其表面垂直方向上具有單向導電性的基片、包括這類基片的裝置和製造這類基片的方法
2023-12-07 21:37:26
專利名稱：其表面垂直方向上具有單向導電性的基片、包括這類基片的裝置和製造這類基片的方法
技術領域：
本發明涉及一種基片，該基片包括第一表面和與第一表面平行的第二表面，該基片用具有第一電導率的材料製成，其中有多個導電通道，這些通道只伸展在與第一表面和第二表面垂直的方向上，所述通道具有遠遠大於第一電導率的第二電導率，該基片在第一表面和第二表面中任一表面上有至少一個電極，該至少一個電極與所述通道中至少一個通道接觸。
這類裝置可見WO-A-96/0485，其中公開了一種LCD，LCD單元基片的外表面上沉積有薄膜電晶體和薄膜二極體之類電子元件的一活性基料。
應該看到，就本發明目的來說，語句＂只在與...垂直的方向上＂不計所使用加工工藝必然造成的偏差。此外，第一與第二電導率至少相差1000倍，但最好相差得更多，例如105倍。
美國專利說明書4,613,351說明了一種玻璃材料，其中，在預定方向上施加導電徑跡。這些徑跡用來折射和檢測波長在小於0.1μm和1mm之間的電磁輻射。
美國專利說明書5,438,223說明了一種把一絕緣層與一導電材料之間的分界面連接在一起的鉚接裝置。導電部件施加在橫穿該層的孔中後熱鉚接。
日本專利申請JP-A-08/143677通過在一電極上沉積氣體材料生成一片材。在與該片材表面垂直方向上的電導率遠遠大於與該片材表面平行方向上的電導率。但是，在與該表面垂直方向上的電導率約為10-6S/cm，該電導率很低，屬於半導體範圍。
美國專利說明書5,272,217揭示在一片材中使用各向異性聚合物。與聚合物片材表面平行方向上的電導率比在與片材垂直方向上的電導率高得多。所使用的聚合物之一為四硫代並四苯複合物(TSeT)。使用了＂堆垛取向＂，即尺寸極小的元件頭對尾地群聚。
美國專利說明書5,556,706也說明了在與一聚合物片材表面平行方向上頭對尾取向的尺寸非常小的粒子。該片材通過把一氣體材料沉積在一電極上製成。在這裡，製成的片材也是在與片材表面平行方向上的電導率比在與該表面垂直方向上的電導率大。
美國專利說明書5,229,635說明了在電場影響下使非常小元件頭對尾取向的一種裝置和方法。所述專利說明書的目的是在一與片材表面平行的預定方向上獲得電導率。用該片材可把入射光轉換成電力。
日本專利申請08/007658說明了一種粘合薄膜，其中有導電微粒。使用前，該薄膜由於導電微粒不互相接觸而不導電。用該薄膜連接一IC的管腳與一基片。由於IC的管腳緊壓在基片方向上，因此在IC的管腳與該薄膜中的導電微粒之間形成電連接。由於管腳在基片上壓得足夠緊，因此在管腳與基片上的預定導電徑跡之間形成電連接。在沒有IC管腳的部位上，薄膜保持不導電。同樣的粘合薄膜可見美國專利說明書5,213,715和日本專利申請57/111366和05/011265。
圖1簡示出一現有LCD的結構。三層中的中央層3為光導層。其兩邊上為控制層2、2′。控制層2、2′必須儘可能靠近光導層3。基本上有兩種光導層在電場影響下自動取向的液晶和在電流影響下發光的發光層。發光層工作時消耗功率，而液晶只為取向消耗能量。發光材料舉例說有發光二極體、雷射二極體和場致發光材料。
在使用偏振光時實際中還需要偏振濾波器。所述偏振濾波器和任何其他矯正濾波器因對本發明來說無關緊要而不再贅述。但是，必要時可使用之。
如圖2所示，光導層3一般包括三層4、6、4′。此外，控制層2、2′外表面上有支撐層1、1′。中央層6為一液晶層，該液晶層中有等距或不等距的襯墊5，以便使兩絕緣層4、4′之間保持預定距離。絕緣層4、4′的主要作用是便於液晶在同一方向上取向。此外，它們的一個重要作用是防止導電圖案2、2′中的錫和銦之類的離子的遷移造成液晶汙染。最後，層4、4′還起絕緣作用。
控制層2、2′包括例如透明材料，該透明材料中有比方說同樣透明的平行導體的圖案。控制層2中的平行導體例如與控制層2′中的透明、平行導體垂直。使用這種樣式，可在與液晶層6垂直方向或成一角度的方向上生成電場，從而使液晶層6中的晶體自動取向。在發生這種情況的部位，入射光無法穿透液晶層6。
在圖2所示LCD現有結構中，控制層2、2′位於支撐層1、1′內部。這種LCD其上必須有支撐層才能運輸。沒有支撐層1、1′，該LCD結構容易損壞。因此，LCD製成後控制層2、2′無法改動和/或矯正。
此外，在施加控制層2、2′前，無法檢查液晶層6的工作是否正確。
此外，現有結構的LCD的生產量很低。百分比很高、有時高達70％以上的LCD不符合要求而不得不報廢。
絕緣層4、4′材料水平取向的標準方法為所謂的＂摩擦＂處理。但是，由於現有結構中的控制層2、2′在施加絕緣層4、4′後施加，因此在摩擦過程中極有可能損壞所述控制層2、2』。靜電釋放和其他類型的損壞都會造成控制層損壞。
控制層2、2′一般由氧化銦/錫結構和/或薄膜電晶體和/或金屬/絕緣/金屬結構和/或二極體構成。常把聚醯亞胺用作絕緣層4、4′。在施加述層時所使用的高溫也很可能使得薄膜電晶體、金屬/絕緣/金屬結構和/或二極體無法正常工作。
上述WO-A-96/04585所公開的、LCD單元基片外表面上有活性基料的裝置至少解決了現有LCD設計的一部分問題。但是，該現有LCD單元基片內表面上仍有由各透明電極構成的圖案。這些內部電極用薄導電引線與該表面外部的活性基料連接。每一內部電極只與一薄導電引線連接，但各薄導電引線還與LCD單元基片外表面上與該活性基料接觸的一系列導電引線之一連接。
還沒有人給出LCD基片中的薄導電引線的製作詳情。除了多掩膜步驟真空工藝，還沒有人給出其他生產方法。因此，所提出的WO-A-96/04585裝置生產方法必然包括經LCD基片正確對齊薄導電引線與內部透明電極和外部導電引線的極困難對齊步驟。特別是，把LCD基片外表面上沒有活性基料、聽由用戶按照他的需要在LCD基片外表面上加上活性基料的未完成LCD送到用戶手上不說是不可能、也似乎是很困難的。不花費額外成本，用戶無法按照他自己的需要施加經基片與薄導電引線正確對齊的活性基料。
本發明的主要目的是提供一種具有至少一個電極的基片，該基片有與其表面垂直的電引線，以便無需複雜的對齊工序就可在至少一個電引線與該電極之間實現電連接。
為此，本文開頭所述那種基片的特徵在於，至少一個電極在與基片接觸區有一預定最小尺寸，多個通道的兩兩相鄰的通道之間的間距小於所述至少一個電極的所述最小尺寸。從而，該至少一個電極不管在什麼部位接觸基片，總接觸至少一個通道。這大大減輕了對齊問題。
最好是，該間距至多比至少一個電極的最小尺寸小2倍。
更好是，該間距至多比至少一個電極的最小尺寸小10倍。
這些導電通道在基片中可等距分布，也可隨機分布。
在一實施例中，該間距小於3.5μm。
本發明的另一個目的是提供一種信息顯示裝置、例如LCD，在送到用戶手上時基片上不必有控制層圖案，從而用戶可在自己想要的部位加上控制層圖案而不過分增加費用和複雜性。
本發明的另一個目的是提高這種裝置的產量。
為此，本發明還涉及信息顯示裝置，至少包括第一層，它伸展在一平面中，其製作材料的光學特性在一外部電控制裝置的影響下改變，從而或是用第一層的電控制裝置選擇的各部分對入射其上的光的透明性改變或是用第一層的電控制裝置選擇的各部分發光；第一層兩面上與該平面平行伸展的第二和第三層，用來賦予該裝置所需剛性，第二層和第三層中至少一層有至少一個電極和只在與該平面垂直方向上導電的導電通道，所述至少一個電極與所述通道中至少一個通道電接觸。
其特徵在於，所述至少一個電極在與第二層和第三層中所述至少一層的接觸區中有一預定最小尺寸，多個通道的兩兩相鄰通道之間的間距小於所述至少一個電極的所述最小尺寸。
這種結構的剛性足以送到用戶手中而不會損壞，其上不必已有最終導體圖案。用戶本人可在第二和/或第三層外表面上加上導體圖案。第二和/或第三層中的導電通道然後確保其位置由導體圖案決定的電壓和/電流傳送到第一層上。小通道越細、它們靠得越近，解析度就越高。
另一個優點是，如導體圖案不正確地加到如此形成的結構上，可方便地取下所述圖案而不必報廢整個裝置，取下的圖案可再次使用。這大大提高了產量。
本發明裝置可為一LCD的一個組件，其中，第一層為其中有襯墊的一液晶層，所述第二和/或第三層與第一層之間有一由電絕緣材料製成的第四層。所述液晶層根據不同應用可為向列型或層列型。向列型液晶層為了具有記憶功能須連續驅動。這需要使用合適電子元件，例如金屬/絕緣/金屬結構、薄膜電晶體、二極體和導體。層列型液晶層天然有記憶功能。
作為一種替代方案，這種LCD可把其中彌散有聚合物的液晶層用作第一層，用電絕緣材料製成的第四層位於所述第二和/或第三層與第一層之間。
作為另一種替代方案，本發明裝置可設計成第一層在電流的影響下發光。
按照本發明主權利要求和上述替代方案製成的裝置然後形成一未完成材料板，用戶然後可按照不同使用情況加上所需導電徑跡和電子元件。這種未完成裝置因此可作為一種標準件而用於不同場合。這提高了使用靈活性。
在某些應用場合下，不僅第二和第三層中的所述層、而且另一層中的導電圖案也使得這些導體只在與該平面垂直的方向上導電。
在本發明裝置的實施例之一中，所述第二和第三層中所述層上有一光電導層，該光電導層的外表面上有一透明導電層。這種裝置可用作電子紙。
在上述裝置的情況下，可用一光源、例如一雷射器生成的光束照射在該光電導層的預定部位上。這種裝置形成一雷射光束顯示器。
其光電導層上有透明導電層的上述裝置可與一雷射器一起用來製作用於光刻的一掩模。這種掩模的優點是，不必改變該裝置的位置總可再次形成透光或不透光的部位。這種掩模因此適合在光刻工藝中使用，因為由於掩模不移動，因此精度提高。
在本發明該裝置第二和第三層中另一層所在一邊上加上一感光層即可方便地在表面之一上生成彩色。可用曝光工序和化學顯影工序方便地形成該層必須保持彩色層的位置和該層必須除去的位置。
權利要求22-26非遍舉地限定在一平面中伸展、其中有隻伸展在與該平面垂直方向上的導體圖案的一材料層的製作方法。
下面結合附圖詳述本發明，這些附圖只例示出本發明，並不限制其保護範圍。
圖1為一現有LCD的示意圖；圖2詳細示出一現有LCD的層次結構；圖3示出具有本發明層次結構的一LCD；圖4為圖3層次結構的一種替代結構；圖5示出在本發明裝置中加上一發光層；圖6a和6b示出本發明裝置另兩個實施例，它們可用作電子紙，也可用作雷射光束顯示器；圖7示出其上有一彩色層的本發明裝置；圖8a、8b、和8c簡示出一電極和其中有導體圖案的一層的結構，這些導體只伸展在與該層表面垂直的方向上；圖9a、9b、9c、10和11例示出製作圖8a-8c所示一層的各種方法；圖12示出把圖8a-8c所示一層用作印刷電路板。
圖3示出本發明一LCD。在圖3所示層次結構中，控制層2、2′不直接貼在絕緣層4、4′上，而是它們中間另有一層7、7′。所述另一層用其中的導體方向只與層7、7′的表面垂直的一種材料製成。圖8a和8b簡示出這一層7。因此，層7由其中有小導電通道21的絕緣材料20構成，這些通道只伸展在與該層表面垂直的方向上。絕緣層20和小導電通道21最好都透明。小通道21和小通道之間的間距決定著使用層7的裝置的解析度。
圖8a為具有通道21的絕緣層20和一在預定部位與該層20連接的電極42的立體圖。圖8B示出在預定部位上的電極42。電極42可呈任何所需形狀。但是，按照本發明，電極42的尺寸與相鄰通道21之間的間距須滿足下述關係不管電極42在何處接觸層20，它總接觸至少一個通道21。這大大減輕了對齊問題。
當電極42呈圖8a所示長度為L、寬度為D、L大於D的長方形時，如相鄰通道21之間的間距小於D，這一條件得到滿足。為確保在電極42與至少一個通道21之間建立起良好的電接觸，該間距最好至多為1/2D。更好是，該間距至多為1/10D。
在圖3所示結構中，層7確保支撐，該支撐在圖2所示結構中由層1提供。換句話說，在圖3所示結構中，控制層2、2′位於該裝置外部。因此控制層2，2′在絕緣層4、4′之後貼上。因此在貼絕緣層4、4′過程中的高溫和由絕緣層4、4′的＂摩擦＂工序造成的靜電高壓對控制層2、2′不再有任何影響。
控制層2內的導電圖案的電極與層7中的小通道21連接。
圖8c也示出這一點。圖8c為其中有導電通道21的絕緣層20位於液晶層6上方的剖面圖。如圖所示，通道21之間的間距遠小於電極42的尺寸D。加到電極42上的電壓垂直於液晶層6的方向傳到通道21在層7與層6之間交界面上的端頭部上。因此，在圖8c中＂A＂所示一區域中多個通道把電壓加到液晶層6上，從而形成某種虛擬電極。因此，在區域A無需使用其他電極把電壓加到液晶層6上。這便於液晶顯示裝置的製作。此外，液晶層6上需加電壓的部位只決定於電極42在層7外表面上的位置，這便於獲得所需解析度。實際上獲得的解析度決定於通道的數量和間距以及電極42的大小。
圖3所示裝置沒有控制層2、2′即可銷售。這種裝置因此只包括層7、4、6、4′、7′，但應用廣泛。用戶可通過控制層2、2′貼上符合他本人要求的導電圖案。
也可銷售只貼上層7、7′之一的結構件。此時比方說可不貼層7′。在層7′所在處，用戶可貼上他自己設計的透明導電圖案。
圖4示出這種未完成LCD結構的一種替代方案。圖4所示裝置用其中彌散有聚合物的液晶層8取代其中有襯墊5的液晶層6。
顯然可見，在圖4所示結構中兩層7、7′之一也可代之以完全導電的透明層。
圖3和4所示裝置或其上述變種的一面上可有一反光層，從而生成反光LCD。反光LCD的圖象更自然，人眼不易疲勞，在強光下優於現有視屏。此外，反光LCD的信息比透明LCD和/或發光LCD的信息更易為使用者吸收。
在圖5所示本發明裝置中，用發光層11取代其中有襯墊5的液晶層6或液晶層8。所述發光層11的特性是，其垂直於發光層11表面施加有電壓的部位發光。
圖5同時示出一未完成基本結構。用戶可按照他的需要在其上貼上控制層2、2′。兩層7、7′之一需要時也可代之以一完全透明和完全導電層。作為另一種替代方案，一反光層可貼在層7、7′外表面之一上，從而圖5所示裝置只有一面發光。
圖6a和6b示出可用作電子紙或雷射光束顯示器的裝置。
圖6a和6b所示裝置中與上述附圖中相同的部件用同一標號表示。層7上有一感光層9。感光層9的外表面上有一透明導電層10。
圖6a所示裝置的工作情況如下。該裝置上方的光13經導電層10照射到感光層9上。感光層9上受光照射的點變成導電。感光層9不受光照射的點保持絕緣。在起先受照射、然後又中斷的點，恢復絕緣狀態。因此層7中的導體21與導電層10之間是否電連接決定於感光層9。因此液晶顯示層6中的所需電場樣式也決定於在導電層10和層7′上所加電壓。如液晶層6為層列(鐵電)型，即使切斷電壓所記錄圖象也得到保留，因為層列LCD有記憶功能。如使用向列LCD，須用合適電子元件獲得記憶功能。
還可在圖6a所示裝置底面上加上一反光層。層7′本身也可用反光材料製成。層7′可代之以一完全導電層，該層可反光，也可透明。
該透明型式比方說可用作在空架投影儀的幻燈片中使用的透明性。
圖6a所示＂電子紙＂的優點是，重複上述順序即可記錄不同圖象。
圖6b示出圖6a所示裝置的一種替代方案。圖6a與圖6b層次結構之間的不同之處僅在於，在圖6b中，使用其中彌散有聚合物的液晶層8取代其中有襯墊5的液晶層6。
圖6a與圖6b之間的另一個差別是，圖6b中一雷射器12向感光層9發出一雷射光束14。由於雷射光束14可極細，因此用雷射器12可在感光層9中非常精確地記錄圖象。從而提高解析度。感光層9受雷射光束照射的點變成導電。感光層9不受雷射照射的點保持絕緣。從而與圖6a所示裝置一樣形成電子紙。
應該看到，在圖6a和6b所示裝置中，層7原則上可省略。雷射光束14在層9中穿出一通道，從而無需層7就可把電壓直接傳給層4。
使用雷射器12的圖6a或6b所示層次結構的一個有趣應用是一雷射光束顯示器。雷射器12發出的雷射光束14可在感光層9中專門記錄由各像點構成的圖象，這些像點在層10與層7′之間施加電壓的同時順序傳給液晶層6或其中彌散有聚合物的液晶層8。只要用雷射光束14在感光層9中重新記錄一像點後傳給液晶層6或其中彌散有聚合物的液晶層8，就可用新像點取代原先的像點。這種屏幕的解析度特別高，只受層7(或7′)中小通道21的橫截面及其間距的限制。
也可用發光層11取代其中有襯墊5的液晶層6和其中彌散有聚合物的液晶層8(未示出)。這種發光層可發出一種顏色的光。但是，作為一種替代方案，所述發光層也可構作成與現有彩色圖象管一樣顯示彩色圖象。
如此製成的顯示器的結構處處相同，因此對雷射光束的位置變動不敏感，而現有顯象管無法做到這一點。
這種雷射光束顯示器的解析度特別高。
圖6a和6b所示裝置極適合在光刻工藝中用作掩模。畢竟，可用雷射光束14在液晶層6或其中彌散有聚合物的液晶層8中形成由不透明和透明部分構成的圖案。如把其在液晶層6或其中彌散有聚合物的液晶層8中如此形成的圖案與某一光刻掩模的圖案相同的這樣一種裝置置於具有一光阻層的一半導體裝置上方，就可用不同光束照射所述光阻層。所述不同光束然後把記錄在層6或8中的圖案轉移到半導體上的光阻層上。所述光阻層然後如所公知地顯影和處理。使用一掩模可如此轉移到半導體裝置上的結構原則上不必改變位置。使用雷射光束14在感光層9中記錄一新圖案後在層10與7′之間施加正確電壓把它傳給層6、8即可方便地改變如此形成的掩模上的圖案。這樣，每次進行下一步光刻時就不必更換掩模。畢竟，在該裝置中，不必改變掩模的位置就可形成一新掩模。從而精度提高。
圖7示出一裝置，圖7中與上述附圖中相同的部件用同一標號表示。
該裝置的底層52為一感光蓋層。在層6、8中如上所述記錄由透光13和不透光13部分構成的一圖案。然後光13隻在層6、8的透光點照射感光蓋層52。從而層6、8中的圖案拷貝在感光蓋層52上。然後感光蓋層52可用公知化學方法顯影而生成該圖象的一拷貝。
蓋層52的未受照射部分可用選定蝕刻工藝除去。如所公知，也可用選定蝕刻工藝除去蓋層52的受照射部分。
也可在層52的已被除去的點上按需要加上一層或多層彩色層。此外，可如此加上金屬/絕緣體/金屬結構、薄膜電晶體、二極體和/或導體。
應該看到，在圖7所示結構中層7原則上也可省略。
圖9a和9b示出圖8a-8c所示一層的一種可能製作方法。
層7用一種材料製成，該材料有預定起始電導率。但是，用預定波長的輻射線照射該材料可大大改變該材料的電導率。
在第一步中，層7上覆蓋一掩膜23。該掩膜23上有對預定波長的輻射線不透明的多個部分24。然後用預定波長的輻射線22照射掩膜23和層7。輻射線22的照射方向與掩膜表面垂直。
層7受輻射線22照射的部分的電導率比起始電導率低得多，而不受照射部分21保持起始電導率。從而在掩膜23中形成合適大小和合適間距的部分24就可在層7中生成由所需寬度和間距的導電通道21構成的圖案。
在第一例中，把純PANi/CSA薄膜用作層7。用UV光22分別照射不同PANi/CSA薄膜1、2和14小時。起始薄膜的電導率為±40S/cm。這些薄膜分別照射1、2和14小時後分別獲得3、1和10-4的電導率。使用兩探針法測量薄膜的電導率。
這表明，可用UV照射獲得相當高的電導率各向異性。很可能的是，UV光把PANi/CSA轉變成非導電翠綠亞胺基。
還製作一測試層7，其中，部分24對UV光22透明，而掩膜23的其餘部分對UV光22不透明。因此，在該實驗中，通道21變成不導電。用AFM和SEM檢查如此獲得的樣本(由消蝕造成)的拓撲變化外觀。不用金塗層進行的SEM測量未見有拓撲凹凸，從而表明未發生嚴重消蝕。但是，AFM測量示出微小拓撲變化。這些變化見圖9b，該圖示出用UV光穿過一掩膜照射一PANi/CSA薄膜的一區域14小時的AFM圖象(接觸測量)，該掩膜中有直徑為±1μm、間距為3.5μm的孔。
在圖9b中可見到直徑與掩膜中的孔大致相同、呈淡灰色的小點25，其平均高度為50-100nm，很可能是由熱造成的表面隆起。為什麼在SEM測量中未見有這種小點，目前尚不明了。很可能是由於樣本頂面上沒有(生成電導率的)金塗層，因此非導電相的成像很差。圖9b中白色大點26是由產生自一金剛石割刀的玻璃粒子造成的，該金剛石割刀進行切割，以把樣本裝在一AFM樣本支架上。
第二實驗使用所謂的Zipperling的ORMECON漆。該複雜的漆系統基於在最好是p-二甲苯和其他助溶劑中彌散PANi/DBSA。在一玻璃板上以3500rpm的轉速旋鑄該漆的一薄膜。從而得到厚度約為100μm、電阻為7kΩ的一綠色薄膜。用一簡單的伏特計和兩點探針進行測量。很容易從玻璃表面剝下機械性能良好的一層薄膜。該薄膜用UV光照射1.5小時，使得顏色從綠色變成黑色/藍色。用簡單伏特計未測量到表面電阻，表面電導率大大下降，即電阻大於20MΩ。用汽化金接觸進行的電導率測量預計可獲得電導率精確值。
第三實驗也使用ORMECON漆。如下製作與圖3結構相似的結構。一薄電極加到一玻璃基片上。在該薄(鋁)電極上加上一層ORMECON漆，該ORMECON漆的圖案如上所述製成。在該ORMECON漆層上加上一具有襯墊和其中彌散有聚合物的液晶層。在該最後一層上加上一ITO。用一光學顯微鏡獲得該結構的圖象。圖9c示出所得結果。圖9c示出由一絕緣材料(深灰色)圍成的導電通道(淺灰色)的圖案。
上述初步結果表明，非導電PANi狀態的形成使用漆比使用PANi/CAS高效得多。漆與PANi/CAS之間的最重要差別是，漆DBSA用作摻雜劑。極可能是，UV光22破壞或汽化摻雜劑而生成非導電翠綠亞胺基，而不是破壞導電聚合物本身。
所使用的UV光的強度約為40mW/cm2。
圖10示出層7的另一種製作方法。
在基片32上加上含有溶劑的基料和導體添加劑34的混合物。在開始該方法時，該混合物呈液態。
該基料可比方說為聚碳酸酯。但是，本發明不限於使用聚碳酸酯。導體添加劑34比方說可為TSeT。但也可使用其他材料。
把該液體澆(″澆鑄″)到基片32上而生成一片材。使用與導電基片32相對的一電容板33在預定位置生成一與基片32表面垂直的電場。基片以圖10中箭頭方向移動，從而把液態基料31引入該電場中。
基料31中的溶劑然後蒸發，從而該結構變硬。可不使用自然固化，而比方說使用紫外線強行固化。也可使用兩部件固化。
在液態基料31中生成添加劑34的導電粒子，這些粒子在電場30的影響下，在最靠近電場負極一邊呈正電荷，在最靠近電場的正極一邊呈負電荷。因此，粒子34自動取向而形成頭尾接合的長鏈35。由於存在電場30，因此所述長鏈與電場平行。此外，由於所述長鏈之間相斥，因此長鏈35之間形成等距的間距。這最後生成大量互不連接的平行導體，從而在該層中生成通道21(見圖8)。從而在基片32上生成所需層7，該層可用任何公知方法從基片32上取下。長鏈35之間的距離決定於基料和導體添加劑之間的混合比。用作導電通道21的長鏈35的橫截面決定於所選擇的導體添加劑。由於長鏈在分子水平上生成，因此該橫截面可非常小。該間距也可非常小，以提高使用該層的裝置的解析度。由於長鏈35的橫截面及其間距非常小，因此所有長鏈35的形成是否完全正確、即所有長鏈是否全都導電就無關緊要。由於最後使用的是互相緊靠在一起的許多長鏈，有一小部分長鏈不導電也就沒有關係。比方說在圖3實施例中由層7頂面上的導電圖案形成的象素(像點)實際上由許多平行長鏈35傳到液晶層6。
圖11示出層7的第三種製作方法。由含有溶劑的基料和導體添加劑34構成的一液體的圖案印刷到基片32的預定點上。為此所使用材料可與結合圖19所述材料相同。這樣以最小間距和最小橫截面印刷點。溶劑的蒸發使得這些點乾燥。比方說可通過加熱使溶劑蒸發。乾燥後，這些點完全導電。因此在該例中，不使用外部電場。
然後用絕緣材料填滿點之間的間隙。為此例如可使用聚碳酸酯。也可使用公知的印刷方法做到這一點。所述絕緣材料然後也乾燥。這樣就在基片32上生成可用任何公知方法從基片32上取下的層7。圖11所示方法也生成橫截面和間距非常小的通道21。
用上述各方法獲得的層7不但可用於上述裝置。如層7足夠厚，它的剛性足以獨立使用，如圖12所示，它也比方說可用作晶片41之類電子元件的基片。然後可把這類電子元件加到基片的任一面上後用小導電通道21和加到該基片上的導體圖案42互連。具有端頭43的晶片41可用塗後固化的導電膠裝到層7上或導體圖案42上。
本領域普通技術人員不難看出，上述說明只是例示性的，本發明保護範圍只受各權利要求的定義的限制。
權利要求
1.基片(7；7′；10)，該基片包括第一表面和與第一表面平行的第二表面，該基片用具有第一電導率的材料製成，其中有多個導電通道(21)，這些通道只伸展在與第一表面和第二表面垂直的方向上，所述通道具有遠遠大於第一電導率的第二電導率，該基片在第一表面和第二表面中任一表面上有至少一個電極(42)，該至少一個電極與所述通道中至少一個通道接觸，其特徵在於，所述至少一個電極(42)在與基片接觸的區域(A)有一預定的最小尺寸(D)；多個通道(21)的兩兩相鄰通道之間的間距小於所述至少一個電極(42)的所述最小尺寸。
2.按權利要求1所述的基片，其特徵在於，所述間距至多比所述至少一個電極(42)的所述最小尺寸小2倍。
3.按權利要求1所述的基片，其特徵在於，所述間距至多比所述至少一個電極(42)的所述最小尺寸小10倍。
4.按上述任一權利要求所述的基片，其特徵在於，所述多個導電通道(21)在基片中隨機分布。
5.按上述任一權利要求所述的基片，其特徵在於，所述間距小於3.5μm。
6.信息顯示裝置，至少包括在一平面中伸展的第一層(6；8；11)，其製作材料的光學特性在一外部電控制系統的影響下變化，從而或是用第一層的該電控制系統選擇的各部分對入射其上的光的透明性變化，或是用第一層的電控制系統選擇的各部分發光；位於第一層(6；8；11)兩面上、與該平面平行、賦予該裝置所需剛性的第二層和第三層(7，7′；7，10)，第二和第三層中至少一層(7)有第一電導率，該層有至少一個電極(42)和只伸展在與該平面垂直方向上的導電通道(21)，所述通道具有遠遠大於第一電導率的第二電導率，所述至少一個電極(42)與所述通道(21)中的至少一個通道電接觸；其特徵在於，所述至少一個電極(42)在與第二和第三層中所述至少一層(7)接觸的區域有一預定的最小尺寸(D)；多個通道(21)的兩兩相鄰通道之間的間距小於所述至少一個電極(42)的所述最小尺寸。
7.按權利要求6所述的裝置，其特徵在於，第一層為其中有襯墊(5)的一液晶層(6)，用電絕緣材料製成的第四層(4)位於上述第二和第三層中一層(7)與第一層(6)之間。
8.按權利要求6所述的裝置，其特徵在於，第一層為其中彌散有聚合物的一液晶層(8)，用電絕緣材料製成的第四層(4)位於上述第二和第三層中一層(7)與第一層(8)之間。
9.按權利要求6所述的裝置，其特徵在於，第一層為在電流影響下發光的一層(11)。
10.按權利要求5-9中任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，在上述第二和第三層中一層(7)的與第一層相反的一面上有第五層(2)，該層上有與該平面平行的預定導體圖案，這些導體在預定點與上述第二和第三層中一層(7)的選定導體連接。
11.按權利要求5-10中任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，上述第二和第三層中另一層(7′)的導體圖案也只在與該平面垂直的方向上導電。
12.按權利要求11所述的裝置，其特徵在於，在上述第二和第三層中另一層(7′)與第一層之間有用電絕緣材料製成的第六層(4′)。
13.按權利要求11或12所述的裝置，其特徵在於，在上述第二和第三層中另一層(7′)的與第一層相反的一面上有第七層(2′)，該層上有與該平面平行的預定導體圖案，這些導體在預定點與上述第二和第三層中另一層(7′)的選定導體連接。
14.按權利要求6-9中任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，上述第二和第三層中一層(7)上有用光電導材料製成的第八層(9)，該第八層(9)上有用透明、導電材料製成的第九層(10)。
15.按權利要求14所述的裝置，其特徵在於，所述第二和第三層中另一層(7′)中有隻伸展在與該平面垂直方向上的導體。
16.按權利要求15所述的裝置，其特徵在於，用電絕緣材料製成的第六層(4′)位於上述第二和第三層中另一層(7′)與第一層之間。
17.按權利要求14-16中任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，它還包括一光源、例如一雷射器(12)，用來生成照射第八層(9)的預定部位的光束。
18.應用按權利要求17所述的裝置製作一用於光刻的掩模。
19.在光刻工藝中應用按權利要求18所述的掩模。
20.按權利要求6-8或10-13中任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，該裝置在第二和第三層中另一層(7′；10′)所在一邊上有一感光層(52)。
21.印刷電路板，包括按權利要求1-5中任一權利要求所述的一基片，該基片(7)在其第一表面上有多個電極(42)，在其第二表面上有多個電子元件(41)，這些電子元件(41)的端頭用與所述電極(42)中預定電極對齊的合適連接件(43；42，43)與該基片電連接。
22.製作層(7；7′)的方法，該層在一平面中伸展，其中有隻伸展在與該平面垂直方向上的導體圖案，該方法包括下列步驟a.用一種材料製作層(7)，該材料有一預定起始電導率，但用預定波長的輻射線照射該層可大大改變該電導率；b.在所述層(7)上覆蓋一掩膜(23)，所述掩膜有多個對所述預定波長的輻射線不透明的部分(24)；c.用所述預定波長的輻射線(22)照射所述掩膜(23)；d.停止所述照射後取下所述掩膜。
23.按權利要求22所述的方法，其特徵在於，所述材料包括PANi/CSA或PANi/DBSA。
24.製作層(7；7′)的方法，該層在一平面中伸展，其中有隻伸展在與該平面垂直方向上的導體圖案，該方法包括下列步驟a.在一基片(32)上施加一含有溶劑的基料(31)和一導體添加劑(34)；b.在建立一與該基片垂直的電場的同時蒸發該溶劑，使得該基料(31)成為固體結構，半導體添加劑(34)至少在與該電場平行的方向上形成導電分子結構；c.除去該基片(32)。
25.製作層(7；7′)的方法，該層在一平面中伸展，其中有隻伸展在與該平面垂直方向上的導體圖案，該方法包括下列步驟a.在一基片(32)的預定部位印刷含有溶劑的基料(31)和導體添加劑(34)；b.蒸發該溶劑，使得該基料(31)成為導電、固體結構；c.在該基片(32)上該預定部位之外的部位上印刷含有另一溶劑的絕緣材料(36)；d.蒸發該另一溶劑，使得該絕緣材料(36)成為導電、固體結構；e.除去該基片(32)。
26.信息顯示裝置，至少包括在一平面中伸展的第一層(6；8)，其製作材料的光學特性在一外部電控制系統的影響下變化，從而由該電控制系統選擇的第一層的各部分對入射其上的光的透明性變化；第一層上用電絕緣材料製成的第二層(4)；其特徵在於，第二層(4)上有用光電導材料製成的第三層(9)，該第三層(9)上有用透明導電材料製成的第四層(10)。
全文摘要
基片(7;7』;10)和包括這類基片的裝置,該基片包括第一表面和與第一表面平行的第二表面,該基片用具有第一電導率的材料製成,其中有多個導電通道(21),這些通道只伸展在與第一表面和第二表面垂直的方向上,所述通道具有遠遠大於第一電導率的第二電導率,該基片在第一表面和第二表面中任一表面上有至少一個電極(42),該至少一個電極與所述通道中至少一個通道接觸,所述至少一個電極(42)在與基片接觸的區域(A)有一預定的最小尺寸(D);多個通道(21)的兩兩相鄰通道之間的間距小於所述至少一個電極(42)的所述最小尺寸。
文檔編號H05K3/40GK1260885SQ98806150
公開日2000年7月19日 申請日期1998年6月12日 優先權日1997年6月12日
發明者雅各布斯·克裡斯蒂安·赫拉爾杜斯·瑪麗亞·魯特, 埃裡克·馬爾騰·泰爾勞, 喬治·哈吉奧安諾, 享德裡克－揚·布勞沃 申請人:澤特福利公司