DE3138967C2

DE3138967C2 - "Mehrlagige Flüssigkristall-Anzeigetafel mit Matrix-Struktur"

Info

Publication number: DE3138967C2
Application number: DE3138967A
Authority: DE
Inventors: Fumiaki Yamatokoriyama Nara Funada; Masataka Tenri Nara Matsuura; Toshiaki Tenri Nara Takamatsu; Shuhei Nara Yasuda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1983-11-17
Also published as: JPS5762029A; JPH0145048B2; US4482212A; DE3138967A1; GB2085632A; GB2085632B

Abstract

Eine mehrere Flüssigkristallschichten enthaltende LC-Anzeigetafel (Fig. 8) besitzt Anschluß-Elektroden für die einzelnen Flüssigkristallschichten, welche durch ihre Verteilung und/oder Gestaltung in einer Draufsicht überlappungsfrei angeordnet und über einen einzigen flexiblen Verdrahtungsfilm (14) weiterverbunden sind. Der typisch als ein Formmuster aus leitfähigem Material tragender Film aus Polyamid oder Polyester ausgebildete Verdrahtungsfilm (14) ist mit den Anschluß-Elektroden durch Infrarotstrahlung oder thermisches Bonden kontaktgebend verbunden.

Description

— die Anschlußelektroden (10 .., 11 ...) der Elektroden (4 .., 5 .., 6 .., 7 ...) auf gleichen Seiten der einzelnen Flüssigkristall-Schichten derart gegeneinander parallel zur Streifenrichtung der Elektroden (4 .., 6 ...) versetzt angeordnet sind, daß in Draufsicht keine gegenseitige Überlappung (F i g. 7a) vorhanden ist, und

— die auf diese Weise gegeneinander versetzten Anschluß-Elektroden (10 .., H ...) über einen einzigen Verdrahtungsfilm (14) mit entsprechend vielen Leiterbahnen (13) weiterverbunden sind.

2. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß-Elektroden (10.., 11...) und der Verdrahtungsfilm (M.Vdurch Infrarot-Beheizung kontaktiert sind.

3. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß-Elektroden (10.. „ 11...) und der Verdrahtungsfilm (14) durch thermisches Bonden miteinander verbunden sind.

4. Anzeigetafel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrahtungsfilm (14) ein Leiterbahnen (I³) ^aus Ku^rfolien tragender Polyimidfilm ist

5. Anzeigetafel nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrahtungsfilm (14) ein Polyesterfilm ist, auf dem ein Formmuster aus leitfähigem Material und ein Formmuster aus nicht-leitfähigem Material aufgebracht ist.

6. Anzeigetafel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Material Kohlenstoi»- Pulver enthält.

7. Anzeigetafel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Material ein Fixiermittel und ein Bindemittel enthält.

8. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Elektroden (4..., 6...) einer gleichen Seite aller Flüssigkristall-Schichten sich im Anzeigebereich überlappen, die zugehörigen Anschluß-Elektroden (10 ..„ 11 ...) schmäler als die streifenförmigen Elektroden (4 .., 6 ...) ausgebildet und bei wenigstens einer der Flüssigkristall-Schichten zur Erzielung der parallelen Versetzung abgewinkelt sind.

Die Erfindung betrifft eine FlüssigkristalUAnzeigeta» fei — im folgenden »LC-Anzeige« (LC — Liquid Crystal) genannt — nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Matrix-Struktur von sich überkreuzenden streifenartigen Erregerelektroden zeichnet sich durch eine hohe Punktdichte aus.

Eine derartige LC-Anzeige ist durch die DE-OS 40 772 bekannt.

In den zurückliegenden Jahren wurde viel Mühe darauf verwendet, derartigen Anzeigevorrichtungen

durch eine Erhöhung der Punktdichte eine bessere Bildqualität zu verleihen. LC-Anzeigen sind mit wenig .Leistung erregbar und tragen deshalb zur Senkung des Energieverbrauchs bei.

Bei einer LC-Anzeige mit Matrix-Struktur steigt mit der Anzahl der abzutastenden Zeilen oder Reihen zwar die Anzeigedichte und Wiedergabetreue, dafür bleibt aber weniger Zeit für die Signalzuführung pro Kolonne oder Spalte, und damit wird das Nutz- oder Tastverhältnis so reduziert, daß Probleme der Kreuzkopplung o.dgL auftreten. Diese sind als Ursache für eine ungenaue Ansprechschwelle und ein langsames Ansprechverhalten anzusehen und erschweren die Erzielung eines befriedigenden Kontrastes.

Folgende Versuche zur Beseitigung dieser Probleme sind bekannt:

1. Entwicklung von LC-Material mit ausgeprägterem Ansprechschwelleneigenschaften;

2. Verwendung eines optimalen Matrix-Adressierschemas mit verlängertem Arbeits- oder Tastverhältnis V_an/ V_lm; und

3. Entwicklung eines neuen Elektroden-Layout mit höherer Auflösung, entweder nach F i g. 1 a, wo die Kolonnenelektroden in eine obere Hälfte Y\... Y_n und eine untere Hälfte Y\ ... Y'„ unterteilt und diesen zweiten Hälften gemeinsam die Zeilen-Elektroden zugeordnet sind, oder nach Fig. Ib, wo innerhalb jedir der Zeilen-Elektroden Xj zwei benachbarte Kolonnen-Elektroden Y-, und Yj nach Art einer Verzahnung überlappt sind.

Die Versuche 1. und 2. erfordern keine Änderung der LC-Zellenstruktur, erbringen aber auch keine wesentli ehe Zunahme an nutzbaren Zeilen-Elektroden. Dagegen kann mit dem letzten Versuch 3. sicherlich eine Erhöhung der Anzahl erregbarer oder nutzbarer Zeilen-Elektroden auf z. B. 2 n, 2² usw. erreicht werden, jedoch nur unter Inkaufnahme einer komplexen

Zellenstruktur.

Die Anschlußstruktur von LC-Anzeigetafeln gemäß F i g. la kann durch Verwendung einer Zweischicht-Matrixanordnung vereinfacht werden, wie sie nachstehend in Verbindung mit F i g. 2 näher erläutert wird (DE-OS

*s 28 40 772). Diese Anordnung umfaßt hauptsächlich je eine erste und zweite transparente Trägerschicht 1 und 2 sowie eine dritte Trägerschicht 3 in dieser Reihenfolge, von denen die erste Trägerschicht 1 die Kolonnen-Elektroden 4a, 4b ... und die zweite Trägerschicht 2 in ihrer oberen Hälfte der Trägerschicht 1 zugekehrte Elektroden 5a, 5b ... sowie auf ihrer anderen Seite der dritten Trägerschicht 3 zugekehrte Kolonnen-Elektroden 6a, 6b... tragen, während auf der dritten Trägerschicht 3 Zeilen-Elektroden 7a, 7b ...

angeordnet sind. Die Kolonnen- bzw. Zeilen-Elektroden liegen also bezüglich der Flüssigkristall-Schicht jeweils auf der gleichen Seite. Durch eine derartige Übereinanderschichtung von Glas-Substraten (Trägerschichten) kann eine Mehrschicht-Anzeige gebildet werden, in der ohne weiteres die Anzahl der nutzbaren Zeilen-Elektroden und/oder der nutzbaren Kolonnen-Elektroden auf das Doppelte, das 2²fache usw. erhöht werden kann. Dies führt aber zu einer deutlichen Zunahme der Erreger-Elektroden und entsprechenden Schwierigkei ten, diese Elektroden mittels handelsüblicher Stecker, Anschlußstifte u. dgl. zu verbinden, da sie auch noch in verschiedenen Ebenen versetzt liegen.

Bei einer herkömmlichen LC-Anzeigetafel mit Zwei-

schicht-Matrixanordnung gemäß F ig. 3 (DE-OS 28 40 772) Oberlappen Kolonnen-Elektroden 4a, 46 ... auf der ersten Trägerschicht 1 die Kolonnen-Elektroden 6a, 6b... auf der zweiten Trägerschicht (im folgenden kurz als »Schicht« bezeichnet) 2, so daß Bildeleri. nte 8 auf der ersten Schicht 1 und Bildelemente 9 auf der zweiten Schicht 2 erscheinen (siehe hierzu Fig.4). Von -fen einzelnen Kolonnen-Elektroden herausführende Anschlußelektroden wie 10a, 106... der ersten Schicht 1 überlappen andere 11a, Ho ... der zweiten Schicht 2. Aufgrund dieser abgestuften Bauweise wird für jede der beiden Trägerschichten 1 und 2 ein Verdrahtungsfilm 13 bzw. 14 benötigt, deren Anschlußabschnitte P\ und P₂ (F i g. 5) zu großen Schwierigkeiten führen» weil sie in einem drastisch verkürzten Abstand L auf einer Leiterplatte 12 angeschlossen werden müssen. Trotzdem ist nicht zu vermeiden, daß diese herkömmliche LC-Anzeigetafel mit Treiberschaltung sperrig und voluminös ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine LC-Anzeige der eingangs genannten Art eine günstigere Möglichkeit der Verdrahtung anzugeben.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindergedankens sind in den Unteransprüchen enthalten.

Der Grundgedanke der Erfindung geht demnach dahin, eine Überlappung von Anschlußelektroden für die verschiedenen Schichten zu vermeiden, damit alle Anschlußelektroden mittels eines einzigen Verdrahtungsfilms angeschlossen werden können.

Auf diese Weise kann Platz und Volumen gespart und die Fertigung vereinfacht werden.

Verdrahtungsfilme unterschiedlichen Aufbaus und entsprechende Verbindungsverfahren für LC-Anzeigen sind an sich bekannt (z.B. Proceedings SID Bd.21/2, 1980, S. 157-164, DE-GM 79 20 579) und auch Gegenstand der älteren Anmeldung nach der DE-OS 30 35 268.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie vorteilhafte Einzelheiten werden nachstehend unter Bezug auf eine Zeichnung, die auch den zuvor behandelten Stand der Technik enthält, näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 5 Darstellungen zu dem oben behandelten Stand der Technik, wobei in F i g. 1 a und 1 b verschiedene Arten der Vertikal-Elektrodenunterteilung, in F i g. 2 und 3 eine Zweischicht-Matrixanordnung in Perspektive, und in Fig.4 und 5 die herkömmliche überlappte Elektrodenverteilung bzw. deren Verbindungen in zwei Stufen dargestellt sind,

F i g. 6 eine Draufsicht auf einen Teil einer erfindungsgemäßen Zweischicht-Anzeigetafel mit nicht-überlappten Anschlußelektroden,

F i g. 7a und 7b eine Gegenüberstellung von Anschlußelektroden von Fig.6 mit Elektroden eines Verdrahtungsfilms,

F i g. 8 eine die Verbindung der Anschlußelektroden der Zweischieht-Anzeigetafel durch einen einzigen Verdrahtungsfilm zeigende Seitenansicht, und

Fig. 9 und 10 verschiedene Darstellungen zu Schweißmethoden zum Verbinden des Verdrahtungsfilms mit der Anzeigetafel von F i g. 6 bis 8.

Das in F i g. 6 bis 8 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LC-(Flüssigkristall)Anzeigetafel mit Zweischicht-Matrixanordnung zeichnet siel) durch eine gemäß Fig.6 und 7a so versetzte Anordnung und Verteilung von Anschlußelektroden 10 ... und 11 ... ihre beiden Schichten aus, daß Überlappungsfreiheit besteht und die Elektroden über einen einzigen flexiblen Verdrahtungsfilm 14 verbindbar sind. Die Anschlußelektroden 10a, 106 ... der ersten Schicht liegen sandwichartig zwischen den jeweils benachbarten AnschluSelektroden lla,_ 116 ... der zweiten Schicht (F i g. 7a), haben eine die Überlappungsfreiheit sicherstellende reduzierte Breite W und sind genau auf die zugeordneten Leiterbahnen 13 des Verdrahtungsfilms 14 (Fig.7b) ausgerichtet. Da die Elektrodenbreite Wmitetwa ¹A der Elektroden-Teilung P gewählt ist, kommen Elektroden-Überlappungen mit Sicherheit nicht vor. Die Leiterbahnen 13 des Verdrahtungsfilms 14 sind auch etwa » Wr breit.

In F i g. 8 ist dargestellt, wie die Ekktroden 11... und die jeweils dazwischenliegenden abgsvinkelter. Elektroden 10... von F i g. 6 und 7a mit einer Leiterplatte 12 durch den einzigen flexiblen Verdrahtungsfilm 14 verbunden sind, der entweder ein mit Kupferfolienbahnen beschichteter Polyimid-Film, wie er nachstehend in Verbindung mit F i g. 9 beschrieben wird, oder ein mit Leiterbahnen aus Kohlenstoff o. dgl. und nicht-leitenden Abschnitten aus einem Thermoplast bedruckter hitzebeständiger Film aus Polyester o. dgl. sein kann.

Bei dem Beispiel gemäß F i g. 9 werden die Schicht-Anschlußelektroden und/oder die Leiterbahnen 13 des Verdrahtungsfilms 14 dünn mit einem Lötmittel beschichtet, gegenseitig ausgerichtet und dann mittels Infrarotstrahlung miteinander verlötet Fig.9 läßt erkennen, daß zuerst die Anschlußelektroden auf der zweiten Schicht und danach die auf der ersten Schicht so verbunden werden.

Nachstehend wird in Verbindung mit F i g. H) eine Alternative bzw. die Verbindung des Kohlenstoff- und Thermoplastharz-Konturen tragenden Polyester-Films beschrieben. Hierbei werden eine Mischung aus Kohlenstoff bzw. Grafit als elektrisch leitendes Material, Chloroprene-Gummi oder ein Thermoplast wie Polyurethan als Fixierung und Dimethyl-Formamid oder Dimethyl-Acetamid als Binder verwendet. Zur Reduzierung des elektrischen Widerstands kann die Kohlenstoffkontur auf eine aufgedruckte Unterlage aus einem elektrisch leitenden Material wie Silberpulver formiert sein. Ein anderes bevorzugtes Isoliermaterial ist eine Mischung aus feinpulverigem Eisenoxid und Toluol oder Äthylazetat als Binder. Dieser Verdrahtungsfilm 14 kann gern^ß Fig. IO leicht mittels Druck- und Wärmeeinwirkung unter einer Heizvorrichtung 18, 19 befestigt bzw. angeschweißt werden. Erst werden die Verbindungen zur zweiten Schicht und dann, zur ersten Schicht hergestellt.

Außer auf Anzeigetafeln in Zweischicht-Ausführung, wie vorstehend erläutert, ist die Erfindung ohne weiteres auch auf solche mit drei oder mehr Schichten anwendbar, wenn durch Abwinkeln bzw, Verschaehteln der Anschlußelektroden jede Überlappung vermieden und dadurch die Verbindung zu den Ansdilußelektroden über einen einzigen flexiblen Film ermöglicht wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkristall-Anzeigetafel mit Matrix-Struktur, die mehrere Flüssigkristall-Schichten zwischen jeweils zwei Anordnungen aus streifenförmigen Elektroden (4a, 4b,.., 5a, 5b,.. ^ 6a,6b,..., 7a, 76, -. -) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß