DE2555822A1 - Passives elektrooptisches anzeigeelement und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

• Passives elektrooptisches Anzeigeelement und Verfahren zu seiner Herstellunq (Prioritä: 2. September 1975 - Schweiz - Nr. 11.347/75) Die Erfindung betrifft ein passives elektrooptisches Anzeigeelement aus zwei Substratplatten, die mit einem zwischen ihnen angeordneten Rahmen aus Gla sma sse oder Slnterkeramik eine hermetisch abgeschlossene Zelle bilden und mit mindestens einem elektrisch leitenden Kontakt, der als Leiterbrücke zwischen den beiden Substratplatten dient, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Anzeigeelementes.
• Bei einem bekannten Anzeigeelement der. genannten Art wird die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Substratplatten gebräuchlicherweise durch einen elektrisch leitenden Klebstoff oder durch einen metallischen Werkstoff, in der Regel Indium, bewirkt. Mit solchen elektrisch leitenden Werkstoffen werden nach dem Füllen der Zelle des Anzeigeelementes die zum Füllen und zur Belüftung während des Füllens im Randverschluss der Zelle erforderlichen Öffnungen unter gleichzeitiger Herstellung der Leiterbrücke zwischen den Substratplatten verschlossen.
• Diese zum Verschliessen und als Leiterbrücke verwendeten Werkstoffe besitzen jedoch Wärmeausdehnungskoeffizienten, die nicht mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des für den seitlichen Dichtungsrahmen der Zelle verwendeten Werkstoff übereinstimmen. Dadurch können sowohl bei der Herstellung als auch unter Betriebsbedingungen im Anzeigeelement mechanische Spannungen auftreten, die zum Bruch der gebräuchlicherweise aus Glas bestehenden Substratplatten führen können. Weiterhin treten konstruktive Unzuträglichkeiten und Zwänge auch dadurch auf, dass die genannten Werkstoffe zwei voneinander unabhängige konstruktive Funktionen gleichzeitig erfüllen müssen, insofern sie nämlich zum einen als mechanischer Verschluss, zum anderen als elektrische Leiterbrücke dienen. Dies führt in unerwünschter Weise häufig dazu, dass die elektrischen Kontakte dorthin gelegt werden müssen, wo die zum Füllen und Belüften der Zelle erforderlichen Öffnungen vorgesehen sind, oder dass die zum Füllen und Belüften der Zelle erforderlichen Öffnungen in unpraktischer Weise dorthin verlegt werden müssen, wo die elektrischen Kontakte vorgesehen sind.
• Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Anzeigeelement und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, die diese Kompromisse nicht erfordern, zu spannungsfreien Anzeigeelementen führen und dennoch weder technisch aufwendiger noch kostenaufwendiger bei der Serienfertigung sind.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Anzeigeelement der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kontakt aus einem zumindest nach der Sinterung elektrisch leitenden gesinterten Werkstoff besteht.
• Das erfindungsgemäss vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung dieses Anzeigeelementes ist dadurch gekennzeichnet, dass man zwischen die beiden Substratplatten einen sinterfähigen Werkstoff, der zumindest nach dem Sintern elektrisch leitend ist, in der geometrischen Form zumindest eines Kontaktes bzw. einer Leiterbrücke einbringt und den Kontakt anschliessend durch Wärmebehandlung sintert.
• Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fg:aufsicht; Fig. 2 das in Fig, 1 gezeigte Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung; Fig. 3 das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel in perspektivischer und auseinandergezogener Darstellung; Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht und Fig. 5 einen Schnitt nach V-V in Fig. 4.
• Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Anzeigeelement enthält eine rückwärtige Substratplatte 1 aus Glas, die auf ihrer Oberfläche Elektroden 2 trägt, die durch Leiterbahnen .3 (Fig. 3) mit ihnen zugeordneten Anschlusskontakten 4 verbunden sind. Die Anschlussleiste (4,5) enthält ausserdem Anschlusskontakte 5, die nicht mit einer der Elektroden 2 verbunden sind und deren Funktion weiter unten erläutert ist.
• Das Anzeigeelement enthält weiterhin eine rückwärtige Substratplatte 6, die ebenso wie die vordere Substratplatte 1 aus Glas besteht. Die Oberfläche der rückwärtigen Substratplatte 6 trägt die Gegenelektroden 7, die über Leiterbahnen 8 mit Anschlusskontakten 9 verbunden sind. Diese Anschlusskontakte 9 liegen den Anschlusskontakten 5 der vorderen Substratplatte 1 gegenüber.
• Die hermetisch gegen die Umgebung abdichtende Verbindung zwischen den beiden Substratplatten 1 und 6 wird durch eine Zarge oder einen Rahmen 10 bewirkt, der aus Glas oder einem sinterkeramischen Werkstoff bestehen kann. Dieser Rahmen ist in den Figuren 2 und 3 in weit übermaßstäblicher Vergrösserung seiner Dicke darg&stellt. Er wird in an sich bekannter und gebräuchlicher Weise drucktechnisch auf die Substratplatte aufgebracht.
• An einer der Längsseiten 1Qa des Rahmens 10, vorzugsweise an den beiden einander gegenüberliegenden Ecken einer der Längsseiten, sind Ausnehmungen 11 im Rahmen 10 ausgebildet. In diese Ausnehmungen wird der Kontaktwerkstoff eingebracht. Als Kontaktwerkstoff dient ein zumindest nach dem Sintern elektrisch leitfähiges Glaspulver oder ein pulverförmiger sinterkeramischer Werkstoff, die in FoKn einer sinterfähigen Paste oder Suspension auf getragen werden. Der Auftrag dieses sinterfähigen Werkstoffs erfolgt vorzugsweise ebenfalls drucktechnisch, insbesondere siebdrucktechnisch, oder mittels einer Mikrodosiervorrichtung. Vorzugsweise wird der gebräuchlicherweise als "Cermet" bezeichnete Werkstoff eingesetzt. Dieser Werkstoff ist nach Auftrag und Sinterung elektrisch leitend und dient als Leiterbrücke zwischen den Anschlusskontakten 9 auf der rückwärtigen Substratplatte 6, die mit den Gegenelektroden 7 verbunden sind, und den Anschlusskontaktbereichen 5 auf der vorderen Substratplatte 1, die auf derselben Substratplatte und in derselben Anschlussleiste wie die Anschlusskontakte 4 für die Elektroden 2 auf der vorderen Substratplatte liegen. Die Anschlusskontakte 5 dienen also als Versorgungsanschlüsse für die Gegenelektroden auf der rückwärtigen Substratplatte 6. Die Wände der Ausnehmungen 11 verhindern dabei ein seitliches Auslaufen des elektrisch leitenden Kontaktwerkstoffes und damit das Entstehen unbeabsichtigter Nebenschlüsse oder Kurzschlüsse zu den Anschlusskontaktflächen 4.
• Wållrend des Auftragens braucht der zur Herstellung des elektrischen Kontaktes zwischen dem Anschlusskontakt 9 und dem Anschlusskontakt 5 verwendete Werkstoff keine oder noch keine elektrische Leitfhigkeit zu besitzen.
• Wichtig ist lediglich, dass er nach dem Sintern elektrisch leitend ist.
• Vorzugsweise wird als Kontaktmaterial ein Werkstoff eingesetzt, der bei einer Temperatur unterhalb 550 OC sintert. Auch der Rahmen 10 besteht vorzugsweise aus einem solchen Sinterwerkstoff. Ausserdem muss das für die Leiterbrücke ausgewählte Sintermaterial so beschaffen sein, das es bei der Sinterung die angrenzenden Glasplatten 1 und-6 nicht ungünstig beeinflusst, beispielsweise durch Verformung oder Umwandlung.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Teildarstellung in den Figuren 4 und 5 gezeigt. Es handelt sich dabei um ein Anzeigeelement mit Mehrfachansteuerung und sich kreuzenden Leiterbahnen. Das Anzeigeelement weist eine vordere, aus Glas bestehende Substratplatte 12, eine rückwärtige, ebenfalls aus Glas bestehende Substratplatte 13 und zwischen beiden Substratplatten einen aus Sintermasse bestehenden Rahmen 14 auf, der einen Innenraum der so gebildeten optischen Zelle hermetisch abschliesst.
• Der innerhalb des Rahmens 14 definierte Innenraum der optischen Zelle des Anzeigeelementes ist mit einem Flüssigkristall 15 gefüllt. Au£ der der rückwärtigen Substratplatte -zugekehrten inneren Oberfläche der vorderen Substratplatte 12 sind metallisierte Bereiche ausgebildet, die Leiterbahnen 16 bilden.
• In der in Fig. 4 gezeigten Weise sind einige Leiterbahnen so ausgelegt, dass sie sich kreuzen. Dies ist beispielsweise für die Leiterbahn 16a der Fall, die die Leiterbahnen 16b, 16c und 16d kreuzt, für die Leiterbahn 16e, die die Leiterbahn 16f kreuzt, für die Leiterbahn 16g, die die Leiterbahnen 16e und 165 kreuzt,und ist schliesslich für die Leiterbahn 16d der Fall, die die Leiterbahn 16c kreuzt. Um solche Leiterbahnkreuzungen ohne Herstellung eines elektrischen Kontaktes zwischen den einzelnen Leiterbahnen herzustellen, wird jeweils eine der sich kreuzenden Leiterbahnen, in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die Leiterbahnen 16a, 16d, 16e und 16g, auf der Oberfläche der Substratplatte 12 auf einer Länge unterbrochen, die für den freien Durchtritt der kreuzenden Leiterbahnen erforderlich ist. Auf die jeweils beiden Endpunkte der so unterbrochenen Leiterbahnen wird dann der zuvor beschriebene sinterfähige Werkstoff, der zumindest nach dem Sintern elektrisch leitend ist, in der beschriebenen Weise aufgebracht und anschliessend gleichzeitig mit dem Werkstoff des Rahmens 14 gesintert. Die so hergestellten Sinterkontakte 17 stellen eine Leiterbrücke zwischen den Endpunkten der unterbrochenen Leiterbahnen auf der vorderen Substratplatte 12 und Leiterbahnabschnitten 18 auf der der vorderen Substratplatte 12 zugekehrten inneren Oberfläche der rückwärtigen Substratplatte 13 her, die die unterbrochenen Leiterbahnendpunkte über die Sinterkontakte 17 überbrücken. Die so hergestellte Uberbrückung berührt an keiner Stelle die kreuzenden Leiterbahnen, ist diesen gegenüber also elektrisch vollkommen isoliert.
• Als Werkstoff zur Herstellung der elektrisch leitenden Kontaktbrücken 11 bzw. 17 zwischen den beiden Substratplatten dient vorzugsweise der gleiche Werkstoff, der auch für die Herstellung des Rahmens 10 bzw. 14 eingesetzt wird, durch Zuschläge im Gegensatz zu diesem jedoch elektrisch leitfähig ist.

Claims (9)

Patentansprüche -

1. Passives elektrooptisches Anzeigeelement aus zwei Substrat-L platten, die mit einem zwischen ihnen angeordneten Rahmen aus Glasmasse oder Sinterkeramik eine hermetisch abgeschlossene Zelle bilden, und mit mindestens einem elektrisch leitenden Kontakt, der als Leiterbrücke zwischen den beiden Substratplatten dient, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass der Kcntakt aus einem zumindest nach der Sinterung elektrisch leitenden gesinterten Werkstoff besteht.

2. Verfahren zur Herstellung eines Anzeigeelernentes nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen die beiden Substratplatten in Form des herzustellenden Kontaktes ein sinterfähiger und zumindest nach der Sinterung elektrisch leitfähiger Werkstoff gebracht wird, und der Kontakt durch anschliessende Wärmebehandlung und Sinterung hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z ei c h n e t , dass der Kontakt gleichzeitig mit dem Rahmen gesintert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch - g e k e n n z e i c h n e t , dass der sinterfähige Kontaktwerkstoff durch Siebdruck aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der sinterfähige Kontaktwerkstoff mit einer Mikrodosiervorrichtung aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Kontaktwerkstoff der gebräuchlicherweise als Cermet bezeichnete Werkstoff eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Werkstoffe 2 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass unterhalb einer Temperatur von 550 OC gesintert -wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Rahmen auf seiner Aussenseite mit zumindest einer Ausnehmung versehen wird, in die die sinterfähige Kontaktmasse in pastöser Form eingebracht bzw. aufgetragen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Herstellung kurzschlussfreier Leiterbahnkreuzungen eine der sich kreuzenden Leiterbahnen auf einer für die kreuzenden Leiterbahnen erforderlichen Länge unterbrochen wird, dass die Endpunkte der so unterbrochenen Leite-bahn mit dem sinterfähigen Kontaktwerkstoff versehen werden£ dass die so hergesSllten Kontakte nach Auflegen der Gegensubstratplatte durch eine auf dieser angebrachte Leiterbahn so überbrückt werden, dass kein Kurzschluss zu den kreuzenden Leiterbahnen zustande kommt, und dass die so hergestellte Struktur anschliessend gesintert wird.