CH651691A5

CH651691A5 - Anzeigevorrichtung mit fluessigkristall und verfahren zu deren herstellung.

Info

Publication number: CH651691A5
Application number: CH483181A
Authority: CH
Inventors: Dieter Heimgartner; Meinolph Kaufmann; Hanspeter Dr Schad
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1985-09-30
Also published as: JPS5825617A; DE3224264A1; GB2102977A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit Flüssigkristall und ein Verfahren zu deren Herstellung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9.

Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung ist bekannt aus der DE-OS 26 35 942. Es werden Glasfasern als Abstandshalter von einem Klebstoff umhüllt, welcher dann ausgehärtet wird. Die ummantelte Glasfaser bildet einen biegsamen Draht mit einem Aussendurchmesser zwischen 50 um und 200 um. Sie wird in der Umrandung auf dem ausreichend vorgewärmten Substrat angeordnet. Die beiden Platten werden so stark zusammengepresst, dass der Klebstoff zwischen den Platten und der Faser zur Seite hin entweicht und die Faser mit den Platten in direkten Kontakt tritt. Die Glasfasern können auch als Abstandshalter im Anzeigebereich zwischen den Trägerplatten in gleicher Weise wie in der Umrandung angeordnet werden. Die Trägerplatten und Glasfasern bestehen aus einem preiswerten Weichglas.

Die Herstellung der obigen Anzeigevorrichtung ist arbeitsaufwendig; sie erfordert viele verschiedene Fertigungs-5 schritte. Die Glasfasern mit dem umhüllten Klebstoff sind im Anzeigebereich gut sichtbar. Es ist nicht möglich, sehr genaue und geringe Abstände zwischen den Trägerplatten, insbesondere bei grossen Flächen, herzustellen. Z.B. können Abstände von etwa 10 um nicht hergestellt werden.

10 Aus der DE-OS 24 35 422 ist eine Zelle für Flüssigkristallanzeigen bekannt, welche einen sehr genauen Abstand (3 ±0-3 |xm) der aus Glas bestehenden Trägerplatten besitzt aufgrund von in einer Trägerplatte ausgeätzten Abstandsnocken. Die Trägerplatten sind so gegeneinander gekrümmt, dass innere 15 Spannungen erzeugt werden, die die gegenüberliegenden Oberflächen im gegenseitigen Berührungsbereich über die Abstandsnocken gegeneinander gedrückt halten. Die Abstandsnocken haben einen Durchmesser von 0,1 mm und sind auf den Eckpunkten einer Netzanordnung von 5x5 mm an-2ogeordnet. Die Zelle wird unter Druck auf die Umrandung verklebt. Die verwendeten Platten weisen eine sehr genaue Planität auf. Sie werden einer Wärmebehandlung unterzogen, so dass eine nahezu gleichförmige Krümmung entsteht, welche weit grösser ist als die durch die anfangs anwesenden Wel-25 ligkeiten gegebenen Krümmungen.

Die obige Zelle hat den Nachteil, dass der Kleberand der Zelle ziemlich breit sein muss, um einem Aufbrechen der Zelle vorzubeugen. Die Trägerplatten aus Glas müssen mit zunehmender Fläche dicker gewählt werden. Das Herstellungsverfahren erfordert viele verschiedene Arbeitsschritte.

Die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Anzeigevorrichtung herzustellen, welche mit Trägerplatten beliebig grosser Fläche und beliebiger Dicke eine sehr hohe Genauigkeit des Abstandes der Trägerplatten aufweist. 35 Das Herstellungsverfahren einer solchen Vorrichtung soll einfache und wenige Herstellungsschritte aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäss durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.

Die erfmdungsgemässe Anzeigevorrichtung weist auch bei 40 grossflächiger Anzeige einen sehr genauen Abstand auf, weil 'die Fasern mit ihren kleinen Durchmesser-Toleranzen und die Klebefixierpunkte durch ihr regelmässiges und feines Raster den Abstand zwischen den Trägerplatten definieren. Mit besonderem Vorteil ist die das Raster definierende Einheit 45 quadratisch oder rechteckig, und hat einen Punkteabstand von 1 bis 10 mm. Die Klebefixierpunkte verhindern auch ein Herumwandern der Fasern in der Anzeigevorrichtung, so dass ein einwandfreier Betrieb der Anzeige auch auf längere Sicht gewährleistet ist. Das Sichtfeld der Anzeige wird durch 50 die Fasern nicht gestört, da die Fasern über die Trägerplatten statistisch verteilt sind und die erfindungsgemässen Dimensionen aufweisen. Die Fasern bestehen aus Glas oder Plastik, da diese Materialien eine grosse Druckfestigkeit und eine sehr gute elektrische Isolierung aufweisen. Die Plastikfasern sind 55 am besten aus Kevlar (Poly(l,4-phenylen-terephthalamid) herstellbar, da dieses Material sehr gut bearbeitbar ist.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft anwendbar bei einer Anzeigevorrichtung mit internem Reflektor, einem Zirkularpolarisator und homöotroper Orientierung der dielektrisch 60 negativ anisotropen Flüssigkristallschicht in feldfreiem Zustand. Hier kommt es auf einen sehr genauen Trägerplatten-abstand an.

Da bei solchen Anzeigevorrichtungen einerseits die optische Phase bei Reflexion erhalten bleiben muss, und anderer-65 seits unerwünschten Spiegelungen vorgebeugt werden muss, besteht der Reflektor aus Aluminiumschuppen in einer speziellen Schicht.

Die Anzeigevorrichtung wird erfmdungsgemäss im Sieb-

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drackverfahren hergestellt. Dieses Verfahren erlaubt auch ein kentoleranz der Glasfasern 8 ist sehr klein. Die Flüssigkri-gleichzeitiges Aufbringen des Klebestoffes und der Fasern auf stallschicht 4 besteht aus einem nematischen Flüssigkristall die Trägerplatten. Damit eine sehr genaue Planität und ein mit negativer dielektrischer Anisotropie und ist im Ausgangs-sehr genauer Abstand der Trägerplatten eingehalten werden, zustand homöotrop orientiert. Bei Trägerplatten dünner als findet die Aushärtung des Klebestoffes in einem erfmdungs- 5 3 mm wird die Planität der Zelle praktisch nur noch von der gemässen Raster aus Klebefixierpunkten unter einem zeitlich Dickentoleranz des internen Reflektors 5 und den Abstandsund flächenmässig konstanten Anpressdruck statt. Der Kle- haltern 8 und der Verteilung der Abstandshalter und der Klebestoff besteht vorzugsweise aus einem Heiss-Kleber auf Epo- befixierpunkte bestimmt. Der interne Reflektor 5 ist bekannt xidharz-Basis, weil dieser Klebstoff eine sehr gute Verbin- z.B. aus der DE-OS 26 29 765, und besteht aus Aluminiumdung zwischen den Trägerplatten herstellt. 10 schuppen in einer Schicht aus CeO, MgO, Si02, TiO, Ti02,

Mit einer Matrixanordnung der Elektroden, welche in Zr02, A1203 oder Gd203. Vorzugsweise besteht diese Schicht

Form von Schriftzeilen ausgebildet sind, können z.B. Fern- aus Gd203.

seh- und Graphikbildschirme einfach und preiswert herge- In der Figur 2 wird eine der Trägerplatten der Anzeigestellt werden. Da Plastikfolien genügender Flexibilität und Vorrichtung mit einer Umrandung 10 und einem Raster aus mit sehr ebenen Oberflächen herstellbar sind, können auch 15 Klebefixierpunkten 9 gezeigt. In der Umrandung 10 befinden grossflächige, gekrümmte Anzeigevorrichtungen hergestellt sich ebenfalls Glasfasern 8. Die Elektrode und der interne Re-werden. flektor sind dabei nicht gezeichnet. Die Klebefixierpunkte 9

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in Figuren und die Umrandung 10 werden durch Siebdruck auf der Trä-

dargestellten Beispiels näher erläutert. Dabei zeigt: gerplatte aufgetragen und die Glasfasern 8 werden dann stati-

Fig. 1 einen Querschnitt einer erfindungsgemässen Anzei- 20 stisch über die Platte verteilt. Als Alternative werden die gevorrichtung, und Glasfasern 8 zusammen mit dem Klebstoff durch Siebdruck

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung mit auf die Platte aufgetragen. Die justierte Zelle wird unter ei-

dem Raster der Klebefixierpunkte auf einer Trägerplatte. nem zeitlich und flächenmässig konstanten Anpressdruck

In der Figur 1 wird eine Anzeigevorrichtung gezeigt mit ausgehärtet. Es entsteht deshalb ein dünner Zellenzwischen-

einem Zirkularpolarisator 1, einer vorderen Trägerplatte 2, 25 räum, dessen Trägerplatten extrem planparallel sind. Bei ei-

einer Frontelektrode 3, einer Flüssigkristallschicht 4, einem ner Anzeigevorrichtung mit negativem Kontrast, d.h. helle

Reflektor 5, einer Rückelektrode 6, einer hinteren Träger- Zeichen auf einem dunklen Hintergrund, sind die Klebefixier-

platte 7, Glasfasern 8 und Klebefixierpunkten 9. punkte 9 nicht sichtbar, da zwischen den Elektroden, welche

Die Frontelektrode 3 ist zwar durchgehend gezeichnet, z.B. in Form von Schriftzeilen ausgebildet sind, genügend kann aber in Ziffernform aus mehreren Elementen bestehen. 30 Abstand besteht.

Auch können die Frontelektrode 3 und die Rückelektrode 6 Die Erfindung ist selbstverständlich nicht beschränkt auf als Zeilen- bzw. Spaltenelektroden einer Matrixanordnung Anzeigevorrichtungen, welche oben beschrieben worden sind,

ausgebildet sein. Der Abstand zwischen den Trägerplatten 2 Auch Anzeigevorrichtungen, welche in Transmission und/ und 7 wird erfmdungsgemäss definiert durch die Glasfasern 8, oder nach dem Gast-Wirt-Effekt betrieben werden, können welche einen Durchmesser von 5±0 2 (im und eine Länge von 35 erfmdungsgemäss hergestellt werden. Die Klebefixierpunkte etwa 50 |im besitzen und die Klebefixierpunkte 9. Die Dik- müssen dann im entsprechenden Fall eingefarbt werden.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims

651 691 PATENTANSPRÜCHE

1. Anzeigevorrichtung mit Flüssigkristall mit zwei zueinander parallelen Trägerplatten (2,7), welche mit einer Umrandung (10) aus faserartigem Material, welches den Abstand zwischen den Trägerplatten (2,7) definiert, eine Zelle bilden, in welcher eine Flüssigkristallschicht (4) eingefüllt ist, mit Front- (3) und Rückelektrode (6), mit weiteren Fasern (8) als Abstandshalter im Bereich der Flüssigkristallschicht und mit einem ausgehärteten Klebstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrandung (10) aus Klebstoff mit mehreren Fasern besteht, dass der Klebstoff ein regelmässiges Raster aus Klebefi-xierpunkten (9) auf den Trägerplatten (2,7) bildet, dass die Fasern (8) einen Durchmesser von 2 bis 15 fim und eine Länge von höchstens 200 [im besitzen, und dass die Fasern (8) statistisch über eine der Trägerplatten verteilt sind.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinste, das Raster definierende Einheit quadratisch oder rechteckig ist und einen Punktabstand von 1 bis 10 mm hat.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (8) aus Glas oder Plastik bestehen und einen Durchmesser von 5±0-2 um und eine Länge von etwa 50 |xm besitzen.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastikfasern aus Poly (1,4-phenylen-te-rephthalamid) bestehen.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der vorderen Trägerplatte (2) ein Zirkularpolarisator (1) und über der Rückelektrode (6) ein interner Reflektor (5) angebracht ist, und die Flüssigkristallschicht im feldfreien Zustand homöotrop ist.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Reflektor (5) aus Aluminiumschuppen in einer Schicht aus CeO, MgO, Si02, TiO, Ti02, Zr02, AI2O3 oder Gd203 besteht.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatten (2,7) aus Glas und maximal 3 mm dick sind.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatten (2,7) Kunststoffolien sind mit einer maximalen Dicke von 1 mm.

9. Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff durch Siebdruck aufgedruckt wird, dass die Fasern über die Trägerplatte gleichmässig verteilt werden, und dass der Klebstoff unter einem zeitlich und flächenmässig konstanten Anpressdruck aushärtet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff aus einem Heiss-Kleber auf Epoxidharz-Basis besteht.