DE102018115418A1

DE102018115418A1 - Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkristalldisplays

Info

Publication number: DE102018115418A1
Application number: DE102018115418.6A
Authority: DE
Inventors: Bernd Fischer
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2018-06-27
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2020-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkristalldisplays (1), wobei wenigstens eine Flüssigkristallschicht (10) erzeugt wird, und wobei zu beiden Seiten der Flüssigkristallschicht (10) ein Polfilter (11) angeordnet wird, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen wenigstens eines Substrates (12); Lithografisches Aufbringen einer Polfilterschicht (11a, 11b) auf das Substrat (12); Aufbringen einer Füllschicht (13) auf die Polfilterschicht (11a, 11b); Aufbringen einer Strukturschicht (14); Anordnen von zwei Substraten (12) mit den aufgebrachten Schichten parallel und beabstandet zueinander und Einbringen der Flüssigkristallschicht (10) zwischen den sich gegenüberliegenden Strukturschichten (14). Ferner richtet sich die Erfindung auf ein solches Flüssigkristalldisplay (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkristalldisplays, wobei wenigstens eine Flüssigkristallschicht erzeugt wird, und wobei zu beiden Seiten der Flüssigkristallschicht ein Polfilter angeordnet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Flüssigkristalldisplay, hergestellt mit einem solchen Verfahren.
STAND DER TECHNIK
Beispielsweise offenbart die EP 2 555 044 A1 ein Flüssigkristalldisplay mit einer Flüssigkristallschicht und mit zumindest einem außenseitig angebrachten Polfilter. Nachteilhafterweise sind jedoch außenseitig vorhandene Polfilter empfindlich, insbesondere dann, wenn diese an zugänglichen Oberflächen des Flüssigkristalldisplays vorhanden sind.
Als weiteres Beispiel zeigt 1 ein Flüssigkristalldisplay 1 mit einer mittigen Flüssigkristallschicht 10, und das Flüssigkristalldisplay 1 besitzt zwei Substrate 12, beispielsweise hergestellt aus Glas, auf denen außenseitig zur Bildung der Polfilter 11 die Polfilterschichten 11a und 11b aufgebracht sind. Zwischen den Substraten 12 befinden sich ferner Füllschichten 13 und Strukturschichten 14, beispielsweise Polyimidschichten mit Riffelstruktur, zwischen denen die Flüssigkristallschicht 10 eingebracht ist. Zwischen den Füllschichten und den Strukturschichten 14 kann in nicht näher gezeigter Weise eine Schicht angeordnet werden, die eine transparente Elektrode bildet, um die Flüssigkristallschicht 10 auch elektrisch anzusteuern.
Insbesondere bei einem Einsatz eines Flüssigkristalldisplays 1 in einem Scheinwerfer eines Fahrzeugs muss aus dem Flüssigkristalldisplay 1 Wärme abgeleitet werden, wobei die außenseitig in der Regel aufgeklebten Polfilterschichter 11a, 11b auf einer Kunststoff-Trägerfolie aufgebracht sind, die entsprechend empfindlich ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur Herstellung eines Flüssigkristalldisplays, das einfach ausgeführt ist und mit dem ein robustes Flüssigkristalldisplay hergestellt werden kann. Insbesondere soll bei der Displayherstellung die Anwendung von Klebetechniken und dergleichen vermieden werden, und es ist insbesondere die Aufgabe der Erfindung, die Bereitstellung bzw. die Herstellung der Polfilter in den Herstellungsprozess zur Herstellung des Flüssigkristalldisplays zu integrieren.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkristalldisplays gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einem Flüssigkristalldisplay gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung weist das Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkristalldisplays wenigstens die folgenden Schritte auf: Bereitstellen wenigstens eines Substrates; lithografisches Aufbringen einer Polfilterschicht auf das Substrat; Aufbringen einer Füllschicht auf die Polfilterschicht; Aufbringen einer Strukturschicht; Anordnen von zwei Substraten mit den aufgebrachten Schichten parallel und beabstandet zueinander und Einbringen der Flüssigkristallschicht zwischen den sich gegenüberliegenden Strukturschichten.
Kerngedanke der Erfindung ist die verfahrenstechnische Integration der lithografischen Herstellung von Polfiltern bei der Bereitstellung von Substraten, zwischen denen schließlich auch die Flüssigkristallschicht angeordnet wird. Der besondere Vorteil liegt darin, dass sämtliche Schichtaufbauten in einem aufeinanderfolgenden Verfahren auf das Substrat aufgebracht werden können, um schließlich bei einer entsprechenden Anordnung der Substrate parallel und beabstandet zueinander die Flüssigkristallschicht zwischen die Substrate einzubringen. Dadurch entsteht ferner der Vorteil, dass die Substrate die Außenhaut des Flüssigkristalldisplays bilden, und das Flüssigkristalldisplay weist eine besondere Robustheit auf.
Mit besonderem Vorteil werden zwei Substrate mit der jeweils aufgebrachten Polfilterschicht, der Füllschicht und der Strukturschicht zueinander gegenüberliegend angeordnet, sodass sich die beiden Strukturschichten einen Spalt bildend gegenüberstehen, wobei zwischen die beiden Strukturschichten die Flüssigkristallschicht eingebracht wird. Das Einbringen der Flüssigkristallschicht zwischen den Strukturschichten kann mit Vorteil durch Erzeugung eines Unterdrucks in den Spalt erfolgen, sodass die Flüssigkristallschicht in den Spalt eingezogen wird. Um die zueinander beabstandete Anordnung der Innenoberflächen der Strukturschichten zu schaffen, können Abstandsmittel vorgesehen sein, die sich zwischen den beiden Substraten mit den jeweiligen Schichtaufbauten erstrecken.
Die Bereitstellung der beiden Substrate kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise können die beiden Substrate getrennt voneinander mit den jeweiligen Schichten aufgebaut werden, um schließlich in einer parallel und beabstandet zueinander ausgerichteten Anordnung verwendet zu werden, und um die Flüssigkristallschicht einzubringen. Mit besonderem Vorteil kann vorgesehen sein, die beiden Substrate während der Aufbringung der Polfilterschicht, der Füllschicht, insbesondere auch einer transparenten Elektrode und der Strukturschicht einteilig miteinander auszubilden, wobei die beiden Substrate mittels eines Trennverfahrens voneinander getrennt und vereinzelt werden. Insbesondere dann, wenn die Polfilterschichten bei der Aufbringung zunächst eine einheitliche Gitterausrichtung aufweisen, kann eines der Substrate so gedreht werden, dass die Gitterausrichtung der Polfilterschichten einen rechten Winkel zueinander bilden, wenn die beiden Substrate parallel und beabstandet zueinander angeordnet werden, um die Flüssigkristallschicht einzuziehen.
Vorteilhafterweise wird die Polfilterschicht durch einen Drahtgitterpolarisator gebildet, wobei die Füllschicht so aufgebracht wird, dass topografische Unebenheiten der Polfilterschicht ausgeglichen werden. Auf die Füllschicht kann mit Vorteil die Strukturschicht aufgebracht werden, wobei bereits die Füllschicht eine im Wesentlichen ebene Oberfläche bildet, da durch die Füllschicht die Oberflächenunebenheiten der Polfilterschicht bereits ausgeglichen sind. Ist die Strukturschicht auf der Füllschicht aufgebracht, kann die Strukturschicht mittels einer mechanischen Einwirkung mit einer Riffelstruktur versehen werden. Die Strukturschicht wird insbesondere mittels einer Polyimidschicht gebildet wird, und die mechanische Einwirkung wird beispielsweise mittels einer Nano-Imprint-Walze erzeugt. Mit noch weiterem Vorteil ist zwischen der Polfilterschicht und der Strukturschicht mit der Riffelstruktur eine transparente Elektrode eingebracht, um die Flüssigkristallschicht entsprechend elektronisch anzusteuern.
Die Füllschicht kann beispielsweise mittels eines Silikons, eines Flüssigsilikons oder mittels eines Harzes gebildet werden, auch ist es denkbar, die Strukturschicht aus einem Polymer zu bilden.
Grundsätzlich dient die Füllschicht zur Verfüllung der Wire-Grid-Strukturen, sodass eine Schicht zwischen der Orientierungsschicht mit Riffelstruktur, gebildet durch die Strukturschicht, und der Füllschicht die transparente Elektrode eingebracht werden kann. Diese sorgt schließlich für die Ansteuerung des Displays in der Weise, dass einzelne Pixel des Displays ein- und ausgeschaltet werden können, indem der Effekt ausgenutzt wird, bei Anlegen einer Pixelspannung die Polarisation des durch das erste Polfilter gelangte Licht zu drehen, sodass dieses das zweite Polfilter passieren kann. Die Ansteuerung erfolgt über die transparente Elektrode in Wechselwirkung mit der Orientierungsschicht mit der Riffelstruktur, die vorliegend durch die Strukturschicht gebildet ist.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Vermeidung von notwendigen Klebevorgängen zur Zusammenfügung einer Flüssigkristallschicht mit Polfiltern. Die Substrate werden so genutzt, dass diese sowohl als Trägersubstrate für die Polfilterschichten dienen als auch als Hüllkörper zur Bildung des Spaltes dienen, in den die Flüssigkristallschicht eingezogen wird.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Flüssigkristalldisplay umfassend eine sich flächig erstreckende Flüssigkristallschicht und umfassend auf beiden Seiten der Flüssigkristallschicht ausgebildete Polfilter, wobei zwei Substrate parallel zueinander beabstandet vorgesehen sind, zwischen denen wenigstens die Flüssigkristallschicht und die beiden Polfilter angeordnet sind.
Insbesondere sind die Polfilterschichten, eine jeweilige Füllschicht und eine jeweilige Strukturschicht auf die aufeinander zuweisenden Oberflächen der Substrate aufgebracht, sodass die Substrate beidseitige Außenflächen des Flüssigkristalldisplays bilden. Zwischen der Strukturschicht, die eine Orientierungsschicht mit Riffelstruktur bildet, und der Füllschicht kann eine Schicht eingebracht sein, die eine transparente Elektrode bildet, um in Wirkverbindung mit der Orientierungsschicht mit der Riffelstruktur das Flüssigkristalldisplay anzusteuern.
Figurenliste
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 ein Flüssigkristalldisplay mit einem Aufbau gemäß dem Stand der Technik und
2 ein Flüssigkristalldisplay mit einem Aufbau, hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und

1 wurde in Zusammenhang mit dem Stand der Technik einleitend bereits beschrieben.
2 zeigt ein Flüssigkristalldisplay 1 mit einer mittig angeordneten Flüssigkristallschicht 10. Außenseitig weist das Flüssigkristalldisplay 1 Substrate 12 auf, die beispielsweise aus Glas ausgebildet sind und die Außenkörper des Flüssigkristalldisplay 1 werden mittels der robusten und unempfindlichen Substrate 12 gebildet.
Zunächst werden zur Ausführung des Verfahrens die Substrate 12 bereitgestellt, die entweder einzeln oder als einteiliges Substrat 12 vorgesehen sind. Auf die Oberfläche des Substrates 12 wird mit einem lithografischen Verfahren ein Polfilter 11 aufgebracht, das gebildet wird durch Polfilterschichten 11a und 11b auf den Oberflächen der jeweiligen Substrate 12. Auf die Polfilterschichten 11a, 11b werden Füllschichten 13 aufgebracht, und auf die Füllschichten 13 werden transparente Elektroden 16 aufgebracht. Die Aufbringung der Schichten kann beispielsweise im Abscheideverfahren erfolgen, sodass die Schichten als Dünnschichten ausgebildet sind. Schließlich werden auf die transparenten Elektroden 16 Strukturschichten 14 aufgebracht, die insbesondere Orientierungsschichten mit einer mechanisch eingebrachten Riffelstruktur bilden. Damit sind sämtliche Schichten 11a, 13, 14 und 16 auf einer jeweiligen Seite des Substrates 12 aufgebracht, und die Substrate 12 können anschließend beabstandet parallel zueinander angeordnet werden, wobei die Abstände zwischen den aufgebrachten Schichten über Abstandsmittel 15 hergestellt werden können.
Mittels Unterdruck wird anschließend die Flüssigkristallschicht 10 zwischen die Substrate 12 mit dem jeweiligen Schichtaufbau eingezogen, sodass das Flüssigkristalldisplay 1 folglich fertiggestellt ist.
Weitere, insbesondere dem Stand der Technik zuzuordnende Funktionsschichten, die üblicherweise beim Aufbau eines Flüssigkristalldisplays 1 Anwendung finden, sind in Zusammenhang mit dem gezeigten Ausführungsbeispiel nicht beschrieben, gelten jedoch als mit umfasst.
Der Kerngedanke der Erfindung, gezeigt am vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 2, liegt in der außenseitigen Anordnung beider Substrate 12, die sowohl als Trägerschichten für die Polfilterschichten 11a, 11b zur Bildung der Polfilter 11 als auch als Substrate 12 dienen, um zwischen diese die Flüssigkristallschicht 10 einzubringen.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Flüssigkristalldisplay
10: Flüssigkristallschicht
11: Polfilter
11a: Polfilterschicht
11b: Polfilterschicht
12: Substrat
13: Füllschicht
14: Strukturschicht
15: Abstandsmittel
16: transparente Elektrode

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2555044 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkristalldisplays (1), wobei wenigstens eine Flüssigkristallschicht (10) erzeugt wird, und wobei zu beiden Seiten der Flüssigkristallschicht (10) ein Polfilter (11) angeordnet wird, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist: - Bereitstellen wenigstens eines Substrates (12); - Lithografisches Aufbringen einer Polfilterschicht (11a, 11b) auf das Substrat (12); - Aufbringen einer Füllschicht (13) auf die Polfilterschicht (11a, 11b); - Aufbringen einer Strukturschicht (14); - Anordnen von zwei Substraten (12) mit den aufgebrachten Schichten parallel und beabstandet zueinander und - Einbringen der Flüssigkristallschicht (10) zwischen den sich gegenüberliegenden Strukturschichten (14).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Substrate (12) mit der jeweils aufgebrachten Polfilterschicht (11a, 11b), der Füllschicht (13) und der Strukturschicht (14) zueinander gegenüberliegend angeordnet werden, sodass sich die beiden Strukturschichten (14) einen Spalt bildend gegenüberstehen, und wobei zwischen die beiden Strukturschichten (14) die Flüssigkristallschicht (10) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Substrate (12) während der Aufbringung der Polfilterschicht (11a, 11b), der Füllschicht (13) und der Strukturschicht (14) einteilig miteinander ausgebildet sind und wobei die beiden Substrate (12) mittels eines Trennverfahrens voneinander getrennt und vereinzelt werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristallschicht (10) zwischen die beiden sich gegenüberstehenden Strukturschichten (14) mittels eines Unterdruckes eingezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden sich gegenüberstehenden Strukturschichten (14) Abstandsmittel (15) eingebracht werden, durch die der Spalt definiert wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polfilterschicht (11a, 11b) durch ein Drahtgitterpolarisator gebildet wird, wobei die Füllschicht (13) so aufgebracht wird, dass topografische Unebenheiten der Polfilterschicht (11a, 11b) ausgeglichen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllschicht (13) mittels eines Silikons oder eines Flüssigsilikons oder mittels eines Harzes gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturschicht (14) mittels einer Polyimidschicht gebildet wird, und wobei auf der Polyimidschicht mittels einer mechanischen Einwirkung eine Riffelstruktur gebildet wird.
Flüssigkristalldisplay (1) umfassend eine sich flächig erstreckende Flüssigkristallschicht (10) und umfassend auf beiden Seiten der Flüssigkristallschicht (10) ausgebildete Polfilter (11), dadurch gekennzeichnet, dass zwei Substrate (12) parallel zueinander beanstandet vorgesehen sind, zwischen denen wenigstens die Flüssigkristallschicht (10) und die beiden Polfilter (11) angeordnet sind.
Flüssigkristalldisplay (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polfilterschichten (11a, 11b), eine jeweilige Füllschicht (13) und eine jeweilige Strukturschicht (14) auf die aufeinander zuweisenden Oberflächen der Substrate (12) aufgebracht sind, sodass die Substrate (12) beidseitige Außenflächen des Flüssigkristalldisplay (1) bilden.