包括用於連接到電子控制電路的裝置和顯示單元、尤其是液晶單元或光伏單元的製作方法

2023-04-25 05:39:11 4

專利名稱：包括用於連接到電子控制電路的裝置和顯示單元、尤其是液晶單元或光伏單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種限定用於保持例如液晶的液體的體積的顯示裝置，概括地說，涉及一種可以改變其物理性質的敏感材料，尤其是在施加電壓時可以改變其光學性質，或在施加應力或輻射時可以改變其電學性質。本發明尤其涉及這種類型的顯示裝置，它包括用於將其連接到電子控制電路的裝置。
背景技術：
液晶單元最一般的形式本質上是由透明的前部基片和可以透明或不透明的背部基片組成，這兩塊基片由密封框接合在一起，並在彼此之間保持恆定的間距，這確定了用於保持液晶的密封體積。而且，前部基片和背部基片在其彼此相對的表面上各包括至少一個電極，這些電極將用於連接電子控制電路，通過選擇性地施加適當的電壓給確定的電極，所述電子控制電路可以在有關電極的交點上使液晶的光學性質發生改變。
在上文所述的這種液晶單元的製造領域中，存在一個頑固的問題，即在單元電極和控制電路之間設置電連接的連接裝置的問題。一種用於實現電極和控制電路間的電連接的簡單技術是將基片彼此交錯，從而基片能夠接觸到電極的平面部分，因而能夠容易地在表面上自由地形成連接。然而，這種對基片的設置使對單元的大規模製造變得困難，尤其當所述單元是圓形時，這將需要另外的耗時操作。所得的單元還具有更大的尺寸，因而很難容納入小尺寸的可攜式電子對象中，例如腕錶。
上述問題的另一種解決方法由本申請人在公開的國際專利申請WO99/41638中提出。事實上，由該申請可知，例如液晶單元的電光單元、或者電化學光伏單元，每個這些單元包括，透明的前部基片、透明或不透明的背部基片、以及接合兩個基片的密封框，其密封地確定用於保持光電或者電光激活介質的體積，所述基片在其彼此相對的表面上各包括至少一個電極。這些單元的不同之處在於，它們的電極部分地與沉積電極的基片的邊緣平齊，以確定側面電接觸區域，在所述電接觸區域增加直角形部分，從而可以有利地將電接觸轉移到所述單元的背面。
由於這些特徵，不再需要交錯單元的兩個基片以能夠形成在所述單元的電極與其控制電路之間的電連接，因此，這兩個基片可以是相同的，並且可以層疊地設置。這大大簡化了單元的製造，並且相當大地降低了其成本費用。而且，由於減小了單元需要的空間，這便利了對其的裝配，尤其是裝配在腕錶中。
然而，上文所述的解決方法存在一個缺點。事實上，由導電的金屬或金屬合金形成的電接觸部分，在電極與沉積電極的基片的邊緣齊平的位置形成離散的元件，所述元件必須通過在單元的邊緣上的導電粘合劑將其相互連接起來。這種製造方法，儘管當用於只包含兩個電極的電化學光伏單元的情況下時是相對簡單的，但是當用於液晶單元的情況下時則證實複雜得多，因為當液晶單元是陣列類型，可能包括幾百個電極和反電極，這些電極必須每個都與轉移電接觸部分相連。當然，可以自動化該製造方法，但是將要加到單元邊緣上的電接觸部分的數量和精度，將可觀地增加這種單元的製造成本。
為了克服這個問題，日本專利文獻56 075624和56 168628都公開了這樣的液晶單元，其中通過印刷技術在所述液晶單元的邊緣和背面沉積導電路徑。
由於這些特徵，顯示單元基片可以具有基本相同的尺寸，而不需要相互交錯以在電極與控制電路之間建立電連接。從而，如果對於相同的外部尺寸可以增加液晶單元的有效表面，不考慮象素孔徑，則可以增加顯示的解析度，即，可以提供更多的行和列電極，從而可以改變顯示單元的反射率。相反，在行和列電極的數量恆定下增加顯示單元的有效表面，可以用於增加所述電極的寬度，從而增加象素孔徑，這有利於改善顯示器的反射率。
上述結果是基於這樣的事實獲得的，即用於連接顯示單元電極與控制電路的裝置並不是由必須單獨連接的接觸部分形成的，而是由導電路徑形成，所述導電路徑將由單元的電極形成的電接觸從單元的邊緣轉移到所述單元的背面邊緣上，然後繞過上述背面邊緣到達單元的背面上，通過任意合適的用於沉積和蝕刻導電層的技術在單元的邊緣和背面形成這些導電路徑，以獲得希望的尺寸和解析度。
然而，令人擔心的是，以薄層的形式沉積的導電路徑，在它們匹配通常尖銳的單元背面邊緣的地方，會出現可靠性和導電連續性方面的問題。事實上，在單元製造工藝中出現的熱應力可以在單元的背面基片的邊緣處撕裂導電路徑。同樣，圍繞單元的背面邊緣沉積的薄層具有較低的機械強度，當處理單元時或者當需要將單元安裝在可攜式對象中時，容易損壞和斷開所述薄層。

發明內容
本發明的一個目的是通過提供一種顯示器件克服上述及其它問題，尤其是一種液晶單元，器件包括用於將其電極連接到電子控制電路的裝置，所述裝置易於製作並且可靠。
因此，本發明涉及一種電光顯示單元，尤其涉及液晶顯示器、或者電化學光伏單元，包括至少一個透明的前部基片，其上表面形成單元的前面；至少一個可以透明或不透明的背部基片，其下表面形成所述單元的背面；接合前部和背部基片的密封框，密封地確定用於保持電光或光電激活介質的體積；所述前部和背部基片在其相對的面上各包括至少一個電極，這些電極將通過導電路徑連接電源或電控制電路，並確定側面電接觸區域。
所述單元的特徵在於，每個導電路徑包括，在側面電接觸區域與電極相接觸的第一部分、以及在單元的背面延伸的第二部分，連續或不連續地設置在所述單元的邊緣和/或背面上的接觸裝置，在導電路徑的第一和第二部分之間形成電連接。
根據一種變化，所述接觸裝置採用分立的凸起的形式。
由於這些特徵，至少在單元的部分背面外圍上設置導電凸起，從而由在導電凸起的相對面上的側面接觸片取代圍繞單元的背面邊緣的導電路徑的設置，從機械角度看，這是更加可靠和穩定的。
本發明最一般的形式涉及一種包括多個(n)單獨的單元(其中n是大於或等於2的自然數)的單元，每個單獨的單元由兩個屬於其的基片確定；或者涉及一種包括(n+1)層疊的基片(其中n是大於或等於1的整數)的單元，這些(n+1)基片由密封框成對地接合。
本發明還涉及多層液晶顯示單元，包括四個由密封框成對地接合的層疊的基片，每個密封框都確定了一個用於保持液晶的密封空腔，第一密封框接合第一和第二基片，而第二密封框接合第二和第三基片，以及第三密封框接合第三和第四基片，所述基片在其彼此相對的面上各包括至少一個電極，所述電極將通過導電路徑連接電控制電路，並確定側面電接觸區域。
這種單元的特徵在於，導電路徑連續地從側面電接觸區域延伸到單元的背面。


下面通過結合附圖，對根據本發明的單元的實施例進行詳細描述，將使本發明的其它特徵和優點更加清晰，所述實施例是非限制性的，其中圖1是多層液晶顯示單元的總體透視圖；圖2是圖1所示的多層單元的另一面的總體透視圖；圖3是包括兩個基片的液晶顯示單元的示意的透視圖和透明視圖；圖4是圖3所示的顯示單元的縱向剖面圖；
圖5是根據本發明的液晶顯示單元的剖面圖；圖6是圖5所示的液晶顯示單元的可選實施例的剖面圖；圖7是圖5所示的液晶顯示單元的另一變化的剖面圖；圖8是圖解根據本發明的液晶單元的金屬化方法的示意圖；圖9是根據本發明的液晶單元的剖面圖，其中控制電路直接安裝在所述單元的背面；圖10是與圖8類似的圖，其中控制電路通過印刷電路板安裝在單元的背面；圖11是與圖8類似的圖，其中控制電路通過柔性導電膜安裝在單元的背面；圖12是與圖9類似的圖，其中在單元背面已沉積有吸收性應力遲豫層；以及圖13是液晶單元的透視圖，包括一條在導電路徑的第一和第二部分之間形成連接的各向異性的導電材料。
具體實施例方式
下面將參考液晶顯示單元描述本發明。當然本發明不限於這種類型的單元，而且可以應用到任何類型的這種單元，所述單元包括能夠改變其物理性質的敏感介質，特別是通過施加電壓可以改變其光學性質、或通過施加應力和輻射可以改變其電學性質的敏感介質。特別是，本發明應用於如在本申請人的國際專利申請WO 99/41638中所描述的電化學光伏單元，其在此引入作為參考。
圖1和圖2分別是多層液晶顯示單元的前面和背面的透視圖。由總標號1表示為整體的該顯示單元包括四個層疊的基片2、4、6和8，所述基片可以由玻璃或者任何其他透明材料(如塑料)製成。必須注意的是，根據顯示單元1的反射或透射性質，最後的基片8可以是透明的也可以是不透明的。在本發明情況下，由於在所述單元1的背面12上安裝了集成顯示控制電路10(見圖2)，所以這是反射類型的單元，並且背部基片8可以是不透明的或者覆蓋有遮光材料，以從位於單元1的前面14處的觀察者的角度隱藏或掩蔽集成電路10。
基片2到8由密封框(在圖1和圖2中未示出)成對地接合，每個都確定了一個用於保持液晶的密封腔。尤其是，第一密封框接合基片2和4，而第二密封框接合基片4和6，以及最後的第三密封框接合基片6和8。
在如下的描述中可以更加清楚的看到，單元1的電極在單元1的外周上的特定位置與單元1的邊緣15齊平，以在所述位置上確定側面電接觸區域。在單元1的邊緣15和背面12上直接形成在側面電接觸區域與電極相接觸的導電路徑16，從而將所有的電接觸轉移到上述單元1的同一背面上。因此，導電路徑16可以從單元1的電極一直延伸到集成顯示控制電路10的輸入埠，集成顯示控制電路10安裝在單元1的背面12上，採用的技術將在下文中詳細描述。在圖1和圖2中，可以看到導電路徑的長度並不相同，而且在電極與單元邊緣齊平的地方停止。當然，這樣示出導電路徑是為了方便理解在電極與上述導電路徑之間是如何建立電連接的，但是實際上，優選使用長度相等的導電路徑。
從而不必通過交錯一個單元的基片以連接單元的電極以及與電源或控制電路建立電連接。從而，可以省略這些外圍表面，所述表面通常保留用於連接單元、並按比例還覆蓋在單元的有效表面上的外圍表面，當單元越小，該面積越小。這可以證明是尤其有利的，因為對於相同的單元有效面積，行和列電極的數量增加了。事實上，在該情況下，電極的寬度減小，為了保持電接觸片的表面積不變，必須加長電極，這將使圍繞顯示單元的非有效區域增加。
省略通常保留用於尋址液晶顯示單元的外圍區域，不僅可以增大這種單元的有效區域和非有效區域之間的縱橫比。而且可以去除複雜而笨重的柔性印刷電路系統，該系統通常結合在單元的外圍上，並連接其承載的各種控制電路通向所述單元的電極。
到目前為止，已經描述了多層的單元，只是為了解釋清楚本發明不僅限於包括單個有效層(如液晶層)的單元。但是為了更加明確，在後文中將涉及一種僅包括兩個基片的顯示單元，在所述基片之間封入單層液晶層。
圖3是包括兩個基片20和22的液晶單元18的示意透視圖和透明視圖，基片可以由玻璃或者其他透明材料(例如塑料)製成。基片20和22通過密封框彼此接合(見圖4及後續圖)，密封框限定了用於保持液晶的密封體積。在圖中只示出了兩個電極24和26。然而，當然實際上，單元18實際包括多個電極，這些電極在基片20和22的相對面上形成。如圖所示，電極24基本上延伸為在其上沉積電極的基片20的整個長度，並在其一端與所述基片20的邊緣27齊平，從而在那裡確定側面電接觸區域28。在單元18的邊緣27和背面31上形成的導電路徑30，在接觸區域28與電極24相接觸，從而將電接觸轉移到所述單元18的背面上。電極26同樣地確定了在其上形成導電路徑34的接觸區域32。
圖4是圖3所示的液晶單元18的縱向剖面圖。圖中示出了限定保持液晶的體積38的密封框36。電極24和26從密封框36的底部穿過，並且與在其上形成電極的基片20的邊緣27齊平，從而分別確定側面電接觸區域28和32。導電路徑30和34使由液晶單元18的電極24和26形成的電接觸從單元18的邊緣27移到所述單元的邊緣或者背面邊緣40，然後繞過所述背面邊緣40，到達單元18的背面31。
導電路徑30和34是通過沉積多層導電材料的薄層形成的，這將在下文中進行詳細描述。因此，令人擔心的是，導電路徑表現出在抗熱性或者抗機械應力方面的問題，當製造或處理單元時，導電路徑在匹配單元的通常尖銳的背面邊緣40的地方可能發生撕裂。根據圖5和圖6所示的實施例，這是在沿單元的背面邊緣40形成導電凸起42的原因，以保證導電路徑30和34的連續性。
事實上，如圖5所示，導電路徑30和34各包括，在至少單元18的邊緣27的部分上延伸的第一部分30a和34a、以及在至少單元18的背面31的部分上延伸的第二部分30b和34b，導電凸起42在所述導電路徑30和34的第一和第二部分之間形成電連接。特別是，導電路徑30和34的第一部分30a和34a與導電凸起42形成側面接觸，而所述導電路徑30和34的第二部分30b和34b能夠一直延伸到所述凸起42的頂部，甚至部分覆蓋凸起。因此，圍繞單元18的背面邊緣40設置的導電路徑30和34，由在導電凸起42的相對面44和46上的側面接觸代替。
根據如圖6所示的變化，導電路徑30和34的第二部分30b和34b至少部分地延伸到導電凸起42的底部。
根據如圖7所示的另一種變化，至少一些凸起42可以設置在單元18的邊緣27上。
為了形成可以將由一個單元的電極形成的電接觸移到所述單元的背面的導電路徑，進行如下操作。當單元仍然成批時，在單元背面蒸鍍上一薄層導電材料。當分離這些單元後，在支架或配件48上設置一組這些單元(見圖8)。這些單元設置為傾斜地並彼此略微交錯地相互平行，這樣單元的大面50相互平行，而它們的將金屬化的小面52設置成交錯的梯狀。導電材料的蒸鍍源54設置在配件48的對面，對相對的單元的邊緣52進行金屬化。
在對單元的背面31和邊緣27進行金屬化後，需要例如利用雷射燒蝕形成導電路徑。從經濟的角度考慮，並為了獲得更好的產量，通過雷射衝蝕只形成在液晶單元18的邊緣27上延伸的導電路徑30、34的第一部分30a、34a，而通過常規的照相平版印刷技術形成在單元18的背面31上延伸的同一導電路徑30、34的第二部分30b、34b。
現在將參考圖9，從圖中可以看到，集成顯示控制電路56直接安裝在顯示單元18的背面31上。在圖中的示例中，集成電路56是接合在顯示單元18上的這樣的倒裝晶片，其輸入端58接合在單元18的導電路徑30、34上。當然，根據一種變化，可以通過一條或多條細導線的接合將集成電路56的輸入端58連接到導電路徑30、34上。
因此，由於這些特徵，所有用於固定集成顯示控制電路的操作都發生在同一工作平面上，即顯示單元的背面31，這將大大簡化這種裝配的製造。而且，值得注意的是，顯示單元18給控制電路56提供了非常穩固的機械支架。最後需要注意的是，基於本發明，有可能僅採用一個集成電路來控制行和列的電極。
根據如圖10所示的本發明的變化，集成控制電路56並不是直接安裝在液晶顯示單元18的背面31上的，而是通過印刷電路板60。
根據如圖11所示的本發明的另一種變化，集成控制電路56通過柔性導電膜61安裝在液晶顯示單元18的背面31上，這種柔性導電膜61由Kapton形成，既稱為卷帶式自動接合或者TAB技術。
本發明當然不僅限於所描述的實施例，在不偏離本發明的範圍下，可以設計各種簡單的替換和變化。特別是，可以設計為(見圖12)，在液晶單元的背面沉積透明或有色吸收層62，其具有如下功能吸收通過液晶單元的光；作為熱機械應力的遲豫層，所述應力當對所述背部基片上的控制電路進行高溫裝配時出現在玻璃背部基片和導電路徑之間；防止所述單元、尤其是液晶單元在形成金屬路徑時受到雷射束的輻射；當在單元的背面蝕刻金屬層時，吸收層應該還可以抵抗化學蝕刻溶液。
還可以設計為(見圖13)，將單獨的導電凸起替換成一條各向異性的導電材料64，它可以使電流僅沿著材料條的深度方向傳導，即，從單元18的背面邊緣40向單元18的中心的傳導，而不橫向地傳導，從而避免任何相鄰導電路徑短路的危險。
權利要求
1.一種電光顯示單元(1；18)，尤其一種液晶單元，或者電化學光伏單元，包括至少一個透明前部基片(2；20)，其上表面形成所述單元(1；18)的前面(14)；至少一個可以透明或不透明的背部基片(8；22)，其下表面(12；31)形成所述單元(1；18)的背面；接合前部基片(20)和背部基片(22)的密封框(36)，其密封地限定了用於保持電光或者光電激活介質的體積(38)；所述前部基片(20)和背部基片(22)在其彼此相對的面上各包括至少一個電極(24，26)，這些電極(24，26)將通過導電路徑(16；30，34)連接電源或電控制電路(10；56)，並確定側面電接觸區域(28，32)；所述單元的特徵在於，每個所述導電路徑(30，34)包括，在所述側面電接觸區域(28，32)與所述電極相接觸的第一部分(30a，34a)、以及在所述單元(18)的所述背面(31)上延伸的第二部分(30b，34b)，連續或不連續地設置在所述單元(1；18)的所述邊緣(27)和/或所述背面(12；31)上的接觸裝置(42)，在所述導電路徑(30，34)的所述第一部分(30a，34a)和所述第二部分(30b，34b)之間形成電連接。
2.根據權利要求1的單元，其特徵在於所述接觸裝置(42)採用分立的凸起的形式。
3.根據權利要求2的單元，其特徵在於所述導電路徑(30，34)的所述第一部分(30a，34a)與所述導電凸起(42)側面接觸，而所述導電路徑(30，34)的所述第二部分(30b，34b)可以一直延伸到所述凸起(42)的頂部，並部分或全部地覆蓋所述凸起(42)。
4.根據權利要求2的單元，其特徵在於所述導電路徑的所述第二部分(30b，34b)至少部分延伸到所述導電凸起(42)的底部。
5.根據權利要求1的單元，其特徵在於所述接觸裝置(42)採用一條各向異性的導電材料(64)的形式。
6.根據權利要求1至5之一的單元，其特徵在於所述單元包括多個(n)分立的單元，每個所述分立的單元由屬於其的兩個基片確定。
7.根據權利要求1至5之一的單元，其特徵在於所述單元包括(n+1)層疊的基片，這些(n+1)基片通過密封框成對地接合。
8.一種多層液晶顯示單元(1)，包括通過密封框成對地接合的四個層疊的基片(2，4，6，8)，每個所述密封框限定一個用於保持液晶的密封空腔，第一密封框接合所述基片(2，4)，而第二密封框接合所述基片(4，6)，以及第三密封框接合所述基片(6，8)，所述基片(2，4，6，8)在其彼此相對的面上各包括至少一個電極，所述電極將通過導電路徑(30，34)連接電控制電路(10)，並確定側面電接觸區域；所述單元的特徵在於，所述導電路徑(30，34)分別包括，在所述側面電接觸區域(28，32)與所述電極相接觸的第一部分(30a，34a)、以及在所述單元(18)的所述背面(31)上延伸的第二部分(30b，34b)，連續或不連續地設置在所述單元(1；18)的所述邊緣(27)和/或所述背面(12；31)的接觸裝置，在所述導電路徑(30，34)的所述第一部分(30a，34a)和所述第二部分(30b，34b)之間形成電連接。
9.根據權利要求1至8之一的單元，其特徵在於所述電源或者控制電路(10；56)安裝在所述單元(1；18)的所述背面(12；31)上。
10.根據權利要求9的單元，其特徵在於所述電路(10；56)直接安裝在所述單元(1；18)的所述背面(12；31)上。
11.根據權利要求9的單元，其特徵在於所述電路(10；56)通過印刷電路板(60)或者柔性導電膜(61)安裝在所述單元(1；18)的所述背面(12；31)上。
12.根據權利要求1至11之一的單元，其特徵在於可以用於遲豫熱機械應力以及抵抗化學蝕刻溶液的透明或有色吸收層(62)沉積在所述單元(18)的所述背面上。
13.一種金屬化一組液晶單元的方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟當所述單元(1；18)仍然成批時，金屬化所述單元(1；18)的所述背面(12；31)；將所述單元(1；18)分離成單個單元；將所述一組單元(1；18)設置在支架或配件(48)上，將所述單元(1；18)設置為彼此傾斜和交錯地相互平行；以及通過蒸鍍在將要金屬化的所述單元的邊緣(52)上沉積一種導電材料。
全文摘要
本發明涉及一種電光顯示單元(1；18)，尤其涉及液晶單元或電化學光伏單元，包括至少一個透明前部基片(2；20)，其上表面形成單元(1；18)的前面(14)；至少一個可以透明或不透明的背部基片(8；22)，其下表面(12；31)形成所述單元(1；18)的背面；接合前部基片(20)和背部基片(22)的密封框(36)，其密封地確定了用於保持電光或者光電激活介質的體積(38)；所述前部基片(20)和背部基片(22)在其彼此相對的面上各包括至少一個電極(24，26)，這些電極(24，26)將通過導電路徑(16；30，34)連接電源或者電控制電路(10；56)，並確定側面電接觸區域(28，32)；所述單元的特徵在於，每個導電路徑(30，34)包括，在側面電接觸區域(28，32)與電極相接觸的第一部分(30a，34a)、以及在單元(18)的背面(31)上延伸的第二部分(30b，34b)，連續或者不連續地設置在所述單元(1；18)的邊緣(27)和/或背面(12；31)上的接觸裝置，在導電路徑(30，34)的第一部分(30a，34a)和第二部分(30b，34b)之間形成電連接。
文檔編號H05K3/40GK1662846SQ03814534
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月17日 優先權日2002年6月21日
發明者J·格魯普, R·克拉佩爾特 申請人:阿蘇拉布股份有限公司