DE7607755U1

DE7607755U1 - Fluessigkristallzelle

Info

Publication number: DE7607755U1
Application number: DE19767607755
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1976-03-13
Publication date: 1978-01-26
Also published as: CH608678A5; FR2342567A1; DE2610593A1

Description

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Fk/ho .19.1.1976

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baacn (Schweiz)

Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Kontaktbrücken, danach hergestellte Kontaktbrücken an Plüssigkristallzellen und Anwendung der Plüssigkristallzellen als Anzeigeelement, insbesondere mit Multiplex-Ansteuerung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Kontaktbrücken zwischen in zwei Ebenen gegenüberliegenden Leiterbahnen, eine nach diesem Verfahren hergestellte Flüssigkristallzelle sowie die Anwendung der Flüssigkristallzelle als Anzeigeelement, insbesondere mit Multiplex-Ansteuerung.

Beim Bau von Anzeigeelementen sowie in der Mikroelektronik (Dickfilmtechnik) stellt sich immer wieder die Aufgabe, elektrisch leitende Kontaktbttücken bei geringen räumlichen Abmes-

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sungen rationell und betriebssicher herzustellen.

Zur Herstellung elektrisch leitender Kontaktbrücken, beispielsweise zwischen Elektrodenanschlüssen von Flüssigkristallzellen, sind verschiedene Verfahren bekannt; DT-OS 2 Ο58 104 beschreibt, wie Metalldrähte, z.B. Golddraht, an geeigneten Stellen zwischen die Elektroden geklemmt, als Kontaktbrücken und gleichzeitig als Abstandhalter zwischen den Zellenplatten wirken.

Eine weitere Methode ist in DT-OS 2 201 267 beschrieben. Hier wird eine Metallschicht durch lokales, induktives Erhitzen mit der ebenfalls erweichten Trägerplatte verbunden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitenden Kontaktbrücken für gegenüberliegende Leiterbahnen zu schaffen, bei welchen Leiterbahnen der Raster-Abstand, d.h. der Abstand benachbarter Leiterbahnen gross ist in

auf den Abstand der gegenüberliegenden, zu verbindenden Leiterbahnen. Das Verfahren soll eine rationelle Massenfertigung von Kontaktbrücken an Flüssigkristallzellen, insbesondere an Flüssigkristallzellen, welche für Multiplex-Ansteuerung Gestimmt sind, erlauben.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass einem nichtmetallischen Löt- oder Bindemittel Metallteile zugemischt

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werden, deren grösste Ausdehnung wenigstens annähernd dem Abstand der gegenüberliegenden Leiterbahnen entspricht.

Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den Vorteil, dass in einem ohnehin notwendigen Arbeitsgang, beispielsweise de». A bringen eines Verschlusssteges der I?lüssigkri8tallze3:len«*ft Fertigung, Kontaktbrücken hergestellt werden können.

An Hand von Zeichnungen sollen nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung zweier an den sichtbaren elektrodenbeschichteten Flächen gegeneinanderzulegender Zellenplatten,

Fig. 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer Flüssig^;^νΓ kristallanzeige ohne angelegte Spannung,

Fig. 3 das Prinzip einer erfindungsgemässen Kontaktbrücke an zwei gegenüberliegenden Elektrodenanschlüssen,

Fig. 4 Elektrodenformen und schematisierte Anschlüsse einer Flüssigkristallzelle, die für Multiplex-Ansteuerung bestimmt ist.

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Gemäss Pig. 1 bezeichnen die Bezugszahlen I₅ 2 Zellenplatten aus Glas, auf denen Elektroden 3, ²J, 5 und ein Justierkreuz aufgebracht sind. Die Elektrode 3 ist für die Zifferanzeige segmentiert und weise neben den dafür vorgesehenen acht Elektrodenanschlüssen 6 einen weiteren mit 6' bezeichneten Anschluss für eine randseitig angebrachte Kontaktierungselektrode 4 auf. Die Elektrode 5 besteht aus miteinander elektrisch leitend verbundenen Teilen sowie einem Elektrodenanschluss 5' ·

Die Herstellung derartiger Zellenplatten ist aus CH-PS 557 bekannt. Ebenso sind weitere, die Flüssigkristallzellen-Herstellung und insbesondere das Glaslöten betreffende Verfahrensschritts in dieser Patentschrift beschrieben.

Aus Fig. 2 lässt sich die Wirkungsweise einer als nematische Drehzelle ausgelegten Flüssigkristallzelle ersehen. Die Zellenplatten 1, 2 tragen die Elektroden 3₅ 5> welche mit einer als Wandorientierung 11 dienenden Schicht versehen sind. Ein Glaslotaufdruck 10 ist, überproportional hoch, als stirnseitige Zellenbegrenzung eingezeichnet. Die in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Flüssigkristallzelle zeigt den Ruhezustand. Die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in den Grenzschichten der Zellenplatten 1, 2 wird durch die Wandorientierung 11 verur-

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sacht, so dass eine schraubenförmige Gesamtstruktur entsteht. Durch Anlegen einer Spannung an die Elektrodenflächen richtet sich der Grossteil der Moleküle in Feldrichtung aus.

In Fig. 3 sind wiederum die Zellenplatten 1, 2 mit den gegenüberliegenden Elektrodenanschlüssen5'>6 jedoch an einem Ausschnitt aus einer zusammengebauten Flüssigkristallzelle ersichtlich. Als Abstandhalter zwischen den Zellenplatten dient wiederum ein Glaslotaufdruck 10. Diesem Glaslotaufdruck 10 sind Metallteile 20 in Form von Silberkörnern mit einem Gewichtsanteil von 10 /oo der Gesamtmischung beigemengt.

Der Glaslotaufdruck 10 besitzt eine Doppelfunktion. Einerseits dient er längs den Aussenkanten der Zellenplatten 1, als Dichtung und andererseits als isolierendes Bindemittel für die Metallteile 20. Die Metallteile 20 weisen in ihrer grössten Ausdehnung Längen von 10 *x auf und wirken zwischen den in zwei Ebenen, auf den Zellenplatten l_a 2 aufgebrachten und einander gegenüberliegenden Elektrodenanschlüssen 5¹ und 6' als Kontaktbrücken (in y-Richtung).

Da sich bei einem derart geringen Anteil an Metallteilen in der Gesamtmischung nur vereinzelt mehrere Metallteile berühren, resultiert in x-Richtung keine elektrische Leitfähigkeit .

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Somit lassen sich die erforderlichen Kontaktbrücken zwischen den Elektrodenanschlüssen5'j6durch einfaches Beimengen von Gold, Silber oder andern gut leitenden Metallteilen zu der den Glaslotaufdruck 10 bildenden Glaslotpasta herstellen. Im bekannten (CH-PS 557 071) Pertigungsprozess der Flüssigkristallzellen-Herstellung ist kein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich. Gelötet wird der Glaslotaufdruck 10 in einem Glaslotprozess bei Temperaturen von ca. 400° C während etwa 1 Stunde Dauer.

Es ergibt sich daraus die Forderung an die Metallteile 20: Schmelzpunkte über ·400 C und eine geringe Neigung zum Oxydieren aufzuweisen.

Aus diesen Gründen ist die Verwendung von Edelmetallen als Kontaktbrücken angezeigt. Gleichzeitig stellt sich die Frage, ob das oben beschriebene Verfahren auch auf weitere, an sich bekannte, niedrigere Prozess-Temperaturen erfordernde Arten der Zellenherstellung anwendbar sei.

Versuche haben gezeigt, dass durch Beimengen von Metallteilen 20, z.B. aus Messing, in das Epoxyharz-Bindemittel von in einem Klebeverfahren hergestellten Zellen dieselbe Kontaktwirkung erzielt werden kann.

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Durch beispielsweise kugelförmige Metallteile 20 mit einem Durchmesser gleich dem Soll-Abstand der Zellenplatten 1, 2 lässt sich gleichzeitig mit der Kontaktbrücken-Herstellung auch der Abstand der Zellenplatten 1, 2 bestimmen. Die Metallteile 20 übernehmen damit die Punktion von Abstandhaltern ("spacer").

Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich ebenfalls bei Anwendung von Polyester-Bindemitteln. Bekanntlich (DT-OS 2322616) können Zellen auch mittels photopolymeren Substanzen - Material der Polyestergruppe mit einem Photosensibilisator - bei Prozess-Temperaturen von ca. 150 C durch Polymerisation, anschliessendes Aushärten durch eine Belichtung und durch thermoplastische Verbindung der Zellenplatten hergestellt werden.

Durch Beimengen von Metallteilen 20 in die photopolymere Substanz lässt sich die Kontaktbrücken-Herstellung in den Fabrikationsprozess ohne grossen Aufwand integrieren.

Die Konzentration der Metallteile 20 im Bindemittel richtet sich allgemein nach der Breite der Elektrodenanschlüsse β^ί und dem Raster-Abstand benachbarter Elektrodenanschlüsse. Es hat sich gezeigt, dass breite Elektrodenanschlüsse 6*nur eine geringe Konzentration an Metallteilen 20 erfordern, da die

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Wahrscheinlichkeit des Auftretens mehrerer, einzelner Kontaktbrücken grosser ist als bei schmalen Elektrodenanschlüssen 6· (s. Fig. 3 Kontaktbrücken bei geringer Konzentration an Metallteilen 20). Werden Kontaktbrücken bei schmalen Elektrodenanschlüssen und geringem Raster-Abstand benötigt, ist die Konzentration der Metallteile 20 derart zu erhöhen, dass auf der Breite des Elektrodenanschlusses mindestens eine einzelne Kontaktbrücke gebildet wird. Anderseits darf die Konzentration an Metallteilen 20 nicht zu hoch sein; die Bildung von Kontaktbrücken in x-Richtung ist zu vermeiden.

Während das erfinderische Verfahren bereits bei konventionell angesteuerten Flüssigkristallzellen den Vorteil bietet, sämtliche Elektrodenanschlüsse 6'belr2er Zellenplatten 1, 2 rationell auf eine einzige Zellenplatte 1 überzuführen, erscheint dies bei Flüssigkristallzellen mit Multiplex-Ansteuerung als überragender Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.

Eine für Multiplex-Ansteuerung geeignete Flüssigkristallzelle weist ein Frontglas 30 und ein Rückglas 40 auf, Fig. 4. Auf dem Frontglas 30 sind Elektrodenelemente 31 vorhanden, welche untereinander über Verbindungsleitungen 33 elektrisch leitend in Kontakt stehen. Sämtliche Verbindungsleitungen 33 führen zu den auf einer Seite liegenden Anschlusspunkten a, b, c, d,

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e, f, und g. Auf dem Rückglas 40 sind sogenannte Rückelektroden CL, Cp bis C_n angebracht. Jede dieser Rückelektroden

C_n , C„ bis π weist ein Leiterbahn-Element G_n , S_n bis 6-, 1 2 N C₁ L₂ O_n

auf. Zu diesen Leiterbahn-Elementen korrenspondieren weitere Leiterbahn-Elemente 6 ,6 ,6 - 6 welche sich auf dem

^cl ^C2 ^C3 ^CN^J Prontglas 30 befinden.. Die dazu gehörigen Anschlusspunkte

sind C₁, c_oj c und c...

Im Laufe des Herstellungsprozesses dieser Flüssigkristallzellen wird auf das Frontglas 30 ein Glaslotaufdruck 10 aufgebracht, welchem mit einem Gewichtsanteil von ca. 5 /00 Metallteile 20 in Form von Goldkörnern beigemengt sind. Nach dem Auflegen des Rückglases HO auf den Glaslotaufdruck 10 und dem anschliessenden Glaslotprozess bilden sich die gewünschten Kontaktbrücken zwischen den Leiterbahn-Elementen 6 - 6_n . Dadurch wird es möglich, sämtliche Anschlüsse an

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dieser Flüssigkristallzelle in einer Ebene, an den Anschlusspunkten a - c„ anzubringen, wodurch eine sehr rationelle Integration der Flüssigkristallzelle in eine integrierte, elektronische Schaltung möglich ist.

Das beschriebene Verfahren ist nicht nur auf die Anwendung bei Flüssigkristallanzeigen beschränkt. Es lässt sich auch bei Gasentladungsanzeigen, etc. anwenden; grundsätzlich

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überall, wo elektrisch leitende Kontaktbrücken in ähnlichen räumlichen Verhältnissen erzielt werden müssen.

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Claims

Schutzansprüche

1. Flüssigkristallzelle rait elektrisch leitender Kontaktbrücke, welche zwischen zwei einander gegenüberliegenden, in Ebenen angeordneten und durch einen Verschlusssteg voneinander getrennten Leiterbahnen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusssteg (10) Metallteile (20) enthält, deren grösste Ausdehnung wenigstens annähernd dem Abstand der gegenüberliegenden Leiterbahnen (5^f, 6') entspricht.

2. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusssteg (10) Metallteile (20) mit einem Gewichtsanteil von l-20$o enthält.

3. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusssteg (10) ausgehärtetes Polyester- oder Epoxymarerial enthält.

4. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Metallteile (20) Edelmetalle vorgesehen sind.

5. Flüssigkristallzelle nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallteile (20) wenigstens annähernd kugelförmig sind, wobei die Durchmesser bzw. die grösste Ausdehnung der Metallteile genau dem Soll-Abstand der Zellenplatten entsprechen.

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