oberfläche aus Silber oder Gold aufweisen. Die Oberfläche kann wahlweise durch eine Beschichtung der Partikel oder durch eine massive Gestaltung der Partikel aus Gold oder Silber erzeugt werden.

Ein Kurzschluß zweier benachbarter elektrischer Leiter läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbil­ dung der Erfindung zuverlässig vermeiden, wenn die Parti­ kel kleiner sind als die seitlichen Abstände der elektri­ schen Leiter zueinander.

Der Kurzschluß zweier benachbarter elektrischer Leiter wird besonders zuverlässig vermieden, wenn die Partikel um den Faktor 5 bis 10 kleiner sind als die seitlichen Abstände der elektrischen Leiter zueinander.

Die Elektrodenträger könnten mittels eines zusätzlich aufzutragenden Klebers in ihrer Position fixiert und ge­ gen ein Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet werden. Ein solcher Kleber läßt sich gemäß einer anderen vor­ teilhaften Weiterbildung vermeiden, wenn das die Partikel umgebende Medium chemisch aushärtend ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben. Diese zeigt in einer einzigen Figur eine Schnittdarstellung durch einen äußeren Bereich einer Flüssigkristallanzeige.

Die Flüssigkristallanzeige hat zwei einander gegenüber­ stehende, als Glasscheiben ausgebildete Elektrodenträger 1, 2 mit darauf angeordneten Leiterbahnen 3-5. Die Lei­ terbahnen 3-5 sind jeweils mit einer elektrisch isolie­ renden Orientierungsschicht 6, 7 überzogen. In einem Zwi­ schenraum zwischen den Orientierungsschichten ist ein Flüssigkristall-Material 8 eingeschlossen. Auf beiden Seiten der Flüssigkristallanzeige sind jeweils ein Pola­ risator 9, 10 und auf ihrer Rückseite zusätzlich ein Re­ flektor 11 aufgetragen. Das Flüssigkristall-Material 8 verändert bei einem Anlegen einer elektrischen Spannung an den Leiterbahnen 3-5 seine Lichtdurchlässigkeit.

Die Elektrodenträger 1, 2 sind seitlich mit einem Fluid 12 verklebt, welches das Flüssigkristall-Material 8 nach außen hin abdichtet. Das Fluid 12 enthält ein chemisch aushärtendes, elektrisch nicht leitfähiges Medium 13 mit mehrkantigen, darin angeordneten Partikeln 14, die eine Oberfläche aus einem leitfähigen Material aufweisen. Die­ se Partikel 14 durchdringen die Orientierungsschichten 6, 7 und kontaktieren einander gegenüberstehende Leiterbah­ nen 3, 4 der Elektrodenträger 1, 2. Das Mengenverhältnis der Partikel 14 zu dem Medium 13 ist so gering, daß die Partikel 14 einander nicht berühren. Hierdurch ist das Fluid 12 anisotrop leitend.

Claims (6)

1. Fluid mit mehreren, eine elektrisch leitfähige Ober­ fläche aufweisenden Partikeln und mit einem die Partikel umgebenden, elektrisch nicht leitfähigen Medium zur Kon­ taktierung zweier einander gegenüberstehender, jeweils auf einem Elektrodenträger angeordneter elektrischer Lei­ ter, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (14) Kan­ ten und/oder Spitzen aufweisen.

2. Fluid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (14) beschichtete Glasfaserabschnitte sind.

3. Fluid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (14) eine Oberfläche aus Silber oder Gold aufweisen.

4. Fluid nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (14) klei­ ner sind als die seitlichen Abstände der elektrischen Leiter (Leiterbahnen 3-5) zueinander.

5. Fluid nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (14) um den Faktor 5 bis 10 kleiner sind als die seitlichen Ab­ stände der elektrischen Leiter (Leiterbahnen 3-5) zu­ einander.

6. Fluid nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das die Partikel (14) umgebende Medium (13) chemisch aushärtend ist.