DE3105981A1

DE3105981A1 - Fluessigkristallanzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE3105981A1
Application number: DE19813105981
Authority: DE
Inventors: Fumiaki Yamatokoriyama Nara Funada; Toshiaki Tenri Nara Takamatsu; Hiroshi Wakayama Uede; Tomio Nara Wada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1980-02-18
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1981-11-26
Also published as: DE3105981C2; GB2070309A; JPS56116011A; GB2070309B; US4474432A

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung und insbesondere eine Struktur eines optischen Anzeigepaneels, wie ein Flüssigkristall-Anzeigepaneel bzw. eine Flüssigkristallanzeigeplatte.
In der deutschen Patentanmeldung P 30 35 268.2 wurde bereits eine Flüssigkristall-Anzeigematrix, wie ein Flüssigkristall-Anzeigepaneel, mit verbesserten Anschlußelementen vorgeschlagen. Auf diese Patentanmeldung sei hiermit ausdrücklich Bezug genommen. Der Zweck dieser jüngeren Entwicklung besteht darin, das Elektrodenanschlußschema leicht herstellbar und leicht anwendbar zu machen, wobei dieses Anschlußschema eine große Anzahl von Anschlüssen umfaßt, mit denen eine optische Zelle, wie eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung mit einer Stromversorgung verbunden wird.
Die herkömmlichen Elektrodenanschlüsse, wie sie auch in der obigen deutschen Patentanmeldung beschrieben sind, vermögen jedoch nicht voll zu befriedigen, insbesondere im Hinblick auf eine geringe Masse der optischen Zelle und eine geringe Dicke dieser Zelle.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte Flüssigkristallanzeigeeinrichtung oder ein verbessertes Flüssigkristall-Anzeigepaneel anzugeben, die bzw. das eine große Vielzahl von Anschlüssen aufweist und dennoch sehr kompakt und sehr dünn ist.
Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung, mit dem auch die oben angesprochene Aufgabe gelöst wird, besteht darin, mindestens ein Substrat einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung bzw. eines Flüssigkristall-Anzeigepaneels aus einer transparenten Folie aus einer hochpolymeren Verbindung zu bilden. Dabei ist die Folie aus dem transparenten Hochpolymeren derart von 'dem die eigentliche Flüssigkristallanzeigeeinrichtung bildenden Abschnitt oder Bereich verlängert, daß sich auch ein Abschnitt oder ein Bereich ergibt, der die Halbleiter-Schaltungselemente trägt. Auf der transparenten Folie aus der hochpolymeren Verbindung sind in dem Abschnitt, der den eigentlichen Anzeigebereich darstellt, Elektroden für das Flüssigkristall-Anzeigepaneel angeordnet und elektrisch über Schaltungsmuster, die direkt auf der transparenten Folie aus der hochpolymeren Verbindung ausgebildet sind, mit den Halbleiter-Schaltungselementen verbunden.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung bzw. ein Flüssigkristall-Anzebyepaneel, das gekennzeichnet ist durch eine transparente Folie mit einem ersten Abschnitt oder Bereich, der ein erstes Substrat einer Flüssigkristallanzeigezelle darstellt, und einen außerhalb dieses ersten Abschnittes oder Bereichs liegenden zweiten Abschnitt oder Bereich; erste Elektroden, die in dem ersten Abschnitt bzw. Bereich auf der transparenten Folie ausgebildet sind und als Erregerelektroden bzw. Treiberelektroden der Flüssigkristallanzeigezelle wirken; Schaltungsmuster, die in dem zweiten Abschnitt bzw. Bereich auf der transparenten Folie ausgebildet sind und mit den ersten Elektroden elektrisch verbunden sind; ein transparentes Gegensubstrat, das dem ersten Abschnitt bzw. Bereich der transparenten Folie gegenüberliegt; zweite Elektroden, die auf dem transparenten Gegensubstrat ausgebildet sind und zusammen mit den ersten Elektroden als Erregerelektroden oder Treiberelektroden der Flüssigkristallanzeigezelle wirken; ein Flüssigkristallmaterial bzw. eine Flüssigkristallzubereitung, das bzw. die zwischen der transparenten Folie und dem transparenten Gegensubstrat angeordnet ist; Dichtungseinrichtungen oder -elemente zum hermetischen Einschließen des Flüssigkristallmaterials in dem ersten Abschnitt bzw. Bereich; und mindestens ein Halbleiter-Schaltungselement, das auf dem zweiten Abschnitt bzw. Bereich der transparenten Folie montiert und mit den Schaltungsmustern elektrisch verbunden ist.
Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen optischen Anzeigeeinrichtung, wie des beanspruchten Flüssigkristallanzeigepaneels, Fig. 2 eine Schnittansicht, die eine Stufe des Verfahrens zur Herstellung der in der Fig. 1 dargestellten Paneelanordnung wiedergibt; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anzeigeeinrichtung; und Fig. 4 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen optischen Anzeigepaneels bzw. der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung.
Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt die erfindungsgema"ße Flüssigkristallanzeigeeinrichtung eine Folie 21 aus einer hochpolymeren Verbindung, wie eine Polyäthylenterephthalat-Folie (beispielsweise eine Folie der Bezeichnung "DIAFOIL" der Firma Mitsubishi Plastic Industries Ltd.), eine Polycarbonat-Folie (wie sie beispielsweise von der Firma Toray Industries Company hergestellt wird), eine Polyvinylidenfluorid-Folie (wie sie beispielsweise von der Firma Asahi Glass Co., Ltd. hergestellt wird) oder eine Tetrafluoräthylen/Hexafluorpropylen-Copolymerfolie (wie sie beispielsweise von der Firma Asahi Glass Co., Ltd. hergestellt wird). Die aus diesen hochpolymeren Verbindungen hergestellten Folien sind transparent, flexibel, besitzen die erforderliche Festigkeit und sind thermisch stabil.
Die Folie trägt ein optisches Anzeigepaneel, wie ein Flüssigkristallanzeigepaneel bzw. eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung des Matrix-Typs, sowie eine dafür geeignete Treiberschaltung.
Die Fig. 2 verdeutlicht einen Herstellungsschritt des Verfahrens zur Herstellung der in der Fig. 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 1 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 (In203), ausgebildet werden. Nach dem Auftrag einer isolierenden Schicht, wie einer SiO2-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 Schaltkreise (IC) umfaßt, dient ein Schaltungsmuster 22. Zu seiner Bildung wird eine geeignete leitende überzugsmasse durch Siebdruck oder dergleichen auf die Folie 21 aufgetragen. Die in dieser Weise aufgetragene Überzugsschicht wird unter Bildung des Schaltungsmusters 22 getrocknet. Beispiele für bevorzugte leitende Überzugsmassen sind Mischungen aus den folgenden Substanzen: 1. Metallische oder nichtmetallische leitende Materialien, wie Silber, Gold oder Kohlenstoff in Pulverform.
2. Bindemittel: 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, Äthylenglykol, Glycerin, Butylacetat, Cellosolve (Äthylenglykoläther) und Cellosolveacetat (Äthylglykolacetat).
Im allgemeinen verwendet man als leitendes Material 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 gegenüber liegenden 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 Flüssigkristallanzeigezelle.
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 Flüssigkristallmischung 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 erreichen, kann man pulverförmige Glasfaserteilchen in dem Anzeigebereich des Hohlraums anordnen. Nach ihrer Entfernung wird die Flüssigkristallmischung 7 durch Vakuuminjektion eingeführt. Wenn die Gefahr besteht, daß die Schicht, die die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle bewirkt, beim Aufdrucken des Schaltungsmusters 22 mechanisch entfernt oder beschädigt werden kann, kann es erforderlich sein, insbesondere auf der zum Zwecke der Orientierung behandelten Schicht einen Schutzüberzug aufzubringen (beispielsweise aus dem Material "SILITECT" der Firma Controlyne Inc.), oder einen geeigneten Film auf dem Anzeigebereich der Anzeigeeinrichtung 1 anzuordnen. Diese Schutzschichten oder Schutzüberzüge sollten nach dem Aufdrucken des Schaltungsmusters 22 wieder entfernt werden.
Anstelle der oben angegebenen Verfahrensmaßnahmen 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 Flüssigkristallmoleküle verursachende Behandlung durchzuführen und schließlich das Schaltuhgsmuster 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 Fig. 2 nachstehend erläutert wird, mit dem auf der Folie 21 angeorndeten 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 dem Schaltungsmuster 22 wird mit Hilfe des in dem Schaltungsmuster enthaltenen Harzes erreicht, so daß diese Anschlüsse gut an dem Schaltungsmuster 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 bzw. der Flüssigkristallenzeigeeinrichtung 1 wirkt, und daß wegen der Flexibilität der Folie 21 das Anzeigepaneel 1 und die Treiberschaltungseinheit 13 durch U-förmiges Falten der Folie 21 einander gegenüber zu liegen kommen. In dieser Weise gelingt es, die gesamte Anzeigeeinrichtung dünn und kompakt auszulegen, indem das Schaltungsmuster oder Verdrahtungsmuster 22 aus einer leitenden Überzugsschicht besteht.
Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigepaneels. Bei dieser Ausführungsform ist 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 der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung 1 des 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 Überzug 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 Chloroprenkautschuk 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 Máterial ein mehrschichtiges Schaltungsmuster oder Verdrahtungsmuster ausbilden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung wird die transparente Folie 21 aus der hochpolymeren Verbindung als Vordersubstrat der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung bzw. des Flüssigkristall-Anzeigepaneels verwendet. Es besteht daher die Möglichkeit, daß wegen des Zusammenwirkens der Folie und der sie einschließenden Polarisatoren ein Interferenzfarbmuster auftreten kann. Natürlich beobachtet man solche Interferenzen nicht bei Flüssigkristallanzeigeeinrichtungen, die nach dem dynamischen Streuprinzip arbeiten, bei dem keine Polarisatoren verwendet werden.
Die Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, gemäß der das Auftreten des Interferenzfarbmusters weitgehend verhindert wird. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform wird das Foliensubstrat 21 zwischen den Polarisatoren 2-und 2' abgerundet, so daß sich vier Richtungen 31 ergeben, in denen die Interferenz kaum zu beobachten ist. Wenn die Richtung 31 parallel zu der Polarisationsrichtung der Polarisatoren verläuft, kann das Interferenzfarbmuster nicht auftreten.
Leerseite

Claims

Flüssigkristallanzeigeeinrichtung Patentansprüche Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, 9 e k e n n -eichnet durch eine transparente Folie (21) mit einem ersten Abschnitt, der ein erstes Substrat einer Flüssigkeitsanzeigezelle darstellt, und einem außerhalb dieses ersten Abschnitts liegenden zweiten Abschnitt; erste Elektroden (6), die in dem ersten Abschnitt auf der transparenten Folie (21) ausgebildet sind und als Erreger- elektroden der Flüssigkristallanzeigezelle wirken; Schaltungsmuster (22), die in dem zweiten Abschnitt auf der transparenten Folie (21) ausgebildet sind und mit den ersten Elektroden (6) elektrisch verbunden sind; ein transparentes Gegensubstrat (26), das dem ersten Abschnitt der transparenten Folie (21) gegenüberliegt; zweite Elektroden (6'), die auf dem transparenten Gegensubstrat (26) ausgebildet sind und zusammen mit den ersten Elektroden (6) als Erregerelektroden der Flüssigkristallanzeigezelle wirken; ein Flüssigkristallmaterial (7), das zwischen die transparente Folie (21) und das transparente Gegensubstrat (26) eingebracht ist; Dichtungseinrichtungen (4) zum hermetischen Einschließen des Flüssigkristallmaterials (7) in dem ersten Abschnitt; und mindestens ein Halbleiter-Schaltungselement (15), das auf dem zweiten Abschnitt der transparenten Folie (21) montiert und mit den Schaltungsmustern (22) elektrisch verbunden ist.
2. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die transparente Folie (21) aus einer hochpolymeren Verbindung besteht.
3. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schaltungsmuster (22) aus einem ein thermoplastisches Harz enthaltenden leitenden Überzug bestehen.
4. Flussigkristallanzeigeeinrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die ersten Elektroden (6) und die zweiten Elektroden (6') transparente Elektroden sind.
5. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Flüssigkristallanzeigezelle eine Flüssigkristallanzeigezelle des Matrix-Typs ist.
6. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die ersten Elektroden (6) als Spaltenelektroden und die zweiten Elektroden (6') als Zeilenelektroden der Flüssigkristallanzeigezelle des Matrix-Typs wirken.
7. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Halbleiter-Schaltungselemente (15) ein Treibersignal zum Erregen der ersten Elektroden (6) abgeben.