NL1006302C2 - Inrichting voor het weergeven van informatie. - Google Patents

Description

Inrichting voor het weergeven van informatie

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het weergeven van informatie, omvattende tenminste: 5 - een eerste laag die zich in een vlak uitstrekt en bestaat uit een materiaal waarvan de optische eigenschappen onder invloed van een externe elektrische besturing zodanig veranderen, dat ofwel de transparantie van met de elektrische besturing geselecteerde gedeelten van de eerste laag voor daarop vallend licht verandert 10 ofwel met de elektrische besturing geselecteerde gedeelten van de eerste laag licht uitzenden; een tweede en een derde laag die zich althans nagenoeg parallel aan het vlak uitstrekken, zich aan weerszijden van de eerste laag bevinden en de inrichting een bepaalde gewenste stevigheid ver-15 schaffen.

Dergelijke inrichtingen zijn bijvoorbeeld in de vorm van conventionele liquid crystal displays (LCD's) reeds jaren op de markt. In conventionele LCD's wordt glas, dat als drager wordt gebruikt van elektrische geleiders en componenten zoals dunne-film-transistoren (TFT), metaal-20 isolatie-metaal (MIM) structuren en diodes, als beschermer van het liquid crystal tegen invloeden van buitenaf toegepast. Tevens wordt het glas als middel gebruikt om de dikte van de liquid crystal laag uniform te houden.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.613.351 beschrijft een materiaal 25 uit glas, waarin parallelle geleidende banen in een vooraf bepaalde richting zijn aangebracht. De banen zijn bedoeld voor het afbuigen en detecteren van elektromagnetische straling met een golflengte tussen minder dan 0,1 μιπ en 1 mm.

Het Amerikaanse octrooischrift 5.438.223 beschrijft een soort 30 klinknagelsysteem voor het doorplateren van een isolerende laag met een elektrisch geleidend materiaal. De elektrisch geleidende delen worden aangebracht in gaten dwars door de laag heen en vervolgens thermisch geklonken.

De Japanse octrooiaanvrage JP-A-08/143677 beschrijft de productie 35 van een folie door het laten neerslaan van gasvormig materiaal op een elektrode. De elektrische geleidbaarheid in een richting loodrecht op het oppervlak van de folie is veel groter dan de elektrische geleidbaarheid in een richting parallel aan het oppervlak van de folie. Volledige 1006302 2 isolatie in een richting parallel aan het oppervlak van de folie wordt echter niet bereikt.

Het Amerikaanse octrooischrift 5.272.217 beschrijft de toepassing van anisotrope polymeren in een folie. De geleidbaarheid parallel aan 5 het oppervlak van de folie van de polymeer is veel hoger dan de geleidbaarheid in een richting loodrecht op het oppervlak van de folie. Als een van de gebruikte polymeren wordt het tetrathiotetracene complex genoemd. Er wordt gebruik gemaakt van een "stapel-oriëntatie", waarbij elementen van zeer kleine afmetingen kop-aan-staart worden gegroepeerd. 10 Ook in het Amerikaanse octrooischrift 5.556.706 worden deeltjes van zeer kleine afmetingen kop-aan-staart georiënteerd in een richting parallel aan het oppervlak van een polymeer-folie. De folie wordt geproduceerd door het laten neerslaan van een gasvormig materiaal op een elektrode. Ook hier is na de productie sprake van een grotere geleiding 15 in een richting parallel aan het oppervlak van de folie dan in een richting loodrecht daarop.

Het Amerikaanse octrooischrift 5.229.624 beschrijft een inrichting en een werkwijze om zeer kleine elementen kop-aan-staart te richten onder invloed van een elektrisch veld. Dit octrooischrift is gericht op 20 het bereiken van een elektrische geleidbaarheid in een vooraf bepaalde richting parallel aan het oppervlak van de folie. Met de folie kan opvallend licht worden omgezet in elektrisch vermogen.

In de Japanse octrooiaanvrage 08/007658 wordt een klevende film beschreven, die is voorzien van kleine geleidende deeltjes. Voorafgaand 25 aan het gebruik is de film niet geleidend, omdat de geleidende deeltjes niet met elkaar in contact zijn. De film wordt gebruikt voor het maken van een verbinding tussen de aansluitpennen van een IC en een substraat. Doordat de aansluitpennen van het IC stevig in de richting van het substraat worden gedrukt, ontstaan er elektrisch geleidende verbindingen 30 tussen de aansluitpennen van het IC en de geleidende deeltjes in de film. Door de aansluitpennen hard genoeg tegen het substraat aan te drukken ontstaat er een geleidende verbinding tussen de aansluitpennen en gewenste elektrisch geleidende banen op het substraat. Daar waar zich geen aansluitpennen van het IC bevinden, blijft de film niet geleidend. 35 Soortgelijke klevende filmen zijn bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 5.213.715 en de Japanse octrooiaanvrage 57/111366 en 05/011265.

Figuur 1 toont op zeer schematische wijze de opbouw van een bekende LCD. De middelste van de drie getoonde lagen, aangeduid door het verwij- 100 63 ü 2 3 zingscijfer 3, is de optische laag. Deze is aan weerszijden omgeven door twee besturende lagen 2, 2'. De besturende lagen 2, 2’ moeten zo dicht mogelijk tegen de optische laag 3 aan liggen. In essentie bestaan er twee typen optische lagen: vloeibare kristallen, die zich oriënteren 5 onder invloed van een elektrisch veld, en licht emitterende lagen die licht uitzenden onder invloed van een elektrische stroom. Licht emitterende lagen dissiperen vermogen tijdens bedrijf, terwijl vloeibare kristallen alleen voor het oriënteren energie dissiperen. Licht emitterende materialen zijn bijvoorbeeld: LED's, laserdioden en elektrolumi-10 nescentiematerialen.

Waar wordt gewerkt met gepolariseerd licht, zijn in de praktijk ook polarisatiefliters nodig. Deze polarisatiefilters en eventuele andere correctiefilters worden hier verder niet beschreven, omdat zij niet van belang zijn voor de onderhavige uitvinding. Waar nodig kunnen zij echter 15 wel worden toegepast.

De optische laag 3 bestaat veelal uit drie lagen 4, 6, 4', zoals in figuur 2 is weergegeven. Bovendien bevinden zich aan de buitenzijde van de besturende laag 2, 2' steunlagen 1, 1'. De centraal gelegen laag 6 bestaat uit een liquid crystal laag waarin zich op regelmatige of on-20 regelmatige afstanden afstandhouders 5 bevinden om de twee isolerende lagen 4, 4' op een vooraf bepaalde afstand van elkaar te houden. De primaire functie van de lagen 4, 4' is het vergemakkelijken van het oriënteren van de vloeibare kristallen in dezelfde richting. Verder zijn zij van belang om te voorkomen, dat door ionenmigratie, zoals tin en 25 indium uit de geleiderpatronen 2, 2', de vloeibare kristallen verontreinigd worden. Tenslotte zorgen de lagen 4, 4' voor een isolerende functie .

De besturende lagen 2, 2' bestaan bijvoorbeeld uit transparant materiaal waarin zich een patroon van bijvoorbeeld parallelle, eveneens 30 transparante geleiders bevinden. De parallelle geleiders in de besturende laag 2 liggen dan bijvoorbeeld loodrecht op de transparante, parallelle geleiders in de besturende laag 2'. Met dergelijke patronen kunnen op gewenste posities elektrische velden dwars of scheef op de liquid crystal laag 6 worden gegenereerd, waardoor de kristallen uit de liquid 35 crystal laag 6 zich oriënteren. Daar waar dit gebeurt wordt de liquid crystal laag 6 ondoordringbaar voor opvallend licht.

In de in figuur 2 geschetste conventionele opbouw van een LCD liggen de besturende lagen 2, 2' binnen de steunlagen 1, 1'. Dergelijke 10CP^0? 4 LCD's kunnen alleen vervoerd worden, als de steunlagen zijn aangebracht. Zonder de steunlagen 1, 1' zou de LCD-structuur te kwetsbaar zijn.

Daardoor is het na de vervaardiging van de LCD onmogelijk om wijzigingen en/of correcties aan te brengen in de besturende lagen 2, 2'.

5 Bovendien is het, voordat de besturende lagen 2, 2' zijn aange bracht onmogelijk controles uit te voeren op het correct functioneren van de liquid crystal laag 6.

Voorts is de productie-opbrengst van LCD’s volgens de bekende structuur gering. Een hoog percentage, soms meer dan 70%, voldoet niet 10 aan de eisen en kan niet worden verkocht.

Een gebruikelijke methode om het materiaal van de isolatielagen 4, 4' horizontaal te oriënteren is de een zogenaamde "rubbing"- of wrijf-handeling. Omdat de besturende lagen 2, 2' in de conventionele opstelling echter naast de isolatielagen 4, 4' zijn aangebracht, bestaat er 15 een groot risico van beschadiging van deze besturende laag 2, 2' tijdens het wrijven. Dit komt zowel door doorslag ten gevolge van statische elektriciteit als door andere vormen van beschadiging.

De besturende lagen 2, 2' bestaan veelal uit indiumtinoxide-struc-turen en/of dunne-film-transistoren en/of metaal-isolatie-metaal-struc-20 turen en/of diodes. Als isolatielaag 4, 4' wordt vaak polyimide ge bruikt. Tijdens het proces om deze laatstgenoemde laag aan te brengen worden hoge temperaturen gebruikt, hetgeen een extra bedreiging vormt voor de goede werking van de dunne-film-transistoren, de metaal-isola-tie-metaal-structuren en/of diodes.

25 Het is een doelstelling van de uitvinding een inrichting voor het weergeven van informatie, bijvoorbeeld een LCD, te verschaffen die kan worden vervoerd naar klanten zonder dat noodzakelijkerwijs het patroon van besturende lagen reeds is aangebracht.

Een verdere doelstelling van de uitvinding is om de opbrengst van 30 de productie van dergelijke inrichtingen te verhogen.

Daartoe heeft een inrichting voor het weergeven van informatie van de bij de aanvang genoemde soort het kenmerk, dat tenminste een van de tweede en derde lagen is voorzien van elektrisch geleidende kanalen met een geleidbaarheid uitsluitend in een richting loodrecht op het vlak.

35 Een dergelijke structuur heeft voldoende stevigheid om te kunnen worden vervoerd naar klanten, zonder dat reeds uiteindelijk noodzakelijke geleiderpatronen zijn aangebracht. De geleiderpatronen kunnen later door de klant zelf op de buitenzijde van de tweede en/of derde laag 1006302 5 worden aangebracht. De geleidende kanalen inde tweede en/of derde laag zorgen er dan voor dat een elektrische spanning en/of stroom, waarvan de posities door het patroon van geleiders worden gedefinieerd, naar de eerste laag worden doorgegeven. Hoe smaller de kanaaltjes en hoe dichter 5 zij bij elkaar zijn geplaatst, hoe groter de resolutie zal zijn.

Een verder voordeel is, dat indien het patroon van geleiders niet correct is opgebracht op de aldus gedefinieerde structuur, dit patroon eenvoudig kan worden verwijderd zonder dat de inrichting als totaal weggegooid hoeft te worden. Na verwijdering kan opnieuw het patroon 10 worden aangebracht. Dit zal de productie-opbrengst aanzienlijk vergroten.

De inrichting volgens de uitvinding kan onderdeel zijn van een LCD, waarin de eerste laag een liquid crystal laag is, voorzien van afstandhouders en waarin zich tussen de ene van de genoemde tweede en derde 15 lagen en de eerste laag een vierde laag bevindt, die is gemaakt van een elektrisch isolerend materiaal. Deze liquid crystal laag kan van het ne-matische of smectische type zijn, afhankelijk van de gewenste toepassing. Nematische liquid crystal lagen behoeven een continue aansturing om een geheugenfunctie te kunnen hebben. Daarvoor is geschikte elek-20 tronica, bijvoorbeeld bestaande uit metaal-isolator-metaal-structuren, dunne-filmtransistoren, diodes en geleiders, nodig. Smectische liquid crystal lagen hebben een spontane geheugenfunctie.

Als alternatief kan een dergelijk LCD een liquid crystal folie als eerste laag hebben, waarbij zich tussen de ene van de genoemde tweede en 25 derde lagen en de eerste laag een vierde laag bevindt, die is gemaakt van een elektrisch isolerend materiaal.

Als verder alternatief kan de inrichting volgens de uitvinding zodanig zijn opgebouwd, dat de eerste laag onder invloed van een elektrische stroom licht uitzendt.

30 De aldus gedefinieerde inrichting volgens de hoofdconclusie van deze uitvinding en volgens de genoemde varianten daarvan, vormt dan een ruwe plaat materiaal, die achteraf door de gebruiker kan worden voorzien van de noodzakelijke toepassingsafhankelijke geleidersporen en elektronica. Een dergelijke ruwe inrichting is dus standaard te maken en niet 35 toepassingsafhankelijk. Dit verhoogt de flexibiliteit van de toepassingsmogelijkheden.

In sommige toepassingen zal niet alleen de ene, maar ook de andere van de genoemde tweede en derde lagen een zodanig patroon van elektri . »100 63 0 2 6 sche geleiders hebben, dat de elektrische geleidbaarheid van de geleiders uitsluitend in een richting loodrecht op het vlak is gericht.

In een van de uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding is op de ene van de genoemde tweede en derde lagen een fotoge-5 leidende laag aangebracht, op de buitenzijde waarvan een transparante, elektrisch geleidende laag is aangebracht. Een dergelijke inrichting kan worden gebruikt als elektronisch papier.

Bij de laatstgenoemde inrichting kan een lichtbron, bijvoorbeeld een laser, zijn voorzien voor het genereren van een lichtbundel voor het 10 belichten van vooraf bepaalde locaties van de fotogeleidende laag. Een dergelijke inrichting vormt een laserstraaldisplay.

De hierboven gedefinieerde inrichting die is voorzien van een foto-geleidende laag, waarop een transparante, elektrisch geleidende laag is aangebracht, kan met een laser worden gebruikt voor het vervaardigen van 15 een masker voor fotolithografische doeleinden. Het voordeel van een dergelijk masker is, dat de locaties, die wel of niet doorlaatbaar zijn voor licht, steeds opnieuw kunnen worden gedefinieerd, zonder de inrichting van plaats te veranderen. Derhalve kan een dergelijk masker met voordeel in fotolithografische processen worden gebruikt, omdat het niet 20 verplaatsen van het masker de nauwkeurigheid ten goede komt.

De inrichting volgens de uitvinding kan op eenvoudige wijze van kleuren aan een van de oppervlakken worden voorzien doordat aan de zijde van de inrichting waar zich de andere van de tweede en derde lagen bevindt een fotogevoelige laag wordt aangebracht. Met behulp van be-25 lichtingstechnieken en chemische ontwikkelingstechnieken kunnen dan eenvoudig de locaties worden gedefinieerd waar de laag als kleurlaag moet achterblijven en waar deze moet worden verwijderd.

In conclusies 16 t/m 18 zijn werkwijzen gedefinieerd voor het vervaardigen van een laag materiaal die zich in een vlak uitstrekt en is 30 voorzien van een zodanig patroon van elektrische geleiders, dat de elektrische geleidbaarheid daarvan uitsluitend in een richting loodrecht op het oppervlak is.

De onderhavige uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht onder verwijzing naar enkele figuren, die zijn bedoeld ter illustratie 35 van de uitvinding en niet ter beperking van de beschermingsomvang daarvan.

Figuur 1 toont een schematische weergave van een conventioneel LCD; figuur 2 toont een nadere detaillering van de lagenstructuur van .100 63 0 2 7 een conventionele LCD; figuur 3 toont een LCD met een lagenstructuur volgens de onderhavige uitvinding; figuur 4 toont een alternatieve structuur voor de lagenstructuur 5 van figuur 3; figuur 5 toont de toepassing van een licht-emitterende laag in de inrichting volgens de uitvinding; figuren 6a en 6b tonen alternatieve uitvoeringsvormen van een inrichting volgens de uitvinding die als elektronisch papier en tevens als 10 laserstraaldisplay kan worden gebruikt; figuur 7 toont de inrichting volgens de uitvinding waarop een kleurlaag is aangebracht; figuur 8 toont op schematische wijze de opbouw van een laag die is voorzien van een patroon van geleiders, welke geleiders zich uitsluitend 15 in een richting loodrecht op het oppervlak van de laag uitstrekken; figuren 9 t/m 11 tonen alternatieve werkwijzen voor het vormen van een laag zoals weergegeven in figuur 8;

Figuur 12 toont het gebruik van een laag als getoond in figuur 8 als gedrukte bedradingsplaat (pcb).

20 Figuur 3 toont een LCD in overeenstemming met de onderhavige uit vinding. In de lagenstructuur volgens figuur 3 zijn de besturende lagen 2, 2' niet direct op de isolerende lagen 4, 4' aangebracht, maar bevindt zich daartussen een extra laag 7, 7'. Deze extra laag is gevormd uit een materiaal, waarin zich geleiders bevinden, die zodanig zijn gericht, dat 25 de geleidbaarheid uitsluitend in een richting loodrecht op het oppervlak van de lagen 7, 7' is gericht. Een dergelijke laag 7 is schematisch in figuur 8 weergegeven. De laag 7 bestaat dus uit een isolerend materiaal 20, waarin zich geleidende kanaaltjes 21 bevinden, die zich uitsluitend in een richting loodrecht op het oppervlak van de laag uitstrekken. Bij 30 voorkeur zijn zowel de isolerende laag 20 als de geleidende kanaaltjes 21 transparant. De doorsnede van de kanaaltjes 21 en de onderlinge afstand van de kanaaltjes 21 bepaalt de resolutie van de inrichting waarin de laag 7 wordt toegepast.

In de opstelling volgens figuur 3 zorgt de laag 7 voor de onder-35 steuning, welke ondersteuning in de opstelling volgens figuur 2 werd verschaft door de laag 1. Anders gezegd, in de opstelling volgens figuur 3 bevinden de besturende lagen 2, 2' zich aan de buitenzijde van de inrichting. De besturende lagen 2, 2' worden dus later aangebracht dan de 000 53 0 ? 8 isolatielagen 4, 4'. De bij het aanbrengen van de isolatielagen 4, 4' optredende hoge temperaturen en de door de "rubbing"-procedure van de isolatielagen 4, 4' optredende hoge elektrostatische spanningen hebben dus geen invloed meer op de besturende lagen 2, 2'.

5 De geleiders van het geleidende patroon binnen de besturende laag 2 zijn op vooraf bepaalde plaatsen verbonden met de kanaaltjes 21 binnen de laag 7. Aldus kunnen spanningen op de geleiders in de besturende laag 2, 2' als het ware loodrecht worden doorgegeven in de richting van de liquid crystal laag 6. Doordat de spanningen als het ware via puntcon-10 tacten worden aangeboden, kan, afhankelijk van de doorsnede van de kanalen 21, de ruimte waarbinnen elektrische velden worden gedefinieerd zeer klein worden gemaakt. Derhalve is een hoge resolutie bereikbaar.

De inrichting volgens figuur 3 kan in de handel worden gebracht zonder aanwezigheid van de besturende lagen 2, 2'. Een dergelijke in-15 richting bestaat dus alleen uit de lagen 7, 4, 6, 4', 7', die nog een universele toepassingsmogelijkheid heeft. Iedere gebruiker kan het door hem gewenste patroon van geleiders via de besturingslagen 2, 2' aanbrengen.

Het is ook mogelijk om een structuur in de handel te brengen, waar-20 in van de lagen 7, 7' slechts één is aangebracht. De laag 7' ontbreekt dan bijvoorbeeld. Daar waar de laag 7' zich bevindt, kan een gebruiker een transparante, naar eigen ontwerp geleidend patroon aanbrengen.

Figuur 4 toont een alternatief voor een dergelijke ruwe LCD-struc-tuur. In plaats van de liquid crystal laag 6 met afstandhouders 5 is de 25 inrichting volgens figuur 4 voorzien van een liquid crystal folie 8.

Het spreekt vanzelf, dat ook in de opstelling volgens figuur 4 één van beide lagen 7, 7' kan worden vervangen door een transparante, geheel elektrisch geleidende laag.

De inrichtingen volgens figuren 3 en 4, of de hierboven aangeduide 30 varianten daarvan, kunnen aan één zijde daarvan worden voorzien van een licht reflecterende laag. Daardoor ontstaan licht reflecterende LCD's. Licht reflecterende LCD's geven een meer natuurlijk kijkgedrag, zijn minder vermoeiend en zijn bij toename van het verlichtingsniveau superieur aan conventionele beeldschermen. Ook wordt met licht reflecterende 35 LCD's aangeboden informatie beter door gebruikers opgenomen dan informatie die met lichtdoorlatende LCD's en/of licht emitterende LCD's wordt aangeboden.

Figuur 5 toont een inrichting volgens de uitvinding, waarin in 10° f ' i; ? 9 plaats van een liquid crystal laag 6 met afstandhouders 5 of een liquid crystal laag 8, een licht-emitterende laag 11 is aangebracht. Deze licht-emitterende laag 11 heeft de eigenschap, dat deze licht uitzendt op die locaties waar een elektrische spanning loodrecht op het oppervlak 5 van de licht-emitterende laag 11 wordt aangebracht.

Figuur 5 toont weer een ruwe basisstructuur. De basisstructuur kan door de klant worden voltooid door het aanbrengen van de besturende lagen 2, 2' in de door hem gewenste vorm. Naar wens kan ook één van de beide lagen 7, 7' door een laag worden vervangen, die geheel transparant 10 is en geheel elektrisch geleidend is. Als verder alternatief kan aan één van beide buitenkanten van de lagen 7, 7' een licht-reflecterende laag worden aangebracht, zodat de inrichting volgens figuur 5 slechts licht naar één kant zal uitzenden.

Figuren 6a en 6b tonen inrichtingen, die als elektronisch papier 15 kunnen worden gebruikt of als laserstraaldisplay.

De verwijzingscijfers in de inrichting volgens figuren 6a en 6b hebben dezelfde betekenis als in de voorgaande figuren. Op de laag 7 is een fotogevoelige laag 9 aangebracht. Aan de buitenzijde van de fotoge-voelige laag 9 bevindt zich een transparante, elektrisch geleidende laag 20 10.

De inrichting volgens figuur 6a werkt als volgt. De inrichting wordt belicht met licht 13 dat via de elektrisch geleidende laag 10 de fotogevoelige laag 9 treft. Daar waar licht op de fotogevoelige laag 9 valt, wordt de fotogevoelige laag 9 geleidend. Daar waar geen licht 25 valt, blijft de fotogevoelige laag 9 een isolator. Daar waar eerst licht valt en wordt onderbroken, keert de isolerende toestand terug. Aldus worden als het ware de elektrische verbindingen tussen de geleiders 21 in de laag 7 en de elektrisch geleidende laag 10 via de fotogevoelige laag 9 gedefinieerd. Aldus kan dus ook door spanning op de elektrisch 30 geleidende laag 10 en de laag 7' te zetten, een gewenst patroon van het elektrische veld in de liquid crystal laag 6 worden gedefinieerd. Indien de liquid crystal laag 6 van het smectische (ferro-elektrische) type is, zal het aldus vastgelegde beeld worden vastgehouden, omdat smectische LCD's een geheugenfunctie hebben, ook als de spanning wordt uitgescha-35 keld. Als nematische LCD's worden gebruikt is toepassing van geschikte elektronica nodig om de geheugenfunctie te realiseren.

Aan de onderzijde van de inrichting volgens figuur 6a kan weer een licht reflecterende laag worden aangebracht. Ook kan laag 7' zelf van 1006302 10 licht reflecterend materiaal worden gemaakt. De laag 7' kan worden vervangen door een laag die als geheel elektrisch geleidend is en naar keuze reflecterend of transparant is.

Het transparante type kan bijvoorbeeld worden toegepast als trans-5 parant dat gebruikt wordt bij dia's of overhead-projectoren.

Het voordeel van het "elektronische papier" volgens figuur 6a is, dat het daarin vastgelegde beeld kan worden vervangen door een ander beeld door de bovengenoemde procedure te herhalen.

Figuur 6b toont een alternatief voor de inrichting volgens figuur 10 6a. Het enige verschil tussen de lagenstructuren volgens figuren 6a en 6b is, dat in figuur 6b in plaats van de liquid crystal laag 6 met af-standhouders 5 een liquid crystal folie 8 is toegepast.

Een ander verschil tussen het totaal van de figuren 6a en 6b is dat in figuur 6b een laser 12 is getekend, die een laserbundel 14 uitzendt 15 in de richting van de fotogevoelige laag 9. Aangezien de doorsnede van de laserbundel 14 zeer beperkt kan zijn, kan met de laser 12 zeer nauwkeurig een beeld worden geschreven in de fotogevoelige laag 9. Dit komt de totale resolutie ten goede. Daar waar de laserbundel de fotogevoelige laag 9 treft, wordt de fotogevoelige laag 9 geleidend. Daar waar de 20 laserstraal niet aanwezig is, blijft de fotogevoelige laag 9 een isolator. Op dezelfde wijze als in de inrichting volgens figuur 6a kan vervolgens elektronisch papier worden gedefinieerd.

Opgemerkt wordt dat in de inrichtingen volgens figuren 6a en 6b in principe de laag 7 kan worden weggelaten. Dan maakt de lichtbundel 14 25 een kanaal in de laag 9, waarmee direct een elektrische spanning naar de laag 4 kan worden doorgegeven, zonder tussenkomst van laag 7.

Een interessante toepassing van de lagenstructuur volgens de figuren 6a of 6b met de laser 12 is die van een laserstraaldisplay. De laserbundel 14 die door de laser 12 wordt gegenereerd, kan namelijk een 30 beeld, bestaande uit diverse beeldpunten, schrijven in de fotogevoelige laag 9, welke beeldpunten sequentieel aan de liquid crystal laag 6 of liquid crystal folie 8 wordt doorgegeven op het moment dat de spanning wordt aangebracht tussen de lagen 10 en 7'. Elk beeldpunt kan iedere keer door een volgend beeldpunt worden vervangen door steeds opnieuw een 35 beeldpunt in de fotogeleidende laag 9 te schrijven met behulp van de laserbundel 14 en dit vervolgens over te dragen naar de liquid crystal laag 6 of de liquid crystal folie 8. De resolutie van een dergelijk scherm is bijzonder groot en slechts beperkt door de doorsnede van de ‘100G3J2 11 kanaaltjes 21 in de laag 7 (of 7') en hun onderlinge afstand.

In plaats van de liquid crystal laag 6 met afstandhouders 5 en de liquid crystal folie 8 kan ook weer een licht-emitterende laag 11 worden toegepast (niet getekend). Een dergelijke licht-emitterende laag kan 5 licht van één kleur uitzenden. Als alternatief kan deze licht-emitterende laag echter zodanig zijn opgebouwd, dat kleurenbeelden kunnen worden weergegeven, net als bij conventionele kleurenbeeldbuizen.

De aldus gefabriceerde displays hebben overal dezelfde opbouw, waardoor zij ongevoelig zijn voor veranderingen in de positionering van 10 de laserstraal, hetgeen bij conventionele beeldbuizen niet het geval is.

De resolutie van dergelijke laserstraaldisplays is bijzonder groot.

De inrichtingen volgens figuren 6a en 6b kunnen met voordeel als masker in fotolithografische processen worden gebruikt. Met behulp van de laserbundel 14 kan immers een gewenst patroon van niet en wel doorla-15 tende gedeelten in de liquid crystal laag 6 of de liquid crystal folie 8 worden gedefinieerd. Plaatst men een dergelijke inrichting, waarvan het aldus gedefinieerde patroon in de liquid crystal laag 6 of de liquid crystal folie 8 overeenkomt met het patroon van een bepaald fotolitho-grafisch masker boven een halfgeleiderinrichting, die is voorzien van 20 een fotolaklaag, dan kan men deze fotolaklaag belichten met een andere lichtbundel. Deze andere lichtbundel zal dan het in de laag 6 of 8 vastgelegde patroon overbrengen op de fotolaklaag op de halfgeleider. Deze fotolaklaag kan vervolgens op bekende wijze worden ontwikkeld en behandeld. Aldus kunnen structuren worden overgebracht in de halfgeleiderin-25 richting met een masker, dat in principe niet van plaats hoeft te veranderen. Het patroon op het aldus gevormde masker kan eenvoudig worden veranderd, door met de laserbundel 14 een nieuw patroon in de fotogevoe-lige laag 9 te schrijven en dit opnieuw over te brengen naar de laag 6, 8 door het aanbrengen van de juiste spanning tussen de lagen 10 en 7'. 30 Aldus hoeven bij opeenvolgende fotolithografische stappen niet steeds opnieuw nieuwe maskers te worden gebruikt. In de inrichting kan immers steeds een nieuw masker worden gedefinieerd zonder deze van plaats te verwisselen. Dit komt de nauwkeurigheid ten goede.

Figuur 7 toont een inrichting waarin de verwijzingscijfers die 35 overeenkomen met verwijzingscijfers uit de voorgaande figuren dezelfde betekenis hebben.

De inrichting is voorzien van een onderlaag 52, die een fotogevoe-lige afdeklaag is. Op de eerder beschreven wijze wordt in de laag 6, 8 ; ·::P * 0 2 12 een bepaald patroon vastgelegd van plaatsen die wel of niet voor licht 13 transparant zijn. Het licht 13 belicht vervolgens de fotogevoelige afdeklaag 52 alleen daar, waar de laag 6, 8 transparant is. Daardoor ontstaat een kopie van het patroon uit de laag 6, 8 op de fotogevoelige 5 afdeklaag 52. De fotogevoelige afdeklaag 52 kan vervolgens op bekende chemische wijze worden ontwikkeld, zodat een kopie van het beeld ontstaat .

Met behulp van selectieve etstechnieken kunnen de niet-belichte gedeelten van de afdeklaag 52 worden verwijderd. Zoals voor een deskun-10 dige duidelijk zal zijn, kan met behulp van selectieve etstechnieken juist in plaats daarvan het belichte gedeelte van de afdeklaag 52 worden verwijderd.

Naar wens kunnen op die plekken waar de laag 52 is verwijderd nog één of meer kleurenlagen worden aangebracht. Verder kunnen aldus metaal-15 isolator-metaal-structuren, dunne-filmtransistoren, diodes en/of geleiders worden aangebracht.

Opgemerkt wordt dat ook in de structuur volgens figuur 7 de laag 7 in principe kan worden weggelaten.

Figuur 9 geeft een mogelijke werkwijze weer voor het vervaardigen 20 van een laag 7, zoals getoond in figuur 8.

De werkwijze start met het parallel aan elkaar verschaffen van diverse kabels 20, die ieder zijn voorzien van een dunne geleider 21. De dunne geleider kan zijn gemaakt uit metaal of een geleidend synthetisch materiaal, bijvoorbeeld een geleidende polymeer.

25 De kabels 20 worden parallel met een vul/lijmmiddelen 22 samenge perst. Het samenpersen is schematisch aangegeven met pijlen 23. Vervolgens worden de samengeperste kabels 20 uitgehard, hetgeen schematisch met pijl 24 is aangegeven. Daardoor ontstaat een blok met geïsoleerde parallelle geleiders 21.

30 Vervolgens worden uit het blok schijven 26 gesneden, door het blok loodrecht op de lengterichting van de geleiders 21 door te snijden. Dit is met verwijzingscijfer 25 aangegeven. De schijven 26 corresponderen met een laag 7.

Figuur 10 toont een alternatieve werkwijze voor het vormen van een 35 laag 7.

Op een substraat 32 wordt een mengsel van matrixmateriaal voorzien van een oplosmiddel en een geleider-additief 34 aangebracht. Bij aanvang van de werkwijze is het mengsel nog in een vloeibare vorm.

1006?0? 13

Het matrixmateriaal kan bijvoorbeeld polycarbonaat zijn. De uitvinding is daartoe echter niet beperkt. Het geleider-additief 34 kan bijvoorbeeld een tetraseleno-tetracene complex (TSeT) zijn. Ook andere materialen zijn daarvoor echter mogelijk.

5 Door de vloeistof uit te gieten ("casting") op het substraat 32 wordt een folie gevormd. Met behulp van een condensatorplaat 33 tegenover het geleidende substraat 32 wordt op een vooraf bepaalde plaats een elektrisch veld loodrecht op het oppervlak van het substraat 32 gegenereerd. Het substraat 32 wordt bewogen, zoals in figuur 10 met een pijl 10 is aangegeven, zodat het vloeibare matrixmateriaal 31 het elektrische veld wordt ingevoerd.

Vervolgens zal het oplosmiddel in het matrixmateriaal 31 verdampen, waardoor de structuur hard zal worden. In plaats van spontane uitharding kan ook geforceerde uitharding worden toegepast, bijvoorbeeld met behulp 15 van ultraviolet licht. Ook twee-componenten-uitharding kan worden gebruikt .

In het vloeibare matrixmateriaal 31 ontstaan geleidende deeltjes van de additief 34, die onder invloed van het gegenereerde elektrische veld 30 een positieve lading krijgen aan die zijde die zich het dichtst 20 bij de negatieve kant van het elektrische veld bevinden en een negatieve lading aan die zijde die zich het dichtst bij de positieve kant van het elektrische veld bevindt. Daardoor oriënteren de deeltjes 34 zich en vormen zij lange ketens 35 door kop-naar-staartverbindingen. Door het aanwezige elektrische veld 30 zullen deze ketens zich parallel aan het 25 elektrische veld uitstrekken. Door de onderlinge afstoting van deze ketens zal bovendien een regelmatige tussenafstand tussen de ketens 35 ontstaan. Dit leidt uiteindelijk tot een groot aantal parallelle geleiders, die geen onderlinge verbindingen hebben, zodat kanaaltjes 21 (zie figuur 8) in de laag ontstaan. Op het substraat 32 ontstaat aldus de 30 gewenste laag 7, die van de drager 32 kan worden verwijderd met behulp van elke bekende techniek. De afstand tussen de ketens 35 is afhankelijk van de mengverhouding tussen het matrixmateriaal en het geleider-additief. De doorsnede van de uiteindelijk gevormde ketens 35, die de kanaaltjes 21 vormen, hangt af van het gekozen geleider-additief. Aange-35 zien de ketens op moleculair niveau worden gevormd, kan de doorsnede echter bijzonder klein zijn. Ook de onderlinge afstanden kunnen zeer klein worden gemaakt, hetgeen de resolutie van daarmee uitgeruste inrichtingen zal verhogen. Als de doorsnede van de ketens 35 en hun onder- 14 linge afstanden zeer klein zijn, is het van minder belang of alle ketens 35 volledig correct zijn gevormd, d.w.z. of zij alle geheel geleidend zijn. Een gering percentage uitval kan worden geaccepteerd, omdat voor de uiteindelijke toepassingen toch vele ketens naast elkaar in groepen 5 tezamen zullen worden gebruikt. Een pixel (beeldpunt) gedefinieerd door geleiderpatroon 2, 2' bovenop de laag 7 in bijvoorbeeld de uitvoeringsvorm van figuur 3, zal in de praktijk met vele parallelle ketens 35 worden doorgegeven naar de liquid crystal laag 6.

Figuur 11 toont een derde werkwijze voor het maken van een laag 7. 10 Op een substraat 32 wordt op vooraf bepaalde plaatsen een patroon gedrukt van een vloeistof die bestaat uit een matrixmateriaal met oplosmiddel en een geleider-additief 34. De daarvoor gebruikte materialen kunnen hetzelfde zijn als hierboven zijn genoemd onder verwijzing naar figuur 10. Aldus worden stippen gedrukt op een minimale afstand van 15 elkaar en met een minimale doorsnede. De stippen worden gedroogd door het verdampen van het oplosmiddel. Hierbij kan bijvoorbeeld extra warmte worden toegevoerd. Na het drogen zijn de stippen geheel geleidend. Hier wordt dus geen gebruik gemaakt van een extern elektrisch veld.

Vervolgens wordt de tussenruimte tussen de stippen opgevuld met een 20 isolatiemateriaal 36. Daarvoor kan bijvoorbeeld polycarbonaat worden gebruikt. Ook dit kan met bekende druktechnieken worden gedaan. Vervolgens wordt dit isolatiemateriaal ook gedroogd. Op het substraat 32 ontstaat aldus de gewenste laag 7, die van de drager 32 kan worden verwijderd met behulp van elke bekende techniek. Ook met de werkwijze volgens figuur 11 25 kunnen de doorsneden van de kanaaltjes 21 en hun onderlinge afstanden zeer klein worden gemaakt.

De volgens de hierboven geschetste werkwijzen verkregen laag 7 kan niet alleen worden toegepast voor de hierboven beschreven inrichtingen. Als de laag 7 voldoende dikte heeft, is deze stevig genoeg om los te 30 worden verhandeld en kan deze, zoals weergegeven in figuur 12, bijvoorbeeld ook worden gebruikt als substraat voor elektronische componenten, zoals chips 41. Dergelijke componenten kunnen dan aan weerszijden van het substraat worden aangebracht en via de geleidende kanaaltjes 21 en via op het substraat aangebrachte geleiderpatronen 42 op gewenste posi-35 ties onderling worden doorverbonden. Chips 41 kunnen met hun aansluitingen 43 via een geleidende pasta, die na aanbrengen wordt uitgehard, op de laag 7 of op de geleiderpatronen 42 worden bevestigd.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn, dat de hierboven gege- 1 0 5 6 0 2 15 ven beschrijving slechts bij wijze van voorbeeld is gegeven en dat de beschermingsomvang van de uitvinding slechts wordt beperkt door de definitie van de conclusies.

1006302

Claims (19)

1 Ofj n :j ? vooraf geselecteerde geleiders van de ene (7) van de genoemde tweede en derde lagen zijn verbonden.

1. Inrichting voor het weergeven van informatie, omvattende tenminste: een eerste laag (6; 8; 11) die zich in een vlak uitstrekt en be- 5 staat uit een materiaal waarvan de optische eigenschappen onder invloed van een externe elektrische besturing zodanig veranderen, dat ofwel de transparantie van met de elektrische besturing geselecteerde gedeelten van de eerste laag voor daarop vallend licht verandert ofwel met de elektrische besturing geselecteerde ge- 10 deelten van de eerste laag licht uitzenden; - een tweede en een derde laag (7, 7'; 7, 10) die zich althans nagenoeg parallel aan het vlak uitstrekken, zich aan weerszijden van de eerste laag (6; 8; 11) bevinden en de inrichting een bepaalde gewenste stevigheid verschaffen; 15 met het kenmerk, dat tenminste een {7) van de tweede en derde lagen is voorzien van elektrisch geleidende kanalen (21) met een geleidbaarheid uitsluitend in een richting loodrecht op het vlak.

2. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de eerste laag 20 een liquid crystal laag (6) is voorzien van afstandhouders (5) en dat zich tussen de ene (7) van de genoemde tweede en derde lagen en de eerste laag (6) een vierde laag (4) bevindt die is gemaakt van een elektrisch isolerend materiaal.

3. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de eerste laag een liquid crystal folie (8) is en dat zich tussen de ene (7) van de genoemde tweede en derde lagen en de eerste laag (8) een vierde laag (4) bevindt die is gemaakt van een elektrisch isolerend materiaal.

4. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de eerste laag een onder invloed van een elektrische stroom licht emitterende laag (11) is.

5. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies met het ken- 35 merk, dat op de ene (7) van de genoemde tweede en derde lagen aan de van de eerste laag afgekeerde zijde een vijfde laag (2) is aangebracht, die is voorzien van een vooraf bepaald patroon van elektrische geleiders parallel aan het vlak, welke geleiders op vooraf bepaalde punten met

6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies met het ken-5 merk, dat ook het patroon van elektrische geleiders van de andere (7') van de genoemde tweede en derde lagen zodanig is, dat de elektrische geleidbaarheid daarvan uitsluitend in een richting loodrecht op het vlak is.

7. Inrichting volgens conclusie 6 met het kenmerk, dat zich tussen de andere (7') van de genoemde tweede en derde lagen en de eerste laag een zesde laag (4') bevindt die is gemaakt van een elektrisch isolerend materiaal.

8. Inrichting volgens een van de conclusies 6 of 7 met het kenmerk, dat op de andere (7') van de genoemde tweede en derde lagen aan de van de eerste laag afgekeerde zijde een zevende laag (2') is aangebracht, die is voorzien van een vooraf bepaald patroon van elektrische geleiders parallel aan het vlak, welke geleiders op vooraf bepaalde punten met 20 vooraf geselecteerde geleiders van de andere (7') van de genoemde tweede en derde lagen zijn verbonden.

9. Inrichting volgens een van de conclusies 1 t/m 4 met het kenmerk, dat op de ene (7) van de genoemde tweede en derde lagen een achtste laag 25 (9) is aangebracht die is gemaakt van fotogeleidend materiaal en op de achtste laag (9) een negende laag (10) is aangebracht die is gemaakt van transparant, elektrisch geleidend materiaal.

10. Inrichting volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat ook het patroon 30 van elektrische geleiders van de andere (7') van de genoemde tweede en derde lagen zodanig is, dat de elektrische geleidbaarheid daarvan uitsluitend in een richting loodrecht op het vlak is.

11. Inrichting volgens conclusie 10 met het kenmerk, dat zich tussen de 35 andere (7') van de genoemde tweede en derde lagen en de eerste laag een zesde laag (4') bevindt die is gemaakt van een elektrisch isolerend materiaal. 'i r' '' i D O

12. Inrichting volgens een van de conclusies 9 t/m 11 met het kenmerk, dat deze voorts is voorzien van een lichtbron, bijvoorbeeld een laser (12), voor het genereren van een lichtbundel voor het belichten van vooraf bepaalde locaties van de achtste laag (9). 5

13. Gebruik van een inrichting volgens conclusie 12 voor het vervaardigen van een masker voor fotolithografische doeleinden.

14. Gebruik van het masker volgens conclusie 13 in een fotolithogra-10 fisch proces.

15. Inrichting volgens een van de conclusies 1 t/m 3 of 5 t/m 8 met het kenmerk, dat aan de zijde van de inrichting waar zich de andere (7'; 10’) van de tweede en derde lagen bevindt een lichtgevoelige laag (52) 15 is aangebracht.

16. Werkwijze voor het vervaardigen van een laag (7; 7’) die zich in een vlak uitstrekt en is voorzien van een zodanig patroon van elektrische geleiders, dat de elektrische geleidbaarheid daarvan uitsluitend in 20 een richting loodrecht op het vlak is, omvattende de volgende stappen: a. het parallel aan elkaar plaatsen van diverse kabels ieder voorzien van een geleider (21) en een transparante, isolerende buitenmantel (20); b. het samenpersen van de diverse kabels met een bindmiddel dat de 25 buitenmantels met elkaar verbindt; c. het snijden van plakken uit de samengeperste kabels in een richting loodrecht op de lengterichting van de geleiders (21).

17. Werkwijze voor het vervaardigen van een laag (7; 7’) die zich in 30 een vlak uitstrekt en is voorzien van een zodanig patroon van elektrische geleiders, dat de elektrische geleidbaarheid daarvan uitsluitend in een richting loodrecht op het vlak is, omvattende de volgende stappen: a. het aanbrengen van een matrixmateriaal (31) met oplosmiddel en een geleider-additief (34) op een substraat (32); 35 b. het aanleggen van een elektrisch veld loodrecht op het substraat en het althans nagenoeg gelijktijdig verdampen van het oplosmiddel, zodanig dat het matrixmateriaal (31) een vaste structuur krijgt en het geleider-additief (34) geleidende molecuulstructuren vormt in .:63 02 een richting althans nagenoeg parallel aan het elektrische veld; c. het verwijderen van het substraat (32).

18. Werkwijze voor het vervaardigen van een laag (7; 7') die zich in 5 een vlak uitstrekt en is voorzien van een zodanig patroon van elektrische geleiders, dat de elektrische geleidbaarheid daarvan uitsluitend in een richting loodrecht op het vlak is, omvattende de volgende stappen: a. het drukken van een matrixmateriaal (31) met oplosmiddel en een ge-leider-additief (34) op voorafbepaalde locaties van een substraat 10 (32); b. het verdampen van het oplosmiddel, zodanig dat het matrixmateriaal (31) een elektrisch geleidende, vaste structuur krijgt; c. het drukken van isolatiemateriaal (36) met een verder oplosmiddel op het substraat (32) op buiten de voorafbepaalde locaties gelegen 15 locaties; d. het verdampen van het verdere oplosmiddel, zodanig dat het isolatiemateriaal (36) een elektrisch geleidende, vaste structuur krijgt; e. het verwijderen van het substraat (32). 20

19. Inrichting voor het weergeven van informatie, omvattende tenminste: een eerste laag (6; 8) die zich in een vlak uitstrekt en bestaat uit een materiaal waarvan de optische eigenschappen onder invloed van een externe elektrische besturing zodanig veranderen, dat de 25 transparantie van met de elektrische besturing geselecteerde ge deelten van de eerste laag voor daarop vallend licht verandert; een tweede, zich op de eerste laag bevindende laag (4), die is gemaakt van elektrisch isolerend materiaal; met het kenmerk, dat op de tweede laag (4) een derde laag (9) is aange- 30 bracht die is gemaakt van fotogeleidend materiaal en op de derde laag (9) een vierde laag (10) is aangebracht die is gemaakt van transparant, elektrisch geleidend materiaal. iv. 5302