專利名稱：液晶顯示器和液晶投影機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用液晶顯示圖像和字符的液晶顯示器、液晶投影機，以及背投裝置，并且特別地涉及投影型的液晶顯示器、液晶投影機，以及背投裝置。
背景技術：
在當今的多媒體時代中，對于用圖像數(shù)據(jù)進行通信的裝置有越來越多的需要。其中，液晶顯示器吸引了公眾的注意，因為它更薄、功率消耗更小，并且已經發(fā)展成可與半導體行業(yè)比擬的基礎行業(yè)。隨著液晶顯示器在屏幕尺寸上變得更大，因此制造裝備變得昂貴，并且液晶顯示器需要滿足電學上嚴格的特性以驅動較大的屏幕。由于這個原因，喚起了對投影型液晶顯示器的注意，其中制造小的液晶顯示板，并且將在其上顯示的圖像以光學方式放大以顯示。這是因為屏幕尺寸的減小允許改善特性同時減少成本，就像隨著半導體變得越精細，性能和成本被改善的標度律一樣。液晶顯示器面板典型地用引線接合或各向異性導電膜連接到外部系統(tǒng)。
在連接上與一般半導體電路不同的地方在于液晶顯示器面板獲取在透光基板例如在相對的玻璃基板上的電位。日本專利申請公開H05-72545號描述了獲取電位的方法，其中在使用透光基板例如玻璃或樹脂基板的液晶顯示器面板中，用Ag漿將玻璃或樹脂基板的電極直接連接到柔性印刷板。日本專利申請公開2001-249345號和2002-006339號描述了另一種方法，其中用導電材料將電極連接到在硅基板一側上的布線。圖11是在日本專利申請公開2002-006339號中說明的橫截面。如圖11中所說明的，第一基板202提供具有公共布線203和外部連接端子204，并且第二基板212具有相對電極211。將液晶215密封在第一和第二基板202和212之間。也在圖中說明了外部連接區(qū)域233和導電連接部分232例如Ag漿。

發(fā)明內容
日本專利申請公開H05-072545號沒有描述關于夾置液晶的基板的電連接，尤其是在其間夾置液晶的透光基板和硅基板的電連接。從連接到柔性印刷板且電連接到外部的透光基板的電極直接獲取電位，這引起難以防止靜電的問題。
另一方面，只要導電粒子在尺寸上比定義了密封液晶的基板之間的間隙的隔離物大，那么在日本專利申請公開2001-249345號和2002-006339號中描述的方法不能促成導電粒子將透光基板的電極連接到下面的電路。這引起問題，因為控制密封液晶的基板之間的間隙變得困難，并且液晶處理變得復雜。
本發(fā)明為了其目的提供一種液晶顯示器，它具有能夠防止靜電而不干擾密封液晶的基板之間的間隙的配置。另外，為了其目的它實現(xiàn)一種配置，該配置能夠獲得透光基板的電極的電位，而不使過程變復雜，并且抑制施加例如減少產量的局部力。
在用于解決上面問題的根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器中，將多個液晶調制電極以矩陣形式布置在半導體基板上，并且用半導體基板層壓具有透明電極的透光基板并在兩者之間夾置液晶，該顯示器的表征在于半導體基板連接到電連接到外部的印刷板，透明電極不通過半導體基板而連接到印刷板的布線，布線連接到半導體基板，由此透明電極電連接到半導體基板。
根據(jù)本發(fā)明，允許將透光基板電連接到半導體基板而不干擾在其間密封液晶的間隙。在半導體基板上提供防靜電保護電路，以允許保護基板免受靜電。也允許實現(xiàn)一種配置，它能夠獲取透光基板的電極的電位，而不使過程變復雜，并且抑制施加例如減少產量的局部力。
本發(fā)明的更多特征將從下面參考附圖的示例實施方案的描述中變得明白。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的等效電路圖。
圖2A是描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的液晶顯示器的橫截面，并且圖2B是描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的液晶顯示器的透視圖。
圖3是描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的液晶顯示器的橫截面。
圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的液晶顯示器的頂視圖。
圖5是說明在根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案中如何將電路板連接到液晶顯示器的柔性印刷板的頂視圖。
圖6是彎曲的柔性印刷板的橫截面。
圖7是描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案中的另一種配置的液晶顯示器的透視圖。
圖8是描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的液晶顯示器的頂視圖。
圖9是描述使用根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的液晶投影機的圖。
圖10是描述使用根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的背投裝置的圖。
圖11是說明常規(guī)液晶顯示器的例子的圖。
具體實施例方式下面參考附圖詳細地描述本發(fā)明的實施方案。
[第一實施方案] 參考圖1詳細地描述本發(fā)明的第一實施方案。圖1是在液晶投影機中使用的本實施方案中的液晶顯示器的示意圖以及該液晶顯示器的等效電路圖的一個例子。為了簡化的目的，該圖僅說明2×2個像素。
在圖1中，電路圖包括信號線1和2、像素的開關晶體管3～6、液晶7～10、像素的保持電容器11～14、驅動線(掃描線)15和16，以及用于掃描信號線1和2的水平移位寄存器17。電路圖還包括用于掃描驅動線15和16的垂直移位寄存器18、視頻線19，從視頻線19到信號線1和2的采樣開關20和21，以及在作為第二基板的玻璃基板(透光基板)上的相對電極(透明電極)22。在作為第一基板的半導體基板例如硅基板上形成水平移位寄存器17、垂直移位寄存器18、開關晶體管3～6，保持電容器11～14，以及采樣開關20和21。
簡要地描述根據(jù)本實施方案的液晶顯示器的操作。在圖1中，為了簡化的目的，僅說明了2×2個像素。但是，實際上在矩陣中布置了X個像素×Y個像素，其中X和Y是2或更大的自然數(shù)。在高級擴展圖形陣列加(SXGA+)中，例如布置了1400個像素×1050個像素。
在圖1中，垂直移位寄存器18將信號輸入到掃描驅動線15，以接通像素的開關晶體管3和4。在接通開關晶體管時，水平移位寄存器17順序地接通采樣開關20和21，以促使視頻線19將信號發(fā)送到信號線1和2。具體地，接通采樣開關20以將視頻線19的信號寫入到信號線1中。然后，通過像素的開關晶體管3將電荷存儲到保持電容器11中?？缭皆谙鄬﹄姌O22和保持電容器11之間的液晶7施加電壓。在關斷采樣開關20之后，接通采樣開關21以將視頻線19的信號寫入到信號線2中。然后，通過像素的開關晶體管4將電荷存儲到保持電容器12中。跨越在相對電極22和保持電容器12之間的液晶8施加電壓。這樣，將信號順序地寫入連接到驅動線15的像素中(或者，將電荷順序地存儲到保持電容器中，以將信號寫入到像素中)。在將信號寫入連接到驅動線15的所有像素之后，關斷驅動線15。將信號輸入到驅動線16中，以接通開關晶體管5和6。就像連接到驅動線15的像素的操作情況那樣，將信號寫入連接到驅動線16的像素中。在完成了將信號寫入到面板的所有像素中之后，再次重復該操作。
典型地將交流電壓施加到與相對電極22相對的像素電極(液晶調制電極)上以避免燃燒，例如相對于6V中心電壓的±5V電壓，也就是說1～11V被寫入。中心電壓是相對電極22的電壓。
圖2A和2B分別是包括電極選取部分的液晶顯示器的橫截面和透視圖。在圖2A和2B中，在玻璃基板47上的作為透明電極例如ITO電極的相對電極23(對應于相對電極22)通過導電漿部分24例如Ag漿而連接到柔性印刷電路板25。排布柔性印刷電路板25的布線38，并通過引線接合27從柔性印刷板25的焊盤部分(PADportion)26連接到在硅基板(半導體基板)28一側的焊盤部分(pad portion)29。
圖3是包含連接到焊盤部分29的防靜電保護電路30的焊盤部分的詳細圖，其中電路30是例如二極管電路或功率軌鉗位電路。在圖中，焊盤部分29連接到作為另一個電極的光屏蔽層31。光屏蔽層31用來阻止從作為反射電極的像素電極32的間隙入射的光入射到在下面層的開關晶體管上。優(yōu)選地，光屏蔽層31具有與相對電極23(ITO電極)相同的電壓以不在其間產生電壓，因此在本實施方案中光屏蔽層31電連接到相對電極22。將多晶硅35布置成與開關晶體管的漏極36相對，以形成像素的保持電容器。焊盤還包括開關晶體管的柵極33、信號線34，以及開關晶體管的源極37。
圖4是根據(jù)本實施方案的液晶顯示器的頂視圖。在圖中包含柔性印刷板(FPC)25上的布線38。其中形成從導電漿部分24到焊盤部分26的布線38的柔性印刷板(FPC)的字母“L形”部分被省略，因此所示例的柔性印刷板(FPC)25是矩形的。
將柔性印刷板(FPC)25的焊盤部分39提供為從焊盤部分26進入作為第一基板的硅基板28的布線的出口(或入口)。焊盤39通過引線接合27連接到硅基板28，并且其布線延伸到端子40。這種結構促使硅基板中的防靜電保護電路30在靜電到達相對電極23例如玻璃基板上的電極之前吸收從端子40進入的靜電。
本實施方案的液晶顯示器能夠保護玻璃基板的相對電極免受靜電，這在機器模型中在150V或更高的靜電下已提供了高的可靠性。僅在制造過程上施加輕微負擔的但產量更高的液晶顯示器可以被實現(xiàn)。因為不通過在玻璃基板和硅基板之間的夾置而建立傳導，所以不會分散間隙，從而提供良好的圖像質量。在本實施方案中，雖然通過移動玻璃基板的一側而將硅基板和玻璃基板層壓在一起，但是玻璃基板可以制成更大。應當理解，并不限于該配置。在本實施方案中，雖然Ag漿用來連接柔性印刷板，但是不限于Ag漿，也可以使用各向異性的導電膜(ACF)或常規(guī)的引線接合。
圖5是說明在本實施方案中電路板如何連接到液晶顯示器的柔性印刷板的頂視圖。圖6是彎曲的柔性印刷板的橫截面。
圖5和6說明玻璃基板301、硅基板302、引線接合303，以及柔性印刷板304，它們與在圖1～4中說明的反射型液晶顯示器中的情況相同。還說明了電路板305、用于驅動液晶顯示器的控制IC 306和307，以及連接器308。順便提及，在圖2中，將玻璃基板47向與引線接合側相對的那側移動，并且玻璃基板連接到柔性印刷板。如在圖7中所說明的，可以在與布置硅基板的焊盤部分(焊盤部分29等)的方向平行地移動玻璃基板47，并且玻璃基板可以連接到柔性印刷板。
上面描述了其中連接到作為透明電極的相對電極23的焊盤部分29連接到作為另一個電極的光屏蔽層31的情況。但是，該另一個電極不限于此，而是它可以是例如用于形成保持電容器的電極(其中，漏電極36)。在該情況中，多晶硅35連接到像素電極32。這樣，焊盤部分29到光屏蔽層31或保持電容器的多晶硅35的連接消除了對提供獲取光屏蔽層31或保持電容器的多晶硅35的電位的焊盤部分的需要，這允許減少焊盤(PAD)的數(shù)目。
[第二實施方案] 參考圖8描述本發(fā)明的第二實施方案。從玻璃基板上的相對電極例如ITO電極連接到柔性印刷板(FPC)的布線38從焊盤部分41進入硅基板(半導體基板)28的焊盤部分42。防靜電保護電路43連接到焊盤部分42。焊盤部分42還通過引線接合連接到相鄰的焊盤部分44以及柔性印刷板(FPC)25的焊盤部分26。在本實施方案中，端子45通過焊盤部分26，44，42和41連接到玻璃基板上的相對電極例如ITO電極。連接到焊盤部分的防靜電保護電路43防止靜電的放電進入硅基板。雖然焊盤的數(shù)目大于第一實施方案，但是可以提供具有防靜電保護的良好質量的液晶顯示器。
[第三實施方案] 參考圖9描述使用上面第一和第二實施方案的液晶投影機。
圖9是液晶投影機的一個例子。液晶投影機包括燈101、反射器102、棒積分器103、準直透鏡104、偏振轉換系統(tǒng)105、中繼透鏡106，以及分色鏡107。它還包括偏振光束分光器108、正交棱鏡109、液晶面板110、投影透鏡111，以及全反射鏡112。液晶面板110使用在圖5和6中說明的液晶顯示器。
從燈101發(fā)出的光束由反射器102反射，并在積分器103的入口處會聚。反射器102是橢圓形的，并且其焦點位于發(fā)光單元和積分器的入口處。進入積分器103的光束在積分器103內被反射若干次并在積分器的出口處形成二次光源圖像。雖然可以通過使用復眼透鏡來形成二次光源圖像，但是在這里省略該方法。來自二次光源的光束通過準直透鏡104轉換成基本平行的光，并入射到偏振轉換系統(tǒng)的偏振光束分光器105上。P波由偏振光束分光器105反射，并通過λ/2板，其中所有波被轉換成S波以落到中繼透鏡106上。通過中繼透鏡106將光束會聚到面板上。當將光束會聚到面板上時，通過色分離分色鏡107、起偏振片(沒有顯示)、偏振光束分光器108和正交棱鏡109形成色分離系統(tǒng)，以促使S波入射到三個液晶面板110上。液晶面板110中的液晶快門根據(jù)圖像控制每個像素的電壓。一般地，通過液晶的效用將S波調制成橢圓偏振光(或線偏振光)，并且P波分量由偏振光束分光器108透射，由正交棱鏡109顏色合成，然后由投影透鏡111投影。
本實施方案的液晶投影機可以布置在外殼中，并且將圖像光投影到墻壁或專用屏幕上。另外，可以在背投裝置例如背投電視中使用本實施方案的液晶投影機。也就是說，如圖10中所說明的，將反射鏡310、作為屏幕的菲涅爾透鏡311、雙凸透鏡312，以及本實施方案的液晶投影機(在這里僅示出了投影透鏡)布置在外殼中，允許形成背投裝置例如背投電視。
如圖10中所示的，來自液晶投影機的投影透鏡111的光由反射鏡310反射以投影到屏幕的背面上(或者，光可以不通過反射鏡而投影)，由菲涅爾透鏡311轉換成平行光，并且通過雙凸透鏡312而在廣角上發(fā)散。
本實施方案的液晶投影機既可以用于正投型(將圖像光投影到墻壁或專用屏幕上的系統(tǒng))也可以用于背投型(將圖像光投影到屏幕的背面上，以允許觀察者觀看屏幕上的透射光的系統(tǒng))。
如上所述，在本實施方案的液晶顯示器中，即使是透光基板例如玻璃基板上的透明電極也被保護免受靜電，以顯著地降低故障率?？梢詼p小透光基板和半導體基板例如硅基板之間的間隙的分散，這允許形成具有良好圖像質量的、亮度和顏色較少不均勻性的液晶投影機。
在前述實施方案的描述中，雖然將相對電極采取為透明的電極，但是與圖像顯示獨立的相對電極的一部分可以是不透明的電極例如金屬或者是透射性比透明電極低的電極。例如，可以由連接到透明電極的一部分的電極例如金屬性電極來形成連接到導電漿部分24的部分。
雖然在前面實施方案中描述了反射型液晶顯示器以及使用反射型液晶顯示器的液晶投影機，但是本發(fā)明可以應用于透射型液晶顯示器以及使用透射型液晶顯示器的液晶顯示投影機。
本發(fā)明可以用于液晶顯示器、液晶投影機，以及使用液晶來顯示圖像和字符的背投裝置，并且特別地用于投影型液晶顯示器、液晶投影機、正投影裝置，以及背投影裝置。
雖然已參考示例實施方案描述了本發(fā)明，但是應當明白發(fā)明不限于所公開的示例實施方案。下面權利要求的范圍應被賦予最廣泛的解釋以便包含所有這種修改以及等效結構的功能。
權利要求
1.一種液晶顯示器，包括具有透明電極的透光基板；液晶；半導體基板，它與透光基板相對，并在它與透光基板之間夾置液晶，其中半導體基板具有以矩陣形式布置的多個液晶調制電極；以及電連接到半導體基板和透明電極的印刷板，其中印刷板具有不通過半導體基板而電連接到透明電極的以及電連接到半導體基板的布線。
2.根據(jù)權利要求1的液晶顯示器，其中半導體基板具有防靜電保護電路，并且透明電極通過布線電連接到防靜電保護電路。
3.根據(jù)權利要求1的液晶顯示器，其中透明電極通過布線電連接到半導體基板中的另一個電極。
4.根據(jù)權利要求3的液晶顯示器，其中該另一個電極是相對于液晶調制電極布置成與布置液晶的一側相對的光屏蔽層。
5.根據(jù)權利要求1的液晶顯示器，其中液晶調制電極是反射電極。
6.一種液晶投影機，包括液晶顯示器，其中該液晶顯示器包括具有透明電極的透光基板、液晶、半導體基板、以及連接到半導體基板和透明電極的印刷板，所述半導體基板具有以矩陣形式布置的多個液晶調制電極，并且與透光基板相對，在它與透光基板之間夾置液晶，其中印刷板具有不通過半導體基板而電連接到透明電極的以及電連接到半導體基板的布線。
全文摘要
一種液晶顯示器和液晶投影機。將多個液晶調制電極以矩陣形式布置在半導體基板28上，將具有透明電極23的透光基板47與半導體基板層壓在一起并在兩者之間夾置液晶，半導體基板連接到電連接到外部的柔性印刷板25，透明電極不通過半導體基板而連接到柔性印刷板的布線，而布線連接到半導體基板，由此透明電極電連接到半導體基板。半導體基板28提供有防靜電保護電路，并且透明電極通過布線連接到防靜電保護電路。
文檔編號G02F1/1345GK101082707SQ200710108170
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權日2006年5月30日
發(fā)明者市川武史 申請人:佳能株式會社