DE3319339A1 - Treiberanordnung fuer eine x-y-elektrodenmatrix - Google Patents
Treiberanordnung fuer eine x-y-elektrodenmatrixInfo
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Description
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TER MEER -MÜLLER · STEIN W El STEP? *·-' äharp*K.K. - 2064-GER-H
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Treiberanordnung für eine
x-y-Elektrodenmatrix gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Treiberanordnung.
Wenn Anzeigevorrichtungen mit einer x-y-Elektrodenmatrlx,
wie zum Beispiel Dünnfilm-Elektrolumineszenzanzeigen betrieben werden, bedarf es dazu einer Anzahl von Treiberschaltungen.
Bei einer Anzeige mit zum Beispiel 240 zellenförmig angeordneten x-Elektroden und 320 spaltenförmige angeordneten
y-Elektroden sind 560 Treiberschaltungen erforderlich. Es sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht
worden, um eine so große Anzahl von Elektroden und Treiberschaltungen
geeignet anzuordnen.
In Fig. 1 ist die Ansteuerung für eine bekannte Dünnfilm-Elektrolumineszenzanzeige
als Blockdiagramm dargestellt.
Die Anzeigevorrichtung 1 weist y-Treiber 2 für die y-Elektroden
und x-Treiber 3 für die x-Elektroden auf. Weiterhin sind logische Schaltungen, wie Serlell-Parallel-Umsetzer 6
und 7, eine Speicherschaltung 5 und eine Torschaltung 4 vorhanden. Darüberhinaus besteht eine größere Anzahl von
Verdrahtungen, um die logischen Schaltelemente untereinander und diese mit den Elektroden zu verbinden.
Darüberhinaus sind noch mehrere Verbindungen für die Datenübertragung
von Datenschaltungen 8 und 9 und einer Steuerschaltung zu den Seriell-Parallel-Umsetzern 6 bzw. 7 erforderlich.
Die Verbindung zwischen den logischen Schaltelementen erfolgt durch eine integrierte Schaltung,, da die
logischen Schaltelemente auf einem Substrat, wie zum Bei-. spiel einem Keramiksubstrat, ausgebildet sind.
• w · · · t ψ- m — η
TER MEER -MÜLLER · SI^iMMEISTCR* ··-* "-«Sharp K.K. - 2064-GER-H
In der Treiberschaltung sind eine Mehrzahl von Hochspannungs-Treiber
transistoren 11 vorhanden, deren jeweiliger Drain jeweils mit der Kathode einer Mehrzahl von Dioden
verbunden 1st, wie dies in Pig. 2 dargestellt ist. Von der Verbindungsleitung zwischen dem jeweiligen Drain und
der jeweiligen Kathode wird eine Hochspannung abgegeben. Die Elektrodentreiberschaltung weist zum Beispiel eine
integrierte Hochspannungsschaltung 15 mit den Hochspannungstransistoren
11 und eine Treiber-Hochspannungsdiodenanordnung 14 auf. Zwischen diesen Teilen sind Verbindungen
hergestellt. Es entsteht dadurch eine Treiberschaltung in Hybridtechnik, bei der jeweils Anschlüsse der integrierten
Transistorschaltung und der Diodenanordnung paarweise miteinander verbunden sind. Die Teile und die Verbindungen
befinden sich auf einem Substrat.
Bei einer solchen hybriden Treiberanordnung sind also komplexe Schaltungen auf demselben Substrat angeordnet, welches
Substrat wiederum auf einer Trägerplatte wie einer flexiblen Leiterplatte oder dergleichen angeordnet ist.
Die Zahl der Ausgangs leitungen entspricht der Zahl der Matrixelektroden.
Die Verbindung unter den Hochspanrmngstransistoren und
unter den Treiberdioden erfolgt über Dickfilme. Zwischen den Transistoren und den Dioden ist eine große Anzahl von
Verbindungen erforderlich. Darüberhinaus ist der Wirkungsgrad bei der Herstellung gering und die Herstellung damit
teuer, da es schwierig ist, die hohe Dichte kleiner Verbindungsleitungen
zu erzielen. Darüberhinaus ist es erforderlich, zwischen der Diodenanordnung und der Transistoranordnung
einen Platz für die Verdrahtung freizuhalten.
(t Λ * O · β
TER MEER-MPLLER . STEINMEISTEfP?" ··«" Sharp* "Κ. K. - 2O64~GER--H
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Treiberanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit geringerem
Verdrahtungsaufwand als bisher herstellbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung für die Anordnung ist im Anspruch
1 und für das Herstellverfahren in Anspruch 5 kurzgefaßt wiedergegeben. Die Anordnung zeichnet sich dadurch
ans, daß erste Schaltelemente, wie zum Beispiel eine Transistoranordnung, auf der einen Seite des Substrates
und zweite Schaltelemente, wie zum Beispiel Diodenanordnungen, symmetrisch zu den ersten Schaltelementen auf der
gegenüberliegenden Seite des Substrates angeordnet sind. !
Die Verbindung erfolgt durch Durchgangslöcher im Substrat.
Dadurch ergibt sich ein kompakter Aufbau der Anordnung und die Verbindungen lassen sich äußerst einfach, zuverlässig
und billig herstellen.
Bei der Herstellung werden die ersten und die zweiten Schaltelemente zunächst auf den beiden Seiten des Substrates
angeordnet, angepreßt, aufgeheizt und dann gemeinsam verlötet. So lassen sich in einem Arbeitsschritt die
Verbindungen zwischen den Schaltelementen, also zum Beispiel den Transistoren und den strombegrenzenden Dioden,
sowie den Anschlußleitungen für die Elektroden herstellen.
Sind mehrere gleichartige erste Schaltelemente bzw. zweite Schaltelemente nebeneinander jeweils auf einer Seite des
Substrates anzuordnen, so erfolgt eine paarweise Anordnung nach der anderen, wobei zwischendurch das Substrat weitertransportiert
wird.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das verwendete Substrat zugleich die flexible Leiterplatte zum Anschließen der
Elektroden ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher
erläutert.
TER MEER - MÜLLER ■ S-TEHMWEISTER ---" Sbarp--K.K. - 2064-GER-H
- 6 Es zeigen:
Pig. 1 ein Blockdiagramm einer bekannten Ansteuerschaltung zum Beispiel für eine Dünnfilm-Elektrolumineszenzanzeige;
Fig. 2 einen Teil einer Elektroden-Treiberschaltung
gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße
Treiberanordnung;
Fig. 4 eine Schnittansicht des inneren Aufbaus eines
Schaltelementes gemäß der vorliegenden Er
findung;
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Herstellvorrichtung;
Fig. 6 ein Diagramm über die Beziehung zwischen der Temperatur einer Heizpatronenspitze und der
Masse einer erzielten Löthaut; und
Fig. 7 ein Diagramm des Temperaturverlaufs an den
Spitzen einer oberen und einer unteren Heizpatrone während einem kontinuierlichen Fertigungsprozeß.
In Fig. 2 ist teilweise eine Treiberanordnung für eine
x-y-Elektrodenmatrix dargestellt. Eine Gruppe von x-y-Matrixelektroden
für eine Dünnfilm-Elektrolumineszenzanzelge 1 ist mit Hochspannungs-Treibertransistoren 11
und Hochspannungsdioden 12 jeweils verbunden. Die Zahl der Hochspannungstransistoren 11 und der Hochspannungs-
TER MEER -MÜLLER · STeiNMEISTBFi* ·*** '-"Snarp Κ.Κ· - 2064-GER-H
Treiberdioden 12 entspricht der Zahl der Elektroden. Die Transistoren 11 sind innerhalb einer Transistorenanordnung ι
und die Dioden 12 innerhalb einer Diodenanordnung 14 integriert. Die Transistoren 11 sind mit den Dioden 12 jeweils
verbunden, und die Verblndungsleiturig ist an die Elektroden angeschlossen.
Jeder der Transistoren 11 gibt eine Treiberspannung an die zugehörige Elektrode. Jede Diode 12 dient dazu, eine Strombegrenzung
für die Dünnfilm-Elektrolumineszenzelemente durchzuführen. Für jede Elektrode liegen ein Transistor 11
und eine Diode 12 vor.
Bei einer Ausführungsform einer anmeldegemäßen Anordnung \
liegen Leitungen 22 auf beiden Seiten eines flexiblen Substrates 21, zum Beispiel aus einem organischen Film, vor.
Die Leitungen 22 auf den beiden Seiten des Substrates 21
sind elektrisch über Durchgangslöcher 23 miteinander verbunden.
Die Leitungen 2? dienen dazu, die Elektroden zum
Beispiel einer x-y-Matrix anzuschließen. Ein Transistorgehäuse 24 beinhaltet eine Transistoranordnung 13 einer
integrierten Treiberschaltung mit Transistoren 11, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind. Diese Transistoren sind an die
Leitungen 22 auf einer Seite des Substrates 21 angeschlossen. Ein Diodengehäuse 25 beinhaltet eine Diodenanordnung
24 mit integrierten Dioden 12. Diese sind an die Leitungen 22 auf der anderen Seite des Substrates 21 angeschlossen.
Das Transistorgehäuse 24 und das Diodengehäuse 25 bestehen zum Beispiel aus Harzguß, um eine ähnliche
Form zu erzielen. Die beiden Gehäuse sind jeweils in symmetrischer Position zu beiden Selten des Substrates 21
angeordnet.
TER meer-Müller . STSNMEiSTEe* #..: " :,.Sharp K.K. - 2o64-ger-h
In Fig. 4 ist der innere Aufbau der Gehäuse 24 und 25 dargestellt.
Eine Transistoranordnung mit zum Beispiel integrierten Hochspannungs-MOS-Transistoren und Schaltelemente
JiI, wie zum Beispiel Hochspannungsdioden, sind auf einem
Rahmen 32 angeordnet. Der Rahmen 32 ist von einem Harzguß
umgeben. Anschlüsse 34 ragen nach rechts und links aus dem
Sahaltungsteil 31 heraus. Die Enden der Anschlüsse 34 im
Harzguß 33 sind mit den Schaltungsteilen 31 Über Leitungen
35 verbunden.
Die Gehäuse 24 und 25 sind mit dem Substrat 21 zürn Beispiel
über eine Pließlötung verbunden. Sie sind symmetrisch zu beiden Seiten des Substrates 21 angeordnet und über Leitungen
22 angeschlossen. Bei der Herstellung werden die Gehäuse zeitweilig durch die Anschlüsse 34 gehalten. Das Substrat
21 mit den so angeordneten Gehäusen wird in die Heißpreßvorrichtung gemäß Fig. 5 eingesetzt. Dabei werden
die Anschlüsse 34 mit den Leitungen 22 des Substrates 21
verbunden, und das so bearbeitete Substrat wird dann weitertransportiert. Die Heißpresse gemäß Fig. 5 weist bewegliche
obere und untere Träger 41 mit Heizabschnitten 44 mit Heizern 43 auf, die über Wärmeisolatoren 42 jeweils innen
zwischen den sich einander gegenüberstehenden Trägern 41 angeordnet sind. Heizpatronen 45 befinden sich auf den
Heizteilen 44.
Wenn sich der Abstand zwischen den Trägerplatten 41 verringert, werden die zwischen die Heizpatronen 45 eingeklemmten
Anschlüsse 34 auf dem Substrat 21 gleichzeitig von beiden
Seiten durch VorsprUnge 46 der Heizpatronen 45 angedrückt.
Wenn in dieser Position die Heizer 43 erwärmt werden, wird ihre Wärme auf die Anschlüsse 34 durch die Heizpatronen
45 übertragen, wodurch eine zunächst auf den Leitungen
22 aufgetragene Lötschicht geschmolzen wird. Wenn
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER '-* SHnrp-K. K. - 2064-GER-H
danach die Temperatur der Leitungen 34 wieder abgesenkt
wird, wird die Lötschicht hart und die Leitungen 34 sind
somit mit den Substratleitungen 22 verbunden. Die Form der Heizpatronen 45 entspricht vorteilhafterweise der Form
der Anschlüsse 34. Wenn die Anschlüsse 34 so befestigt
sind und das Substrat 21 weltertransportiert ist, werden die Anschlüsse 34 benachbarter neuer Gehäuse 24 und 25 mit
den Substratleitungen 22 durch Wiederholen des beschriebenen Prozesses befestigt.
Die Gehäuse 24 und 25 sind so auf den beiden Seiten eines
Substrates 21 angeordnet. In der Ansicht gemäß Fig. 3 erstrecken
sich die Anschlüsse der Gehäuse 24 und 25 nach links und rechts. Die Durchgangslöcher 23 befinden sich
in Querrichtung gesehen innerhalb der Anschlüsse der Gehäuse. Dies führt zu einem besonders platzsparenden Aufbau,
da. dadurch die Verdrahtung zwischen den ersten Schaltelementen, zum Beispiel Transistoren,und den zweiten
Schaltelementen, zum Beispiel Dioden, keinen zusätzlichen Platz in Anspruch nimmt. Die ersten und die zweiten Schaltelemente
sind paarweise über die Durchgangslöcher 23 und
die Substratleitungen 22 miteinander verbunden.
Die Anzahl der Elektroden, die jeweils miteinander gleichzeitig zu verbinden sind, hängt von der Zahl von Schaltungselementen in den Gehäusen 24 und 25 ab. Die Zahl der zu ver-
lötenden Gehäuse 24 und 25 auf dem Substrag 21 hängt von
der Gesamtzahl der Elektroden ab. Die Gehäuse 24 und 25
sind jeweils mit demselben gegenseitigen Abstand angeordnet. Das Lötmaterial zum Befestigen der Anschlüsse 34 kann
nicht nur ein aufgelötetes, sondern zum Beispiel auch ein aufgedrucktes Material sein.
TER MEER. MÖLLER ST^BStW 1^f* Κ'Κ' " 2064-GER-H
In Pig. 6 ist der Zusammenhang zwischen der Temperatur der
Spitze einer Heizpatrone und der Masse einer Löthaut aufgezeichnet. Bei der Messung ist ein flexibles Substrat mit
einer plattierten Lötschicht von etwa 40 um Dicke verwendet.
Die Gehäuse 24 und 25 wurden mit den Substratleitungen
auf dem flexiblen Substrat während einer Aufheizzeit von etwa zwei Sekunden verbunden. Liegt die Temperatur der
Spitze einer Heizpatrone 4-5 höher als 2βθ 0C, so wird eine
durchschnittliche Masse der Löthaut von etwa 500 g pro Leitung erzielt. Bei diesem Wert ist die Lötstelle von
guter Qualität.
Im folgenden wird anhand der Fig. 7 ein Lötzyklus beschrieben. Die zur Beschreibung verwendete Größe ist die Temperatur
an der Spitze einer Heizpatrone. Es ist jeweils der Temperaturverlauf an der Spitze einer oberen und einer
unteren Heizpatrone bei kontinuierlicher Fertigung aufgezeichnet. Der Lötzyklus umfaßt jeweils einen Schritt des
Aufheizens, des Fließlötens und des Abkühlens. Die Schritte
werden in einem bestimmten Takt durchgeführt. Wird die Temperatur
der Heizpatronenspitzen für den Fließlötvorgang zu etwa 280 0C festgelegt, können die oberen und unteren integrierten
Schaltungen mit dem Substrat während etwa 8 Sekunden verbunden werden. Die Taktzeit kann dadurch verringert
werden, daß die Heizleistung der Heizquellen vergrößert wird, die Kühlung verbessert, oder die Art des Substratfilms
geändert wird.
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Leerseite
Claims (1)
- P β« · e• · 9 βTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTERPATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATfORNEYSDipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister Dipl.-lng, F, E. Müller Λ . , _. . , „ΑTriftstrasse 4, Artur-Ladebeck-Strasse 51D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1MÜ/j/ho/b 27. Mai 19832064-GER-HSHARP KABUSHIKI KAISHA 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, OsakaJapanTreiberanordnung für eine x-y-ElektrodenmatrixPriorität: 31. Mal 1982, Japan, Nr. 57-PATENTANSPRÜCHETreiberanordnung für eine x-y-Elektrodenanordnung mit- einem Substrat (21),- auf diesem aufgebrachten ersten Schaltelementen (24) mit Anschlüssen (34) und- a.uf diesem aufgebrachten zweiten Schaltelementen (25) mit Anschlüssen (34),dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schaltelemente auf der einen Seite des Substrates und die zweiten Schaltelemente auf der anderen Seite des Substrates symmetrfech zu den ersten Schaltelementen angebracht sind und daß die Anschlüsse der ersten Schaltelemente mit denen der zweiten Schaltelemente durch Durchgangslöcher (23) im Substrat verbunden sind.TER meer-Müller - sarEirsiMErsiEfe***: * f'Siiarp K.K. - 2064-GER-H2, Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine flexible Leiterplatte zum Anschließen der Elektroden ist.3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchgangslöcher (23) innerhalb der von den Schaltelementen (24,25) abgedeckten Fläche liegen.4. Anordnung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schaltelemente integrierte Treibertransistoren (11) aufweisen.5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder.A, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltelemente integrierte Dioden (12) zur Strombegrenzung aufweisen..6. Herstellverfahren für eine Treiberanordnung mit einem Substrat (21), auf diesem aufgebrachten ersten Schalt-2Q elementen (24) mit Anschlüssen (32O und zweiten Schaltelementen (25) mit Anschlüssen (3*0, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die ersten Schaltelemente auf der einen Seite des Substrates und die zweiten Schaltelemente symmetrisch dazu auf der anderen Seite des Substrates angeordnet werden und daß dann die Anschlüsse angepreßt und aufgeheizt werden.7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlüsse der ersten und der zweiten Schaltelemente jeweils paarweise miteinander verbunden werden.'8. Verfahren nach Anspruch 6> dadurch g e kennzeichnet, daß das Substrat transportiert wird, um neue erste und zweite Schaltelemente aufzunehmen, nachdem die vorhergehenden ersten und zweiten Schaltelemente am Substrat befestigt sind.
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