DE3685642T2 - Fluessigkristall-anzeigevorrichtung. - Google Patents

Fluessigkristall-anzeigevorrichtung.

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und insbesondere auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer Flüssigkristallzelle und einem auf einem eines Paares von die Zelle bildenden Substraten montierten integrierten Halbleiterschaltungsplättchen.
  • Beim herkömmlichen Typ einer Fliissigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem auf einem der eine Flüssigkristallanzeigezelle bildenden Substrate montierten integrierten Steuerschaltkreisplättchen hat die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung den Aufbau, bei dem Metallfilme zur elektrischen Verdrahtung auf einem der die Zelle bildenden Substrate gebildet und gemustert werden und ein integriertes Halbleitersteuerschaltkreisplättchen, das im folgenden als LSI-Plättchen bezeichnet wird, direkt auf dem gemusterten Metallfilm, wie in Fig. 1 gezeigt, verbunden wird. Die Flüssigkristallanzeigezelle 1 weist ein unteres Substrat 2 und ein oberes Substrat 4 auf, die beide aus transparentem Glas oder anderem gleichartigem Material bestehen, wobei transparente, elektrisch leitende Elektroden 9 und 10 auf deren inneren Oberflächen gebildet sind und wobei sie im wesentlichen parallel zueinander mit einem vorbestimmten Abstand, z. B. 5 bis 15 um, angeordnet und am Umfang mit einem Dichtungsteil 3, wie z. B. Glasfritte oder einem organischen Kleber, abgedichtet sind und dazwischen ein nematischer Flüssigkristall 11 laminiert ist. Vielschicht-Metallfilmverdrahtung 12, die eine Metallfilmschicht mit guter Benetzbarkeit für Lot hat, ist auf dem unteren Substrat 2 gebildet, und ein LSI-Plättchen 6 wird auf der Vielschicht-Metallfilmverdrahtung 12 mittels Lot 5 mechanisch und elektrisch verbunden, und das LSI- Plättchen 6 und die Vielschicht-Metallfilmverdrahtung 12 werden mit Epoxyharz 7 und Harz 8 zum Ausfüllen von Poren im Epoxyharz 7 zum Schutz gegen äußere Umgebungseinflüsse bedeckt.
  • Unter hochgradig feuchten Umgebungsbedingungen führte die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des vorstehend erwähnten Typs manchmal zu Anzeigeausfällen wegen Unterbrechungen der Metallfilmverdrahtung infolge von Korrosion oder elektrochemischer Reaktion oder wegen Kurzschlüssen zwischen den Metallfilmverdrahtungen infolge von abgelösten Metallen unter Betriebsbedingungen, die sich durch Bildung eines Wasserfilms zwischen aneinander angrenzenden Metallfilmverdrahtungen infolge von Wasserabsorption durch die Harzüberzüge 7 und 8 und aus einer Loslösung der Harzüberzüge 7 und 8 vom Substrat 2 ergaben. Als eine Lösungfür das obige Problem wird vorgeschlagen, die Metallfilmverdrahtung 12 mit einem anorganischen Materialfilm in der oben erwähnten japanischen Patentanmeldung No. SHO 59-76480 zu bedecken. Dies sicherte eine Verläßlichkeit unter strengen Umgebungsbedingungen, erhöht jedoch die Zeit und die Kosten der Herstellung, wenn eine Aufstäubungstechnik angewendet wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit hoher Verläßlichkeit unter strengen Umgebungsbedingungen und mit verringerten Herstellungskosten vorzusehen.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine kompakte und hoch verläßliche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vorzusehen, bei der integrierte Steuerschaltkreise auf ihrem Substrat montiert sind.
  • Die oben erwähnten Aufgaben können durch die vorliegende Erfindung gelöst werden, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vorsieht, die umfaßt: obere und untere Substrate mit Elektroden an deren inneren Oberflächen, wobei mindestens eines dieser oberen und unteren Substrate einen ausgedehnteren Bereich besitzt, der sich über den Rand des anderen Substrats erstreckt, Flüssigkristallmaterial, das zwischen den oberen und unteren Substraten angeordnet ist, ein Dichtungsteil, das um den Umfang herum angeordnet ist und das Flüssigkristallmaterial einschließt, ein integriertes Steuerschaltkreisplättchen, das an der inneren Oberfläche dieses ausgedehnteren Bereiches montiert ist, Metallfilmverdrahtungen, die an der inneren Oberfläche des ausgedehnteren Bereiches gebildet sind und die über Lötmittel mit dem integrierten Steuerschaltkreisplättchen mechanisch und elektrisch verbunden sind, eine Beschichtung aus Polyimidharz, die die Metallfilmverdrahtungen bedeckt, und Harzbeschichtung, die zum Auffüllen von Löchern im Polyimidharz das Polyimidharz bedeckt und vor dem Härten geringe Viskosität aufweist.
  • Polyimidharz kann auf die Metallfilmverdrahtungen mit Aufwalztechniken aufgebracht werden, und daher ist dessen Verarbeitung einfach und wird in einer kurzen Zeit vollendet. Da Polyimidharz eine höhere Beständigkeit gegenüber Beeinträchtigung durch Hitze hat, verschlechtern nachfolgende Wärmebehandlungen zur Herstellung eines Flüssigkristallausrichtungsfilms auf Substraten und zum Abdichten der beiden Substrate zur Bildung einer Flüssigkristallzelle die Polyimidschutzbeschichtung nicht. Weiter wird ein anderes Harz niedriger Viskosität vor dem Aushärten über der Polyimidharzbeschichtung zum Ausfüllen von Löchern der Polyimidharzbeschichtung aufgebracht, wodurch die Verläßlichkeit der Metallfilmverdrahtungen gegenüber strengen Umgebungsbedingungen erheblich verbessert werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Flüssigkristallanzeige bekannten Typs;
  • Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • NÄHERE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei gleiche Bezugsziffern für gleiche oder entsprechende Elemente angewandt werden.
  • Zunächst werden auf den inneren, sich gegenüberstehenden Seiten der beiden unteren und oberen Substrate 2 und 4 die transparenten Elektroden 9 bzw. 10 eines vorbestimmten Anzeigemusters vorgesehen, die aus Indiumoxid od. dgl. bestehen. Anschließend werden auf der Oberfläche des unteren Substrats 2 ein NiCr-Film mit guter Haftung am Glassubstrat, ein Cu-Film mit guter Benetzbarkeit für Lot und ein Cr- Film zur Vermeidung einer Oxidation dieses Cu-Films und zum Vermeiden einer Benetzung von Lot und mit Cu durch Aufdampfen in der genannten Reihenfolge zur Bildung eines Vielschichtmetallfilms laminiert, und der Vielschichtmetallfilm wird zu einem Verdrahtungsmuster zur Bildung von Metallfilmverdrahtungen 12 geätzt, die transparente Elektroden 9 mit Stellen auf dem unteren Substrat 2 verbinden, wo ein LSI-Plättchen 6 in einem nachfolgenden Schritt zu montieren ist. Dann wird ein hochgradig wärmebeständiges Polyimidharz mit der Temperatur thermischer Zersetzung über 300 ºC, z. B. lichtempfindliches wärmebeständiges Polyimidharz mit der thermischen Zersetzungstemperatur von 450 ºC und Eignung zum Ätzen dieser Muster, in diesem Ausführungsbeispiel (z. B. PL-1000, verfügbar von Hitachi Chemical Co., Ltd. oder UR3100, verfügbar von Toray Industries, Inc., Japan) Polyimid auf das untere Substrat 2 aufgebracht, und Löcher werden durch dieses geätzt, um das LSI-Plättchen 6 mit den Vielschichtmetallfilmverdrahtungen 12 durch Lot 5 mechanisch und elektrisch zu verbinden, was zur Verdrahtungsschutz-Polyimidbeschichtung 13 führt. Auf die Elektrodenseite der unteren und oberen Substrate 2, 4 wird Polyimidharz aufgebracht und auf 200 ºC bis 350 ºC erhitzt, um einen (nicht dargestellten) Flüssigkristallausrichtungsfilm zu bilden, wie in der japanischen Patentveröffentlichung No. SHO 58-55488 beschrieben ist.
  • Eine Flüssigkristallanzeigezelle 1 wird durch Aufbringen von Epoxyharz als ein Dichtungsteil 3 im wesentlichen völlig um den Umfang des oberen Substrats 4 mit einer (nicht dargestellten) Öffnung darin zum Einführen von Flüssigkristallmaterial in die Zelle 1 und Abdichten der Substrate 2 und 4 mit einem vorbestimmten Abstand von 5 bis 10 um zwischen den Elektroden 9 und 10 durch Aushärten des Epoxyharzes bei 180 ºC hergestellt. Ein Flüssigkristallmaterial 11 wird durch die Öffnung in die Flüssigkristallzelle 1 eingeführt, und die Öffnung wird mit einem Kleber abgedichtet. Durchgehende Löcher werden an den Stellen in der oberen Schicht, dem Cr-Film des Vielschichtmetallfilms 12 entsprechend den Stellen des Lots 5 zur Verbindung des LSI-Plättchens 6 geätzt, und das LSI-Plättchen 6 wird auf der vorbestimmten Stelle mittels Lots 5 verbunden, wodurch das LSI-Plättchen 6 mit den Vielschichtmetallfilmverdrahtungen 12 elektrisch verbunden wird. Plattchenschutzharz 17, das aus Epoxyharz besteht, wird völlig über dem LSI-Plättchen 6 zum Schutz des Plättchens 6 gegenüber Umgebungsbedingungen aufgebracht Dann wird, um mögliche Poren in der Polyimidharzbeschichtung 13 auszufüllen, Harz niedriger Viskosität unter 0,1 Pa.s (z. B. 0,05 Pa.s) vor dem Aushärten, z. B. Urethanharz (z. B. TF-1154, verfügbar von Hitachi Chemical Co., Ltd.) aufgebracht und bildet einen Schutzharzüberzug 18.
  • In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Verdrahtungsschutzbeschichtung 13 aus hochgradig wärmebeständigem Polyimid, und daher beeinträchtigen im nachfolgenden Verfahren nach Aufbringung der Drahtschutzbeschichtung 13 Wärmebehandlungen zur Herstellung des Flüssigkristallausrichtungsfilms und zum Aushärten des Dichtungsteils 3 die Verdrahtungsschutzbeschichtung 13 nicht.
  • In den Verläßlichkeitstests wurde die Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels mit 9 Volt, die durch die Flüssigkristallschicht für 1000 Stunden unter den Umgebungsbedingungen von 80 ºC und 90 % relativer Feuchtigkeit angelegt wurden, betrieben, und es traten keine Korrosion, wie z. B. Elektrolyse, in den Metallfilmverdrahtungen 12 und keine Ausfälle, wie z. B. Ablösung von Metallfilmverdrahtungen, nach 500 Zyklen des Temperaturzyklustests zwischen -40 ºC und 80 ºC auf.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel ergaben Vielschichtmetallfilmverdrahtungen, die aus Ni-Au anstelle der vorerwähnten Metallfilmverdrahtung bestanden, die gleichen Ergebnisse wie das vorstehende Ausführungsbeispiel.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Stabilität und Verläßlichkeit unter strengen Umgebungsbedingungen in einem Ausmaß zu verbessern, das mit denen mit einer aus SiO&sub2; bestehenden Schutzbeschichtung vergleichbar ist, und die Herstellungskosten durch Vereinfachung des Herstellungsverfahrens im Vergleich mit der SiO&sub2;-Schutzbeschichtung zu verringern.

Claims (5)

1. Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die umfaßt: obere und untere Substrate (4, 2) mit Elektroden (10, 9) an deren inneren Oberflächen, wobei mindestens eines (2) dieser oberen und unteren Substrate (4, 2) einen ausgedehnteren Bereich besitzt, der sich über den Rand des anderen Substrats (4) erstreckt, Flüssigkristallmaterial (11), das zwischen den oberen und unteren Substraten (4, 2) angeordnet ist, ein Dichtungsteil (3), das um den Umfang herum angeordnet ist und das Flüssigkristallmaterial (11) einschließt, einen integrierten Steuerschaltkreis (6), der an der inneren Oberfläche dieses ausgedehnteren Bereiches montiert ist, Metallfilmverdrahtung (12), die an der inneren Oberfläche des ausgedehnteren Bereiches gebildet ist und die über Lötmittel mit dem integrierten Steuerschaltkreis (6) mechanisch und elektrisch verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Beschichtung aus Polyimidharz (13), die die Metallfilmverdrahtungen (12) bedeckt, und Harzbeschichtung (18), die zum Auffüllen von Löchern in der Polyimidharzbeschichtung (13) das Polyimidharz (13) bedeckt und vor dem Härten geringe Viskosität aufweist.
2. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die das Polyimidharz (13) bedeckende Harzbeschichtung (18) aus Urethanharz besteht.
3. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die das Polyimidharz (13) bedeckende Harzbeschichtung (18) vor dem Härten eine Viskosität unter 0,1 Pa.s besitzt.
4. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die die Metallfilmverdrahtungen (12) bedeckende Polyimidharzbeschichtung (13) eine Temperatur der thermischen Zersetzung über 300 ºC besitzt.
5. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Polyimidharzbeschichtung (13) aus lichtempfindlichem Polyimidharz besteht.
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