DE2322616C3 - Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Vorrichtung mit zwei isolierenden, die Elektroden tragenden Platten.

Flüssigkristall-Vorrichtungen sind gewöhnlich mit einem Paar im Abstand angeordneter isolierender Platten, z. B. aus Glas od. dgl., versehen, auf denen Elektroden angebracht sind. Zwischen den Platten befindet sich ein dünner Flüssigkristall-Film (US-PS 36 47 280). Beim Anlegen eines ausreichend hohen elektrischen Feldes an diese Einrichtung tritt eine Lichtstreuung auf, die eine Kontrastwirkung zur Folge hat, welche es ermöglicht, die aktivierten Bereiche sichtbar zu machen. Dieser Effekt entsteht durch die Wechselwirkung von Ionen (die unter dem Einfluß des elektrischen Feldes sich bewegen) mit den FlüssigkristaJl-MoleküIen, die versuchen, sich in einer charakteristischen Weise relativ zu dem Feld auszurichten. Dieser Erffekt ist als dynamische Streuung bekannt Andere Techniken, beispielsweise Polarisationsmethoden, sind ebenfalls bekannt

Bei der Herstellung von Anzeigevorrichtungen der beschriebenen Art ist es wichtig, daß die Elektroden einen Abstand in der Größenordnung von 0,0125 mm haben, und es muß zwischen den die Elektroden tragenden Platten längs deren Außenkanten eine Dichtung vorgesehen werden, um das Flüssigkristall-Material zwischen den Platten zu halten, ohne es zu verunreinigen.

Gegenwärtig werden zu diesem Zweck die Ränder der Elektrodenplatten mit einem Epoxydharz oddgL abgedichtet Diese Methode bedingt jedoch, daß der Abstand zwischen den Platten und damit der Elektroden in irgendeiner Weise beibehalten wird. Häufig wird dies durch einen besonderen Arbeitsgang bewerkstelligt indem eine der Platten geätzt wird, um eine Aussparung zu bilden, oder indem vorgeformte Stückeeines geeigneten Materials, wie z. B. Mylar, als Distanzstücke an den Platten angebracht werden. Danach wird das Epoxydharz aufgebracht das die Platten zusammenhält und abdichtet

Offensichtlich ist diese Technik aufwendig, da mehrere Arbeitsstufen notwendig sind, um den Abstand einzustellen und die Elektrodenplatten dicht miteinander zu verbinden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Flüssigkristall-Vorrichtungen anzugeben, bei dem in einfacher Weise gleichzeitig der Abstand der Elektrodenplatten genau eingestellt und eingehalten und die Platten abgedichtet werden.

Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung wird d»es erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf die erste isolierende. Elektroden tragende Platte eine Schicht aus einem fotopolymeren Material in vorgegebener Dicke aufgebracht wird, daß ein Teil der Schicht entfernt wird, um eine Aussparung in der Schicht zu bilden, wobei die Elektroden freigelegt werden, daß die zweite isolierende, Elektroden tragende Platte auf der Oberfläche der Schicht angeordnet wird und die Platten und die Schicht miteinander verbunden werden, so daß die Aussparung nach außen abgedichtet wird, wobei die öffnung bestehenbleibt durch weiche die Aussparung mit dem Flüssigkristall-Material gefüllt wird, und daß die öffnung durch ein geeignetes Material dicht verschlossen wird.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert, in der

F i g. 1 bis 5 perspektivisch Arbeitsschritte bei der Herstellung der Flüssigkristall-Vorrichtung zeigen;

F i g. 6 zeigt in Seitenansicht die Flüssigkristall-Vorrichtung vor dem Einfüllen der Flüssigkristall-Zusammensetzung, und

F i g. 7 zeigt perspektivisch eine fertige Flüssigkristall-Vorrichtung.

In der Zeichnung sind in allen Figuren gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet

Gemäß F i g. 1 wird eine Platte 10 aus einem isolierenden Material, z. B. Glas od. dgl., verwendet, die auf einer Fläche 12 eine Vielzahl von Elektroden 14 trägt Die Elektroden können auf der Fläche 12 in bekannter Weise, z. B. durch Zerstäubung, niedergeschlagen wer-

den. Sie können aus Indiumoxyd oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die Elektroden sind auf der Fläche 12 der Platte 10 in vorgegebener Weise angeordnet, z. B. in Form einer Anzanl von parallelen Streifen. Sie-können jedoch auch, wenn gewünscht oder erforderlich, in anderer Weise angeordnet sein.

Auf der Räche 12 der Platte ίθ wird nun eine elektrisch isolierende Schicht 16 aus einem fotopolyrneren Material niedergeschlagen. Diese Materialien bestehen gewöhnlich aus einem Material der Polyestergruppe und einem Fotosensibilisator.

Die Schicht des fotopolymeren Materials hat eine vorgegebene Dicke, z. B. etwa 0,0125 mm. Diese Dicke ist erforderlich, um die Elektroden 14 auf der Platte 10 im richtigen Abstand von demjenigen einer weiteren, noch zu beschreibenden ^Platte zu halten. Das Aufbringen des fotopolymeren Materials kann z. B. durch eine Laminier-Technik erfolgen, wobei der Film aus dem fotopolymeren Material unter Einwirkung von Hitze und Druck mit der Fläche 12 verbunden wird. Vorrichtungen zur Durchführung dieser Technik sind bekannt. Nach dem Aufbringen der fotopolymeren Schicht auf der Oberfläche der Platte 10 werden diese und die polymere Schicht in einer Luftatmosphäre auf etwa 150⁰C erwärmt, um die Polymerisation zu vollenden.

Nachdem die fotopolymere Schicht auf der Fläche 12 der Platte 10 angebracht ist, wird eine Maske 8 vorgegebener Form, z. B. im wesentlichen rechteckig, wie in F i g. 2 gezeigt, auf der fotopolymeren Schicht angeordnet Die lichtempfindliche fotopolymere Schicht 16 wird dann durch eine über ihr angeordnete Lichtquelle 20 belichtet Die in der Zeichnung dargestellte Schicht 16 ist vom »positiven« Typ, d. h. das Material, das vom Licht getroffen wird, härtet hierdurch aus, so daß es einer Entfernung durch eine Entwicklerlösung widersteht Wäre das polymere Material »negativen« Typs, so wurde der vom Licht getroffene Teil der Schicht in der Entwicklerlösung löslich und dadurch entfernbar.

Nachdem die Schicht 16 belichtet worden ist, wird die Maske 18 abgenommen und eine Entwicklerlösung, z. B. Butylacetat auf die Schicht aufgebracht. Der Teil der Schicht 16, der nicht belichtet worden ist, ist in der Entwicklerlösung löslich und wird weggewaschen, wodurch eine Aussparung 22 gebildet wird, die von einem Rand 21 aus polymerem Material umgeben ist, dessen Breite »w« in der Größenordnung von 0,5 bis 1,5 mm liegt (F i g. 3). Bei der dargestellten Ausführungsform ist in dem Rand 21 eine öffnung 24 vorgesehen, die mit der Aussparung 22 in Verbindung steht. Nach dem Waschen mit der Entwicklerlösung wird die Schicht 16 in Xylol und/oder Wasser gespült, um alle Reste des Lösungsmittels zu entfernen.

Wie F i g. 3 zeigt, sind die Elektroden 14 durch die Aussparung 22 in der polymeren Schicht zugänglich.

Die öffnung 24 dient dazu, die Aussparung 22 mit einer Flüssigkristall-Zusammensetzung zu füllen, wie noch beschrieben wird. Wenn gewünscht, kann jedoch auf eine derartige öffnung 24 in der polymeren Schicht verzichtet werden und statt dessen in einer der Platten eine kleine Bohrung vorgesehen werden.

Nachdem die Aussparung 22 in der photopolymerer· Schicht 16 hergestellt worden ist, wird eine zweite isolierende. Elektroden tragende Platte 26 auf die Schicht 16 aufgelegt, wobei die Elektroden 28 der Platte 26 (F i g. 7) auf der Schicht 16 bzw. auf dem Rand 21 aufliegen (Fig.4). Die Elektroden auf der Platte 26 sind ebenfalls in vorgegebener Weise angeordnet, z. B. wie F i g. 7 zeigt, in einer Gruppe aus parallelen Streifen, die rechtwinkelig zu den Elektroden 14 der Platte 10 verlaufen. Die beiden Platten 10 und 26 bilden zusammen mit der Schicht 16 einen geschichteten Körper 30 (F ig.4).

Nachdem die Platte 26 auf der Schicht 16 angeordnet worden ist, wird der Körper 30 unter Druck auf etwa 15O⁰C erwärmt, um die Platte 26 mit dem, polymeren Material zu verbinden. Das polymere Material wird erwärmt bis es fließfähig ist, wodurch es die Ränder des geschichteten Körpers abdichtet

F i g. 5 zeigt den Körper 30 während der Erwärmung zwischen einem Paar von Druckplatten 32 und 34, wobei der Druck beispielsweise auf die obere Platte 32 in Richtung des Pfeiles aufgebracht wird. Die Einrichtung nach F i g. 5 ist jedoch nur als Beispiel anzusehen, es können auch andere geeignete Mittel zur Anwendung von Druck und Wärme verwendet werden, um die, die Elektroden tragenden Platten mit der photopolymeren Schicht zu verbinden.

Nachdem die Platten 10 und 26 genügend mit der polymeren Schicht 16 verbunden sind, ergibt sich der gewünschte Abstand d (F i g. 6) zwischen den beiden Platten, und der geschichtete Körper ist an seinen Rändern abgedichtet, um ein Auslaufen des Flüssigkristall-Materials, das noch in die Aussparung 22 einzufüllen ist, zu verhindern.

Nunmehr wird das Flüssigkristall-Mstterial in die Aussparung 22 durch die öffnung 24 in der polymeren Schicht oder alternativ durch eine vorher in einer der Platten hergestellten Bohrung eingefüllt Dies kann geschehen, indem die Aussparung in einer geeigneten Kammer evakuiert wird, worauf dsis Flüssigkristall-Material durch Kapillarwirkung in die Aussparung 22 einfließen kann.

Wenn die Aussparung 22 mit dem FlüssigkristalI-Material gefüllt ist, wird die öffnung 24 z. B. mit Epoxy-Harz, einem Polyester-Material oder mit Hilfe von Ultraschall geschlossen und abgedichtet womit die Flüssigkristall-Vorrichtung fertig ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist relativ einfach, aber sehr wirksam und gewährleistet, daß die Elektroden der fertigen Vorrichtung richtig zueinander ausgerichtet sind und den vorgegebenen Abstand voneinander haben. Die Abdichtung der Vorrichtung an ihren Rändern ist durch Verbindung des polymeren Materials mit den die Elektroden tragenden Platten gewährleistet. Die Erfindung ermöglicht es somit, in einfacher Weise gleichzeitig den genauen Abstand zwischen den Elektroden einzuhalten und den Innenraum der Vorrichtung nach außen abzudichten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Vorrichtung mit zwei isolierenden, die Elektroden tragenden Platten, dadurch gekennzeichnet, daß auf die erste isolierende, Elektroden (14) tragende Platte (10) eine Schicht (16) aus einem fotopolymeren Material in vorgegebener Dicke aufgebracht wird, daß ein Teil der Schicht (16) entfernt wird, um eine Aussparung (22) in der Schicht zu bilden, wobei die Elektroden (14) freigelegt werden, daß die zweite isolierende. Elektroden (28) tragende Platte (26) auf der Oberfläche der Schicht (16) angeordnet wird und die Platten (10, 26) und die Schicht (16) miteinander verbunden werden, so daß die Aussparung (22) nach außen abgedichtet wird, wobei eine öffnung (24) bestehenbleibt, durch welche die Aussparung (22) mit dem Flüssigkristall-Material gefüllt wird, und daß die öffnung (24) durch ein geeignetes Material dicht verschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten und die fotopolymere Schicht dadurch miteinander verbunden werden, daß sie unter Druck auf eine Temperatur erwärmt werden, die ausreicht, um das fotopolymere Material an den Rändern zum Fließen zu bringen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entfernung eines Teils der fotopo-. lymeren Schicht auf die fotopolymere Schicht eine Maske aus einem undurchsichtigen Material aufgebracht wird, daß dann die fotopolymere Schicht belichtet wird und daß der nicht gehärtete Teil der fotopolymeren Schicht zur Bildung der Aussparung herausgelöst wird.

.4. Verfahren nach Anspruch 1, dadarch gekennzeichnet, daß das fotopolymere Material auf der Oberfläche der Platte durch Laminieren aufgebracht wird und daß die Platte einschließlich der iotopolymeren Schicht erwärmt wird, um die Polymerisation des fotopolymeren Materials zu vollenden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht abgedeckte Teil der fotopolymeren Schicht durch die Belichtung gehärtet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Füllung der Aussparung mit dem Flüssigkristall-Material die Aussparung evakuiert wird und das Flüssigkristall-Material durch Kapillarwirkung in die Aussparung eingebracht wird.