DE3105981C2

DE3105981C2 - Flüssigkristallanzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE3105981C2
Application number: DE3105981A
Authority: DE
Inventors: Fumiaki Yamatokoriyama Nara Funada; Toshiaki Tenri Nara Takamatsu; Hiroshi Wakayama Uede; Tomio Ikaruga Nara Wada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1980-02-18
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1984-03-29
Also published as: US4474432A; GB2070309B; GB2070309A; JPS56116011A; DE3105981A1

Abstract

Es wird eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung beschrieben, die zwei einander gegenüberliegende Substrate umfaßt, von denen mindestens eines aus einer transparenten Folie aus einer hochpolymeren Verbindung besteht. Die transparente Folie erstreckt sich über den Bereich oder den Abschnitt der Flüssigkristallanzeigezelle hinaus und trägt auf diesem verlängerten Abschnitt ein Schaltungsmuster oder Verdrahtungsmuster, die mit Halbleiter-Schaltungselementen zur Erregung der Flüssigkristallanzeigezelle elektrisch verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüsi.gkristallanzeigeeinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs, wie sie aus der DE-OS 23 50 176 bekannt ist

In der DE-OS 30 35 268 wird bereits eine mehrschichtige Ffüssigkristall-Anzeigematrix als Flüssigkristallänzeigepaneel mit verbesserten Anschlußelementen vorgeschlagen. Der Zweck dieser jüngeren Entwicklung besteht darin, das Elektrodenanschlußschema leiche herstellbar und leicht anwendbar zu machen, wobei dieses Anschlußschema eine große Anzahl von Anschlüssen umfaßt, mit denen eine optische Zelle, wie das Flüssigkristallanzeigepaneel, mit einer Stromversorgung verbunden wird.

Aus der DE-OS 23 50 176 ist ein elektronischer Rechner bekannt, dessen funktioneile Einheiten, darunter auch das Flüssigkristallanzeigepaneel, direkt auf einem einzigen" Substrat angeordnet sind. Dieses Substrat besteht aus einem dielektrischen Material, wie Glas, Keramik oder Kunststoff, auf welchem die notwendigen Schaltungsmuster durch Aufdrucken einer Silberpaste bzw. einer Goldpaste ausgebildet sind.

Der US-PS 41 04 728 ist eine elektronische Vorrichtung, namentlich ein elektronischer Taschenrechner zu entnehmen, der ein gefaltetes flexibles Substrat aufweist, auf dem die erforderlichen Bauteile angeordnet sind, darunter auch ein fertiges Anzeigeelement auf der Grundlage von Leuchtdioden.

Aus G. Meier, E. Sackmann, J. G. Grabmaier »Applications of Liquid Crystals«, Berlin (1975), Springerverlag, Seiten 111 und 112 geht hervor, daß es möglich ist, bei großformatigen Flüssigkristallanzeigepaneelen eine der beiden Glasplatten durch eine Folie zu ersetzen, was jedoch Probleme mit sich bringt, da die Folien mit den verschiedenen chemischen Bestandteilen der Flüssigkristallzusammensetzung reagieren.

Schließlich ist es aus C A. Harper »Handbook of" Thick Film Hybrid Microelectronics«; New York (1974), McGraw-Hill, Seite 6-2 bekannt daßman zur Herstellung yon Dickschichtwiderständen pulverförmigen Kohlenstoff einsetzen kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine FIüssigkristallanzeigeeinrichtKng' der eingangs-angegebenen Gattung zu schaffen, die eine große Vielzahl von Anschlüssen aufweist und dennoch sehr kompakt und sehr dünn ist und eine einfache Montage der notwendigen Einrichtungen ermöglicht

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Flüssigkri-.Stallanzeigeeinrichtung mit einem ersten transparenten Substrat mit auf einem ersten Abschnitt ausgebildeten ersten Elektroden; die als Erregerelektnjden des Flüssigkristallanzeigepaneels wirken, mit den ersten Elektroden elektrisch verbundenen Schaltungsmustern arid mindestens einem auf einem zweiten Abschnitt angeordneten Halbleiter-Schaltungselement welches mit den Schaltungsmustern elektrisch verbunden ist einem transparenten Gegensubstrat das dem ersten transparenten Substrat gegenüberliegt zweiten Elek-

ΐϊ troden, die auf dem transparenten Gegensubstrat ausgebildet sind and zusammen mit den ersten Elektroden als Erregerelektroden der Flüssigkristallanzeige wirken, einem FTüssigkristallmaterial, das zwischen dem ersten transparenten Substrat und dem

JO transparenten Gegensubstrat eingebracht ist und Dichtungseinrichtungen zum hermetischen Einschließen des Flüssigkristallmaterials zwischen dem ersten transparenten Substrat und dem transparenten Gegensubstrat welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das

*> erste transparente Substrat die Form einer gefalteten flexiblen Folie besitzt und die Schaltungsmuster aus einer ein thermoplastisches Harz und pulverförmigen

Kohlenstoff enthaltenden Überzug masse gebildet sind. Die Erfindung sei im folgenden näher unter

Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung,
Fig.2 eine Schnittansicht die eine Stufe des Verfahrens zur Herstellung des in der F i g. 1 dargestellten Flüssigkristallanzeigepaneels wiedergibt; und

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung.

Wie in der Fig. t dargestellt ist, umfaßt die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigeeinrichtung eine Folie 21 aus einer hochpolymeren Verbindung, wie eine Polyäthylenterephthalat-Folie, eine Polycarbonat-Folie, eine Polyvinylidenfluorid-Folie oder eine Tetrafluoräthylen/Hexafluorpropylen-Copolymerfolie. Die aus diesen hochpolymeren Verbindungen hergestellten Folien sind transparent, flexibel, besitzen die erforderliche Festigkeit und sind thermisch stabil. Die Folie trägt ein Flüssigkristallanzeigepaneel des Matrix-Typs, sowie

^k0 eine dafür geeignete Treiberschaltung.

Die F i g. 2 verdeutlicht einen Herstellungsschritt des Verfahrens zur Herstellung der in der F i g. 1 dargestellten Anzeigeeinrichtung, gemäß dem ein Halbleiter-Schaltungselement 15 durch Verbinden unter Wärmeeinwirkung mit einem leitenden Überzug verbunden wird.

Genauer wird die Folie 21, die aus einer hochpolymeren transparenten Verbindung besteht, sowohl als

Substrat für die Steuerschaltungseinheit 13 als auch für das Flüssigkristall-Anzeigepaneel t verwendet Die Folie 21 trägt transparente Elektroden 6, die als Spaltenelektroden des Flüssigkristall-Anzeigepaneels 1 wirken und in Form eines leitenden Elektrodenmusters aus beispielsweise Indiumoxid (InA), ausgebildet werden. Nach dem Auftrag einer isolierenden Schicht, wie einer SiOj-Schicht, unterwirft man diese Schicht einer herkömmlichen Orientierungsbehandlung, durch beispielsweise Reiben oder durch Schrägbedampfen.

Zum Verbinden der transparenten Elektrode 6 mit einer Treiberschaltung, die eine oder mehrere aktive oder passive Elemente, wie. integrierte Schaltkreiise (IC) umfaßt, dient ein Schaltungsmusier 22. Zu seiner Bildung wird eine geeignete leitende Oberzugsmasse durch Siebdruck oder dergleichen auf die Folie 21 aufgetragen. Die in dieser Weise aufgetragene Überzugsschicht wird unter Bildung des Schaltungsrnusters 22 getrocknet. Beispiele für bevorzugte leitende Oberzugsmassen sind Mischungen aus den folgenden Substanzen:

1. Kohlenstoff in Pulverform.

2. Thermoplastische Harze, wie Chloroprenkautschuk, Chlorsulfonatkautschuk, Polyurethan oder Vinylacetat/Äthylen-Copolymere.

3. Träger bzw. Lösungsmittel: Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Diäthylcarbitol (Diäthyläther des Diäthylenglykoläthers), Butylcarbitol (Dibutyläther des Diäthylenglykoläthers), Carbitol (Diäthylenglykoläther), Terpentinöl, Kiefernöl, Äthy lenglykol, Glycerin, Butylacetat, Cellosolve (Äthylenglykoläther) und Cellosolveacetat (Äthylglykokcetat).

Als leitendes Material verwendet man pulverförmigen Kohlenstoff. Um der Elektrode einen geringen spezifischen elektrischen Widerstand zu verleihen, kann man eine erste Schicht, die pulverförmiges Silber enthält, aufdrucken und dann eine zweite Schicht aufdrucken, die den pulverförmigen Kohlenstoff enthält.

Ein transparentes Gegensubstrat 26 trägt ein Muster von Elektroden 6', die als Zeilenelektroden wirken und die mit einer isolierenden Schicht bedeckt sind, die ihrerseits in der oben beschriebenen, für Flüssigkristalleinrichtungen üblichen Weise orientiert worden ist Auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats 26 sind ein Polarisator 2' und eine Reflexionsplatte 8' angeordnet. Das Gegensubstrat 26 ist in einem geeigneten Abstand gegenüber der Folie 21 angeordnet, so daß sich zusammen mit dem Dichtungselement 4 ein Hohlraum zwischen diesen beiden Schichten ergibt. Das Dichtungselement 4 ist um den Umfang des Hohlraums herumgeführt und definiert die Fliissigkristallaiizeigezelle.

Auf der dem Substrat 26 abgewandten Seite der Folie 21 ist ein weiterer Polarisator 2 angeordnet. Der Zwischenraum zwischen der Folie 21 und dem Gegensubstrat 26 ist mit einer FlüssigkriMallmischung bzw. einem Flüssigkristallmaterial 7 gefüllt. In dieser Weise wird ein Flüssigkristall-Anzeigepaneel 1 des Matrixelektroden Typs gebildet, das die Folie 21, das Gegensubstrat 26, die transparenten Elektroden 6 und 6', die Polarisatoren 2 und 2', das Dichtungselement 4, die Reflexionsplatte 8 und die Flüssigkristallmischung 7 umfaßt.

Um eine genaue Trennung zwischen der Folie 21 und dem Substrat 26 zu erreic-ien, kann man pulverförmige Glasfaserteilchen in dem Anzeigebereich des Hohlraums anordnen. Nach ihrer Entfernung wird die Flüssigkristdlmischung 7 durch Vakuuminjektion eingeführt. Wenn die Gefahr besteht, daß die Schicht, die die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle bewirkt, beim Aufdrucken des Schaltungsniusters 22 mechanisch entfernt oder beschädigt werden kann, kann es erforderlich sein, insbesondere auf der zum Zwecke der Orientierung behandelten Schicht einen Schutzüberzug aufzubringen, oder einen geeigneten Film auf dem

Anzeigebereich des Anzeigepaneels f anzuordnen. Diese Schutzschichten oder Schutzüberzüge sollten

nach dem Aufdrucken des Schaltungsmusters 22 wieder entfernt werden.

Anstelle der oben angegebenen Verfahrensmaßnah-

men kann man auch eine andere Methode zur Herstellung der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung anwenden, beispielsweise eine Methode, die darin besteht, das Elektrodenmuster zu erzeugen, die isolierenden Schichten aufzudampfen, die die Orientierung der FlüssigkristaHmoIelrvie verursachende Behandlung durchzuführen und schiieüfch das Schaitungsmuster aufzudrucken.

Anschließend wird eine integrierte Schaltung 15. die passive und aktive Schaltungselemente umfaßt, als Treiberschaltung mit Hilfe der folgenden Schritte, die unter Bezugnahme auf die F i g. 2 nachstehend erläutert wird, mit dem auf der Folie 21 angeordneten Schaltungsmuster oder Verbindungsleitungsmuster 22 verbunden. Man ordnet ein weiches Unterlagenmaterial, wie eine Gummiplatte, auf einem Trägertisch 25 an. Dann bringt man die Folie 21 auf das Unterlagenmaterial 23 auf. Auf der das Schaltungsmuster 22 tragenden Folie 21 ordnet man die integrierte Schaltung 15 an, wonach man die mit der integrierten Schaltung 15 verbundenen Anschlüsse mit Hilfe eines Heizkopfs 24 mit einem weichen Material 23, wie einer Gummispitze, der eine geeignete Temperatur, beispielsweise eine Temperatur von etwa 150 bis 180° C aufweist, gegen das Schaltungsmuster oder Verdrahtungsmuster 22 preßt.

Die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen und oem Schaltungsmuster 22 wird mit Hilfe des in dem Schaltungsmuster enthaltenen Harzes erreicht, so daß diese Anschlüsse gut an dem Schaliungsmuster 22 haften. In dieser Weise wird die Treiberschaltung 13 vervollständigt.

Diese Anordnung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Folie 21 als transparentes Substrat für die Spaltenelektroden des Flüssigkristall-Anzeigepaneels 1 wirkt, und daß wegen der Flexibilität der Folie 21 das

>" Anzeigepaneel 1 und die Treiberschaltungseinheit 13 durch U-förmiges Fallen der Folie 21 einander gegenüber zu liegen kommen. In dieser Weise gelingt es, die gcamte Anzeigeeinrichtung dünn und kompakt auszulegen, indem das Schaltungsmuster oder Verdrahtungsmuster 22 aus einer leitenden Überzsgsschicht besteht.

Die F i g. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausffihrungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung. Bei dieser Ausführungsform isl das Schaltungssubstrat 27 in Form einer Keramikplatte oder dergleichen mit der Folie 21 verbunden. Eine oder mehrere integrierte Schaltungen 15 sind auf der Folie 21 angeordnet, die die Spaltensignale des Flüssigkristalianzeigepaneels 1 des

^M Matrix-Typs erzeugen. Zwischen dem Schaltungssubstrat 27 und dem auf der Folie 21 angeordneten Schaltungsmuster oder Verdrahtungsmuster, die mit den integrierten Schaltungen 15 verbunden sind, sind

Anschlüsse 28 vorgesehen, die mit Hilfe des oben erwähnten Verbindungsverfahrens unter Anwendung von Wärme und Druck vereinigt werden. Auf die Folie 21 kann ein isolierender Oberzug aufgedruckt werden. Wenn ein weiteres Schaltungssubstrat mit den Schaltungselementen auf der Folie 21 verbunden wird, wie es in der Fig.3 dargestellt ist, kann durch das zusätzliche Aufdrucken des isolierenden Überzugs neben dem oben angesprochenen leitenden Überzug deren Verbindung verstärkt und vereinfacht werden im Vergleich zu der Maßnahme, bei der lediglich der leitende Überzug aufgedruckt wird, da in diesem ersteren Fall die leitenden und die isolierenden Überzüge vorteilhaft zusammenwirken.

Bei diesen beispielhaften Ausführungsformen verwendet man als Material zur Bildung des leitenden Überzugs vorzugsweise ein thermoplastisches Harz, wie einen Chlorprenkautschuk oder ein Phenolharz, sowie Aluminiumpulver und als Trägermaterial oder Lösungsmittel Toluol und/oder Äthylacetat.

Um die Größe des Schaltungsmusters zu verringern, kann man auf der transparenten Folie 21 aus dem hochpolymeren Material ein mehrschichtiges Schallungsmuster oder Verdrahtungsmuster ausbilden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Flüssdgkristaflanzeigeeinrichtung mit einem ersten transparenten Substrat mit auf einem ersten Abschnitt ausgebildeten ersten Elektroden; die als Erregerelektroden des Flüssigkristallanzeigepaneels wirken, mit den ersten Elektroden elektrisch verbundenen Schaltungsmustern und mindestens einem auf einem zweiten Abschnitt angeordneten Halblerter-Schaltungselement, welches mit den Schaltungsmustern elektrisch verbunden ist, einem transparenten Gegensubstrat das dem ersten transparenten Substrat gegenüberliegt zweiten Elektroden, die auf dem transparenten Gegensubstrat ausgebildet sind und zusammen mit den ersten Elektroden als Erregerelektroden der Flüssigkristallanzeige wirken, einem Flüssigkristallmatenal, das zwischen dem ersten transparenten Substrat' und dem transfiirenten Gegensubstrat eingebracht ist und r*i/4i»im<ra»ir>rifhtnnp<»n zum hermetischen Einschließen des· FlOssigkristallmaterials zwischen dem ersten transparent«} Substrat und dem transparenten Gegensubstrat dadurch gekennzeichnet, daß das erste transparente Substrat die Form einer gefalteten flexiblen Folie (21) besitzt und die Schaltungsmuster (22) aus einer ein thermoplastisches Harz und pulverförmigen Kohlenstoff enthaltenden Oberzugsmasse gebildet sind.