CN1662846A - 包括用于连接到电子控制电路的装置和显示单元、尤其是液晶单元或光伏单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电光显示单元(1；18)，尤其涉及液晶单元或电化学光伏单元，包括：至少一个透明前部基片(2；20)，其上表面形成单元(1；18)的前面(14)；至少一个可以透明或不透明的背部基片(8；22)，其下表面(12；31)形成所述单元(1；18)的背面；接合前部基片(20)和背部基片(22)的密封框(36)，其密封地确定了用于保持电光或者光电激活介质的体积(38)；所述前部基片(20)和背部基片(22)在其彼此相对的面上各包括至少一个电极(24，26)，这些电极(24，26)将通过导电路径(16；30，34)连接电源或者电控制电路(10；56)，并确定侧面电接触区域(28，32)；所述单元的特征在于，每个导电路径(30，34)包括，在侧面电接触区域(28，32)与电极相接触的第一部分(30a，34a)、以及在单元(18)的背面(31)上延伸的第二部分(30b，34b)，连续或者不连续地设置在所述单元(1；18)的边缘(27)和/或背面(12；31)上的接触装置，在导电路径(30，34)的第一部分(30a，34a)和第二部分(30b，34b)之间形成电连接。

Description

包括用于连接到电子控制电路的装置的显示单元、 尤其是液晶单元或光伏单元
技术领域
本发明涉及一种限定用于保持例如液晶的液体的体积的显示装置，概括地说，涉及一种可以改变其物理性质的敏感材料，尤其是在施加电压时可以改变其光学性质，或在施加应力或辐射时可以改变其电学性质。本发明尤其涉及这种类型的显示装置，它包括用于将其连接到电子控制电路的装置。
背景技术
液晶单元最一般的形式本质上是由透明的前部基片和可以透明或不透明的背部基片组成，这两块基片由密封框接合在一起，并在彼此之间保持恒定的间距，这确定了用于保持液晶的密封体积。而且，前部基片和背部基片在其彼此相对的表面上各包括至少一个电极，这些电极将用于连接电子控制电路，通过选择性地施加适当的电压给确定的电极，所述电子控制电路可以在有关电极的交点上使液晶的光学性质发生改变。
在上文所述的这种液晶单元的制造领域中，存在一个顽固的问题，即在单元电极和控制电路之间设置电连接的连接装置的问题。一种用于实现电极和控制电路间的电连接的简单技术是将基片彼此交错，从而基片能够接触到电极的平面部分，因而能够容易地在表面上自由地形成连接。然而，这种对基片的设置使对单元的大规模制造变得困难，尤其当所述单元是圆形时，这将需要另外的耗时操作。所得的单元还具有更大的尺寸，因而很难容纳入小尺寸的便携式电子对象中，例如腕表。
上述问题的另一种解决方法由本申请人在公开的国际专利申请WO99/41638中提出。事实上，由该申请可知，例如液晶单元的电光单元、或者电化学光伏单元，每个这些单元包括，透明的前部基片、透明或不透明的背部基片、以及接合两个基片的密封框，其密封地确定用于保持光电或者电光激活介质的体积，所述基片在其彼此相对的表面上各包括至少一个电极。这些单元的不同之处在于，它们的电极部分地与沉积电极的基片的边缘平齐，以确定侧面电接触区域，在所述电接触区域增加直角形部分，从而可以有利地将电接触转移到所述单元的背面。
由于这些特征，不再需要交错单元的两个基片以能够形成在所述单元的电极与其控制电路之间的电连接，因此，这两个基片可以是相同的，并且可以层叠地设置。这大大简化了单元的制造，并且相当大地降低了其成本费用。而且，由于减小了单元需要的空间，这便利了对其的装配，尤其是装配在腕表中。
然而，上文所述的解决方法存在一个缺点。事实上，由导电的金属或金属合金形成的电接触部分，在电极与沉积电极的基片的边缘齐平的位置形成离散的元件，所述元件必须通过在单元的边缘上的导电粘合剂将其相互连接起来。这种制造方法，尽管当用于只包含两个电极的电化学光伏单元的情况下时是相对简单的，但是当用于液晶单元的情况下时则证实复杂得多，因为当液晶单元是阵列类型，可能包括几百个电极和反电极，这些电极必须每个都与转移电接触部分相连。当然，可以自动化该制造方法，但是将要加到单元边缘上的电接触部分的数量和精度，将可观地增加这种单元的制造成本。
为了克服这个问题，日本专利文献56 075624和56 168628都公开了这样的液晶单元，其中通过印刷技术在所述液晶单元的边缘和背面沉积导电路径。
由于这些特征，显示单元基片可以具有基本相同的尺寸，而不需要相互交错以在电极与控制电路之间建立电连接。从而，如果对于相同的外部尺寸可以增加液晶单元的有效表面，不考虑象素孔径，则可以增加显示的分辨率，即，可以提供更多的行和列电极，从而可以改变显示单元的反射率。相反，在行和列电极的数量恒定下增加显示单元的有效表面，可以用于增加所述电极的宽度，从而增加象素孔径，这有利于改善显示器的反射率。
上述结果是基于这样的事实获得的，即用于连接显示单元电极与控制电路的装置并不是由必须单独连接的接触部分形成的，而是由导电路径形成，所述导电路径将由单元的电极形成的电接触从单元的边缘转移到所述单元的背面边缘上，然后绕过上述背面边缘到达单元的背面上，通过任意合适的用于沉积和蚀刻导电层的技术在单元的边缘和背面形成这些导电路径，以获得希望的尺寸和分辨率。
然而，令人担心的是，以薄层的形式沉积的导电路径，在它们匹配通常尖锐的单元背面边缘的地方，会出现可靠性和导电连续性方面的问题。事实上，在单元制造工艺中出现的热应力可以在单元的背面基片的边缘处撕裂导电路径。同样，围绕单元的背面边缘沉积的薄层具有较低的机械强度，当处理单元时或者当需要将单元安装在便携式对象中时，容易损坏和断开所述薄层。
发明内容
本发明的一个目的是通过提供一种显示器件克服上述及其它问题，尤其是一种液晶单元，器件包括用于将其电极连接到电子控制电路的装置，所述装置易于制作并且可靠。
因此，本发明涉及一种电光显示单元，尤其涉及液晶显示器、或者电化学光伏单元，包括：
至少一个透明的前部基片，其上表面形成单元的前面；
至少一个可以透明或不透明的背部基片，其下表面形成所述单元的背面；
接合前部和背部基片的密封框，密封地确定用于保持电光或光电激活介质的体积；
所述前部和背部基片在其相对的面上各包括至少一个电极，这些电极将通过导电路径连接电源或电控制电路，并确定侧面电接触区域。
所述单元的特征在于，每个导电路径包括，在侧面电接触区域与电极相接触的第一部分、以及在单元的背面延伸的第二部分，连续或不连续地设置在所述单元的边缘和/或背面上的接触装置，在导电路径的第一和第二部分之间形成电连接。
根据一种变化，所述接触装置采用分立的凸起的形式。
由于这些特征，至少在单元的部分背面***上设置导电凸起，从而由在导电凸起的相对面上的侧面接触片取代围绕单元的背面边缘的导电路径的设置，从机械角度看，这是更加可靠和稳定的。
本发明最一般的形式涉及一种包括多个(n)单独的单元(其中n是大于或等于2的自然数)的单元，每个单独的单元由两个属于其的基片确定；或者涉及一种包括(n+1)层叠的基片(其中n是大于或等于1的整数)的单元，这些(n+1)基片由密封框成对地接合。
本发明还涉及多层液晶显示单元，包括四个由密封框成对地接合的层叠的基片，每个密封框都确定了一个用于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对的面上各包括至少一个电极，所述电极将通过导电路径连接电控制电路，并确定侧面电接触区域。
这种单元的特征在于，导电路径连续地从侧面电接触区域延伸到单元的背面。
附图说明
下面通过结合附图，对根据本发明的单元的实施例进行详细描述，将使本发明的其它特征和优点更加清晰，所述实施例是非限制性的，其中：
图1是多层液晶显示单元的总体透视图；
图2是图1所示的多层单元的另一面的总体透视图；
图3是包括两个基片的液晶显示单元的示意的透视图和透明视图；
图4是图3所示的显示单元的纵向剖面图；
图5是根据本发明的液晶显示单元的剖面图；
图6是图5所示的液晶显示单元的可选实施例的剖面图；
图7是图5所示的液晶显示单元的另一变化的剖面图；
图8是图解根据本发明的液晶单元的金属化方法的示意图；
图9是根据本发明的液晶单元的剖面图，其中控制电路直接安装在所述单元的背面；
图10是与图8类似的图，其中控制电路通过印刷电路板安装在单元的背面；
图11是与图8类似的图，其中控制电路通过柔性导电膜安装在单元的背面；
图12是与图9类似的图，其中在单元背面已沉积有吸收性应力迟豫层；以及
图13是液晶单元的透视图，包括一条在导电路径的第一和第二部分之间形成连接的各向异性的导电材料。
具体实施方式
下面将参考液晶显示单元描述本发明。当然本发明不限于这种类型的单元，而且可以应用到任何类型的这种单元，所述单元包括能够改变其物理性质的敏感介质，特别是通过施加电压可以改变其光学性质、或通过施加应力和辐射可以改变其电学性质的敏感介质。特别是，本发明应用于如在本申请人的国际专利申请WO 99/41638中所描述的电化学光伏单元，其在此引入作为参考。
图1和图2分别是多层液晶显示单元的前面和背面的透视图。由总标号1表示为整体的该显示单元包括四个层叠的基片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)制成。必须注意的是，根据显示单元1的反射或透射性质，最后的基片8可以是透明的也可以是不透明的。在本发明情况下，由于在所述单元1的背面12上安装了集成显示控制电路10(见图2)，所以这是反射类型的单元，并且背部基片8可以是不透明的或者覆盖有遮光材料，以从位于单元1的前面14处的观察者的角度隐藏或掩蔽集成电路10。
基片2到8由密封框(在图1和图2中未示出)成对地接合，每个都确定了一个用于保持液晶的密封腔。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，以及最后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，单元1的电极在单元1的外周上的特定位置与单元1的边缘15齐平，以在所述位置上确定侧面电接触区域。在单元1的边缘15和背面12上直接形成在侧面电接触区域与电极相接触的导电路径16，从而将所有的电接触转移到上述单元1的同一背面上。因此，导电路径16可以从单元1的电极一直延伸到集成显示控制电路10的输入端口，集成显示控制电路10安装在单元1的背面12上，采用的技术将在下文中详细描述。在图1和图2中，可以看到导电路径的长度并不相同，而且在电极与单元边缘齐平的地方停止。当然，这样示出导电路径是为了方便理解在电极与上述导电路径之间是如何建立电连接的，但是实际上，优选使用长度相等的导电路径。
从而不必通过交错一个单元的基片以连接单元的电极以及与电源或控制电路建立电连接。从而，可以省略这些***表面，所述表面通常保留用于连接单元、并按比例还覆盖在单元的有效表面上的***表面，当单元越小，该面积越小。这可以证明是尤其有利的，因为对于相同的单元有效面积，行和列电极的数量增加了。事实上，在该情况下，电极的宽度减小，为了保持电接触片的表面积不变，必须加长电极，这将使围绕显示单元的非有效区域增加。
省略通常保留用于寻址液晶显示单元的***区域，不仅可以增大这种单元的有效区域和非有效区域之间的纵横比。而且可以去除复杂而笨重的柔性印刷电路***，该***通常结合在单元的***上，并连接其承载的各种控制电路通向所述单元的电极。
到目前为止，已经描述了多层的单元，只是为了解释清楚本发明不仅限于包括单个有效层(如液晶层)的单元。但是为了更加明确，在后文中将涉及一种仅包括两个基片的显示单元，在所述基片之间封入单层液晶层。
图3是包括两个基片20和22的液晶单元18的示意透视图和透明视图，基片可以由玻璃或者其他透明材料(例如塑料)制成。基片20和22通过密封框彼此接合(见图4及后续图)，密封框限定了用于保持液晶的密封体积。在图中只示出了两个电极24和26。然而，当然实际上，单元18实际包括多个电极，这些电极在基片20和22的相对面上形成。如图所示，电极24基本上延伸为在其上沉积电极的基片20的整个长度，并在其一端与所述基片20的边缘27齐平，从而在那里确定侧面电接触区域28。在单元18的边缘27和背面31上形成的导电路径30，在接触区域28与电极24相接触，从而将电接触转移到所述单元18的背面上。电极26同样地确定了在其上形成导电路径34的接触区域32。
图4是图3所示的液晶单元18的纵向剖面图。图中示出了限定保持液晶的体积38的密封框36。电极24和26从密封框36的底部穿过，并且与在其上形成电极的基片20的边缘27齐平，从而分别确定侧面电接触区域28和32。导电路径30和34使由液晶单元18的电极24和26形成的电接触从单元18的边缘27移到所述单元的边缘或者背面边缘40，然后绕过所述背面边缘40，到达单元18的背面31。
导电路径30和34是通过沉积多层导电材料的薄层形成的，这将在下文中进行详细描述。因此，令人担心的是，导电路径表现出在抗热性或者抗机械应力方面的问题，当制造或处理单元时，导电路径在匹配单元的通常尖锐的背面边缘40的地方可能发生撕裂。根据图5和图6所示的实施例，这是在沿单元的背面边缘40形成导电凸起42的原因，以保证导电路径30和34的连续性。
事实上，如图5所示，导电路径30和34各包括，在至少单元18的边缘27的部分上延伸的第一部分30a和34a、以及在至少单元18的背面31的部分上延伸的第二部分30b和34b，导电凸起42在所述导电路径30和34的第一和第二部分之间形成电连接。特别是，导电路径30和34的第一部分30a和34a与导电凸起42形成侧面接触，而所述导电路径30和34的第二部分30b和34b能够一直延伸到所述凸起42的顶部，甚至部分覆盖凸起。因此，围绕单元18的背面边缘40设置的导电路径30和34，由在导电凸起42的相对面44和46上的侧面接触代替。
根据如图6所示的变化，导电路径30和34的第二部分30b和34b至少部分地延伸到导电凸起42的底部。
根据如图7所示的另一种变化，至少一些凸起42可以设置在单元18的边缘27上。
为了形成可以将由一个单元的电极形成的电接触移到所述单元的背面的导电路径，进行如下操作。当单元仍然成批时，在单元背面蒸镀上一薄层导电材料。当分离这些单元后，在支架或配件48上设置一组这些单元(见图8)。这些单元设置为倾斜地并彼此略微交错地相互平行，这样单元的大面50相互平行，而它们的将金属化的小面52设置成交错的梯状。导电材料的蒸镀源54设置在配件48的对面，对相对的单元的边缘52进行金属化。
在对单元的背面31和边缘27进行金属化后，需要例如利用激光烧蚀形成导电路径。从经济的角度考虑，并为了获得更好的产量，通过激光冲蚀只形成在液晶单元18的边缘27上延伸的导电路径30、34的第一部分30a、34a，而通过常规的照相平版印刷技术形成在单元18的背面31上延伸的同一导电路径30、34的第二部分30b、34b。
现在将参考图9，从图中可以看到，集成显示控制电路56直接安装在显示单元18的背面31上。在图中的示例中，集成电路56是接合在显示单元18上的这样的倒装晶片，其输入端58接合在单元18的导电路径30、34上。当然，根据一种变化，可以通过一条或多条细导线的接合将集成电路56的输入端58连接到导电路径30、34上。
因此，由于这些特征，所有用于固定集成显示控制电路的操作都发生在同一工作平面上，即显示单元的背面31，这将大大简化这种装配的制造。而且，值得注意的是，显示单元18给控制电路56提供了非常稳固的机械支架。最后需要注意的是，基于本发明，有可能仅采用一个集成电路来控制行和列的电极。
根据如图10所示的本发明的变化，集成控制电路56并不是直接安装在液晶显示单元18的背面31上的，而是通过印刷电路板60。
根据如图11所示的本发明的另一种变化，集成控制电路56通过柔性导电膜61安装在液晶显示单元18的背面31上，这种柔性导电膜61由Kapton形成，既称为卷带式自动接合或者TAB技术。
本发明当然不仅限于所描述的实施例，在不偏离本发明的范围下，可以设计各种简单的替换和变化。特别是，可以设计为(见图12)，在液晶单元的背面沉积透明或有色吸收层62，其具有如下功能：
吸收通过液晶单元的光；
作为热机械应力的迟豫层，所述应力当对所述背部基片上的控制电路进行高温装配时出现在玻璃背部基片和导电路径之间；
防止所述单元、尤其是液晶单元在形成金属路径时受到激光束的辐射；
当在单元的背面蚀刻金属层时，吸收层应该还可以抵抗化学蚀刻溶液。
还可以设计为(见图13)，将单独的导电凸起替换成一条各向异性的导电材料64，它可以使电流仅沿着材料条的深度方向传导，即，从单元18的背面边缘40向单元18的中心的传导，而不横向地传导，从而避免任何相邻导电路径短路的危险。

Claims (13)

1.一种电光显示单元(1；18)，尤其一种液晶单元，或者电化学光伏单元，包括：
至少一个透明前部基片(2；20)，其上表面形成所述单元(1；18)的前面(14)；
至少一个可以透明或不透明的背部基片(8；22)，其下表面(12；31)形成所述单元(1；18)的背面；
接合前部基片(20)和背部基片(22)的密封框(36)，其密封地限定了用于保持电光或者光电激活介质的体积(38)；
所述前部基片(20)和背部基片(22)在其彼此相对的面上各包括至少一个电极(24，26)，这些电极(24，26)将通过导电路径(16；30，34)连接电源或电控制电路(10；56)，并确定侧面电接触区域(28，32)；
所述单元的特征在于，每个所述导电路径(30，34)包括，在所述侧面电接触区域(28，32)与所述电极相接触的第一部分(30a，34a)、以及在所述单元(18)的所述背面(31)上延伸的第二部分(30b，34b)，连续或不连续地设置在所述单元(1；18)的所述边缘(27)和/或所述背面(12；31)上的接触装置(42)，在所述导电路径(30，34)的所述第一部分(30a，34a)和所述第二部分(30b，34b)之间形成电连接。
2.根据权利要求1的单元，其特征在于所述接触装置(42)采用分立的凸起的形式。
3.根据权利要求2的单元，其特征在于所述导电路径(30，34)的所述第一部分(30a，34a)与所述导电凸起(42)侧面接触，而所述导电路径(30，34)的所述第二部分(30b，34b)可以一直延伸到所述凸起(42)的顶部，并部分或全部地覆盖所述凸起(42)。
4.根据权利要求2的单元，其特征在于所述导电路径的所述第二部分(30b，34b)至少部分延伸到所述导电凸起(42)的底部。
5.根据权利要求1的单元，其特征在于所述接触装置(42)采用一条各向异性的导电材料(64)的形式。
6.根据权利要求1至5之一的单元，其特征在于所述单元包括多个(n)分立的单元，每个所述分立的单元由属于其的两个基片确定。
7.根据权利要求1至5之一的单元，其特征在于所述单元包括(n+1)层叠的基片，这些(n+1)基片通过密封框成对地接合。
8.一种多层液晶显示单元(1)，包括通过密封框成对地接合的四个层叠的基片(2，4，6，8)，每个所述密封框限定一个用于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)在其彼此相对的面上各包括至少一个电极，所述电极将通过导电路径(30，34)连接电控制电路(10)，并确定侧面电接触区域；
所述单元的特征在于，所述导电路径(30，34)分别包括，在所述侧面电接触区域(28，32)与所述电极相接触的第一部分(30a，34a)、以及在所述单元(18)的所述背面(31)上延伸的第二部分(30b，34b)，连续或不连续地设置在所述单元(1；18)的所述边缘(27)和/或所述背面(12；31)的接触装置，在所述导电路径(30，34)的所述第一部分(30a，34a)和所述第二部分(30b，34b)之间形成电连接。
9.根据权利要求1至8之一的单元，其特征在于所述电源或者控制电路(10；56)安装在所述单元(1；18)的所述背面(12；31)上。
10.根据权利要求9的单元，其特征在于所述电路(10；56)直接安装在所述单元(1；18)的所述背面(12；31)上。
11.根据权利要求9的单元，其特征在于所述电路(10；56)通过印刷电路板(60)或者柔性导电膜(61)安装在所述单元(1；18)的所述背面(12；31)上。
12.根据权利要求1至11之一的单元，其特征在于可以用于迟豫热机械应力以及抵抗化学蚀刻溶液的透明或有色吸收层(62)沉积在所述单元(18)的所述背面上。
13.一种金属化一组液晶单元的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
当所述单元(1；18)仍然成批时，金属化所述单元(1；18)的所述背面(12；31)；
将所述单元(1；18)分离成单个单元；
将所述一组单元(1；18)设置在支架或配件(48)上，将所述单元(1；18)设置为彼此倾斜和交错地相互平行；以及
通过蒸镀在将要金属化的所述单元的边缘(52)上沉积一种导电材料。
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