DE2735493C2

DE2735493C2 - Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle und danach hergestellte Flüssigkristallzelle

Info

Publication number: DE2735493C2
Application number: DE2735493A
Authority: DE
Inventors: Arthur G. Dipl.-Ing. Pauli; Reinhart Schade; Karl 8000 München Stiel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-05
Filing date: 1977-08-05
Publication date: 1981-10-15
Also published as: AT359136B; ATA516678A; GB1597248A; IT7826490A0; FR2399704A1; DE2735493A1; JPS5428645A; IT1097681B; CH625061A5; US4277143A

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und bezieht sich außerdem auf eine Flüssigkristall-(FK-)Zelle, die nach diesem Verfahren hergestellt ist. Eine Fertigungsmethode der genannten Art ist aus der DE-OS 23 33 206 bekannt

Eine FK-Zelle läßt sich mit ihrem Ansteuerteil am einfachsten kontaktieren, wenn alle Zellenansrhlüsse auf einem Niveau liegen (vergl. hierzu die DE-OS 22 40 781). Deshalb ist bei nahezu allen FK-Displays die Elektrode der einen Trägerplatte auf die gegenüberliegende Trägerplatte geführt, und zwar in der Regel die (einteilige) Rückelektrode auf die Ebene der (segmen-

tierten) Vorderelektrode. Diese Brücke, die etwa eine Distanz von 10 μΐη 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 Realisierung einer auch für die Serienproduktion geeigneten Durchkontaktierung und hat hierzu die verschiedensten Konzepte verfolgt. Unter anderem ist bekannt, die zu überführende Elektrode und ihre Anschlußelektroden auf die Stirnfläche oder einen facettierten Randabschnitt ihrer jeweiligen Trägerplatten herauszuziehen, also 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 nachfolgenden 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 unerheblichen Fertigungsaufwand belastet ist und vor allem dann spezielle Zusatzvorkehrungen verlangt, wenn die Trägerplatten, wie etwa in der DE-OS 26 13 924 beschrieben, auch noch mit einer Isolationsschicht überzogen werden sollen.

Die Erfindung steht vor der Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß man damit auf einfache Weise FK-Zellen fertigen kann, die eine Isolationsschicht über den leitfähigen Belägen haben und dabei über eine niederohmige Durchkontaktierung mit hoher Lebensdauer verfügen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die vorgeschlagene Fertigungstechnik ist vor allem deshalb rationell und für Serienproduktionen geeignet,

so weil man zunächst auf einem großflächigen Substrat die leitfähigen Beläge einer Vielzahl von Trägerplatten erzeugt, dann das Substrat mit einer Isolationsschicht überzieht und es erst hiernach in die einzelnen Trägerplatten aufteilt. Bei einer solchen Schrittabfolge sind die Elektroden auf ihren den Gegenelektroden zugewandten Flächen vollständig mit einer Isolierschicht bedeckt und haben genau in den Trennflächenebenen saubere, wohldefinierte Querschnitte. Unter diesen Gegebenheiten kommt, wie Versuche gezeigt haben, schon dann eine zuverlässige Durchkontaktierung zustande, wenn man, wie erfindungsgemäß vorgeschrieben, die freien Elektrodenstirnflächen über eine aufmetallisierte Schicht miteinander verbindet. Der Kontakt ist bereits dann zufriedenstellend, wenn die Elektroden aus einem üblichen Material wie etwa Zinnoxid bestehen und eine normale Dicke haben. Auch art die Metallisierung werden keine besonderen Anforderungen gestellt: Sie muß lediglich auf dem

Substrat haften und genügend leitfähig sein. So kommen beispielsweise auch Drei-Schicht-Metallisierungen wie Chrom/Nickel(Kupfer)/Gold infrage, die man normalerweise bei einer Weichlotverfestigung von Glasteilen verwendet (vergl. hierzu auch die eingangr. zitierten beiden Offenlegungsschriften). Einen ausgezeichneten Kontakt liefert eine Metallisierung aus 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.

Der Gedanke, mehrere FK-Zellen bzw. mehrere Trägerplatten durch Aufteilung großflächiger, bereits beschichteter Substrate zu gewinnen, ist an sich nicht mehr neu; vergl. hierzu etwa die DE-OS 26 42 842. Diese Offenlegungsschrift enthält allerdings keine Hinweise zum Problem der Rückelektrodenkontaktierung.

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 eriäutert werden. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt

F i g. 1 das Ausführungsbeispiel in einem Seitenschnitt auf der Höhe der Einfüllöffnung und

F i g. 2 vom Ausführungsbeispiel der F i g. 1 einen vergrößerten Ausschnitt.

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

Das in F i g. 1 dargestellte Display 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 exaki bis an die Kante zwischen Plattenstirnfläche und Platteninnenfläche. Dabei werden die Stirnflächen beider Elektroden von den Isolationsscbichten nicht bedeckt Die Füllöffnung wird von einer Metallisierung 16, die im vorliegenden Fall aus einer Chrom/Nickelschicht 17 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 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:

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 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 hiernach mit einem Glaslotrahmen versehen und danach miteinander verfestigt. Dann metallisiert man die Umgebung der Rahmenöffnung, füllt die Zellenkarnmer mit einer FK-Substanz und lötet sie anschließend dicht.

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 erforderlich, die Durchkontaktierung an der Stelle der Füllöffnung vorzunehmen. Auch kommt man vielfach mit nur einer einzigen Isolationsschicht aus, da auch so die FK-Substanz vor Gleichspannungskomponenten geschützt ist. Ferner kann das Display im Rahmen der Erfindung auch mehrere gleichartige Leiterbrücken haben; dies wird vor allem bei einer Multiplexansteuerung der Fall sein.

Hierzn 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle mit zwei durch einen zwischengeordneten Rahmen voneinander distanzierten Trägerplatten, die beide auf ihren einander zugewandten Innenflächen jeweils wenigstens einen elektrisch leitenden Belag als Elektrode tragen, wobei die Elektrode einer der beiden Trägerplatten mit einer auf der Innenfläche der anderen Trägerplatte liegenden Anschlußelektrode über eine Leiterbrücke dadurch verbunden wird, daß an der Außenseite des Rahmens eine die beiden Elektroden kontakt'erende Metallisierung aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung mindestens einer der beiden Trägerplatten der Zelle auf einem großflächigen Substrat zunächst die elektrisch leitenden Beläge mehrerer Trägerplatten sowie darüber eine Isolationsschicht aufgebracht werden, wobei ggf. für die Erzeugung der zweiten Trägerplatte der Zelle ein Substrat ohne Isolationsschicht hergestellt wird, daß dann das Substrat bzw. die Substrate in Trägerplatten vereinzelt werden, wobei die elektrisch leitenden Beläge und bei dem Substrat mit Isolationsschicht auch diese Schicht durchtrennt werden, derart, daß die zu verbindenden Elektroden der mit Isolationsschicht versehenen Trägerplatte Jeweils nur in dem in der Stirnflächenebene ihrer Trägerplatte liegenden Querschnitt eine freiliegende Oberfläche erhalten, und daß nach dem Zusammenlügen der Trägerplatten einer Zelle die zu ♦erbindenden Elektrodenquerschnitte mit der Metallisierung überdeckt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelung durch Ritzen und nachfolgendes Brechen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelung durch Trennschleifen erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelung durch Dianiantsägen trfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschichten durch eine chemische Dampfabscheidung aufgebracht werden.

6. Flüssigkristallzelle, die nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist (ind einen eine Öffnung enthaltenden Glaslotrahmen bat, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnung (14) im Bereich der Metallisierung (16) befindet und mit einem Lotpfropfen (21) verschlossen ist.

7. Flüssigkristallzelle, die nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Leitungsbrücken enthält.

8. Flüssigkristallzelle, die nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung (16) »us Gold besteht.