DE2333206A1

DE2333206A1 - Fluessigkristallzelle

Info

Publication number: DE2333206A1
Application number: DE19732333206
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl-Ing Bayer
Original assignee: Electrovac AG
Current assignee: Electrovac AG
Priority date: 1972-07-03
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1974-01-24
Also published as: DE2333206B2; AT323249B; FR2191136B1; GB1381429A; IT986610B; FR2191136A1

Description

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29. Juni 1973 B 1261

ELECTROVAC Fabrikation elektrotechnischer Spezialartikel Gesellschaft m.b.H., A-1194 Wien,Rampengasse 5 (Österreich)

Flüssigkristallzelle

Die Erfindung betrifft .eine Flüssigkristallzölle, bei der die kristalline Flüssigkeit zwischen Platten aus anorganischem Werkstoff, insbesondere Glas, eingebettet ist, die mit durchsichtigen bzw. reflektierenden Dünnschicht-Elektroden bedeckt und an ihren Randzonen insbesondere mittels eines Lotglasrandes hermetisch miteinander verbunden sind.

Zur Steuerung der in Flüssigkristallzellen befindlichen kristallinen Flüssigkeit dienen im allgemeinen Dünnschicht-Elektroden, die an den beiden gegenüberliegenden Flächen der die kristalline Flüssigkeit begrenzenden Platten angeordnet sind. Da es für die praktische Anwendung erforderlich ist, verhältnismäßig dünne Schichten der kristallinen Flüssigkeit zu bilden, deren Dicke in der

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Größenordnung von 10 bis 10 /um liegt, bereitet der Anschluß der Dünnschicht-Elektroden an den die Flüssigkristallzelle steuernden äußeren Stromkreis Schwierigkeiten, zumal stets ein hermetischer Verschluß des die kristalline Flüssigkeit enthaltenden Raumes gewährleistet sein sollte. Wei-

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tere Schwierigkeiten kommen hinzu, wenn je eine oder mehrere .an den beiden gegenüberliegenden Flächen der die kristalline Flüssigkeit begrenzenden Platten angeordnete Elektroden elektrisch miteinander verbunden, d.h. durchkontaktiert sein sollen. Für letzteres ist es bekannt geworden, in den zwischen den Elektroden befindlichen, von der kristallinen Flüssigkeit erfüllten Raum leitende Kügelchen einzubringen, die den Kontakt zwischen den Elektroden herbeiführten.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Flüssigkristallzelle zu schaffen, bei der nicht nur eine einwandfreie und robuste Verbindung zwischen den Elektroden und dem sie steuernden Stromkreis gewährleistet ist, sondern auch ein einwandfreier hermetischer Verschluß, mit dem weiteren Ziel, auch die Probleme der Durchkontaktierung zu lösen.

Erfindungsgemäß weisen die Dünnschicht-Elektroden Anschlußfahnen auf, die an den Stirnflächen nach außen geführt sind, wobei sie an den Austrittsstellen mit einer, die Stirnfläche der Zelle zumindest teilweise bedeckenden eingebrannten, aufgedampften oder durch Kathodenzerstäubung aufgebrachten Metallisierung verbunden sind.

Zwischen der Elektrode und der Metallisierung besteht eine einwandfrei leitende Verbindung, wobei die Metallisierung nicht nur die Elektrode vor mechanischen Einflüssen schützt, sondern auch eine einwandfreie Verbindung mit einem äußeren Stromkreis ermöglicht.

Vorteilhafterweise ist zur Kontaktierung der Anschlußfahne auf die Metallisierung Lot aufgebracht bzw. ein Metallplättchen aufgelötet.

Zweckmäßigerweise weist die Metallisierung eine gut lötfähige Schicht aus Kupfer, Silber, Zinn od.dgl. auf, die zur einwandfreien Haftung auf der Stirnfläche der Zelle mit einer diese Haftung gewährleistenden Schicht, insbesondere Chrom, unterlegt ist.

Vorteilhafterweise ist an der Außenfläche der

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gut lötfähigen Schicht zur Vermeidung einer Oxydation eine die Lötfähigkeit erhaltende Schicht, insbesondere aus Gold, vorgesehen.

Nach eine_yr Weiterbildung der Erfindung sind zur Durehkontaktierung mindestens zweier, an den einander gegenüberliegenden !flächen zweier den die kristalline Flüssigkeit aufnehmenden Raum begrenzender Platten angeordneter Elektroden die Anschlußfahnen derselben an der gleichen Stelle der Stirnfläche der Zelle nach außen geführt und dort durch die Metallisierung miteinander verbunden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß mindestens eine der Anschlußfahnen der Elektroden durch eine, dem Pullen bzw. Entlüften der Zelle dienende, insbesondere im Lotglasrand freigelassene, nach Einbringen der kristallinen Flüssigkeit hermetisch verschlossene Öffnung an die Stirnfläche der Zelle geführt ist. Hiedurch wird mit Hilfe einer einzigen Maßnahme erreicht, daß eine Durchkontaktierung zweier an den einander gegenüberliegenden Flächen der Platten angeordneter Elektroden, der hermetisch Verschluß der Füll- bzw. Entlüftungsöffnung und eine Verbindung mit dem die Zelle steuernden Stromkreis gewährleistet sind.

Falls keine Verbindung mit einem äußeren

Stromkreis erforderlich ist, ist es zweckmäßig, die Füllbzw. Entlüftungsöffnung mit Kunstharz zu verschließen. Sie kann aber auch mittels Amalgam oder Leitkleber hermetisch verschlossen sein.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

Fig.1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallzelle,

Fig.2 desgleichen mit einer eingebrannten Metallisierung,

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Fig.3 eine Durchkontaktierung zweier einander gegenüberliegender Elektroden,

Fig.4 desgleichen bei einer Flüssigkristallzelle, deren . Platten an ihren Rändern facettiert sind,

Fig.5 die Anordnung einer Herausführung zweier Elektroden an der Stelle einer Füll- bzw. Entlüftungsöffnung einer Flüssigkristallzelle,

Fig.6 einen Teil der Stirnfläche einer Flüssigkristallzelle in Draufsicht mit mehreren stapeiförmig angeordneten Platten und Schichten aus kristalliner Flüssigkeit,

Fig.7 eine Platte einer Flüssigkristallzelle mit facettiertem Rand und

Fig.8 eine Platte einer Flüssigkristallzelle, bei der sich die Facettierung nur an der Stelle der Anschiußfahne einer Elektrode befindet.

Bei dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die kristalline Flüssigkeit in dem Raum 1 zwischen zwei Platten 2,3, die durch einen Lotglasrand 4 voneinander distanziert sind. Auf der Platte 3 aufliegend ist die Anschlußfahne 5 einer Dünnschichtelektrode dargestellt, die an der Stirnfläche 6 nach außen geführt ist. Auf die Stirnfläche 6 und das abgebogene Ende der Anschlußfahne 5 ist eine Metallisierung vorzugsweise durch Vakuumbedampfuiig oder Kathodenzerstäubung· aufgebracht, die eine Schicht 7 aufweist, die eine gute Haftung einer weiteren, eine gute lötfähigkeit liefernden Schicht 8 aus Kupfer, Silber, Zinn od.dgl. auf der Stirnfläche der Platten 2,3 und dem Lotglasrand- 4 gewährleistet und vorzugsweise aus Chrom besteht. Zur Vermeidung einer Oxydation der gut lötfähigen Schicht 8 ist auf diese eine weitere Schicht 9> beispielsweise aus Gold, aufgebracht. Die aus den Schichten 7,8,9 bestehende Metallisierung, bildet eine einfache, gegen mechanische Einflüsse widerstandsfähige Anschlußmöglichkeit äußerer Stromkreise an die im Inneren der Zelle liegende Dünnschicht-Elektrode. Die Schichten dieser Metallisierung

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können auch aus anderen Materialien, wie beispielsweise Ohrom-Silber-Gold, Chrom-Zinn, Chrom-Zinn-Gold-u.dgl. bestehen.

Der Anschluß äußerer Stromkreise kann durch unmittelbares Anlöten eines Zuführungsdrahtes an die Metallisierung 7,8,9 erfolgen. Bei dem in Pig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf diese Metallisierung ein messerförmig ausgebildetes Anschlußplättchen 10 über die Lotschicht 11 aufgelötet, wobei der Einsatz des Anschlußplättchens 10 in einen Messerkontakt 12 angedeutet ist.

An die Stelle des messerförmig ausgebildeten Anschlußplättchens 10 kann auch ein Kontaktplättchen 13, wie dies in Pig.2 dargestellt ist, oder Lot 14 treten, wie dies beispielsweise in Fig.3 dargestellt ist.

Bei dem in Pig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf die Stirnfläche 6 und die "maebogene Anschlußfahne 5 eine eingebrannte Metallisierung I5, beispielsweise eine siebdruckfähige Silberpaste, aufgebracht, auf die mittels einer Lotschicht 11 das Plättchen 13 aufgelötet ist. An die Stelle des Plättchens 13 kann auch hier ein messerförmiges Anschlußplättchen 10 nach Pig.1 oder Lot H nach Pig.3 'treten.

Pig.3 zeigt ein Beispiel einer Durchkontaktierung zweier Elektroden 16,17, wobei die Elektrode 16 auf aer Platte 3 und die Elektrode 17 gegenüberliegend auf der Platte 2 angeordnet ist. Zur Durchkontaktierung sind die Anschlußfahnen dieser HeMroden 16,17 wie beim Ausführungsbeispiel nach Pig.1 und 2 stirnseitig nach außen geführt. Die Durchkontaktierung erfolgt über die aus den Schichten 7,8,9 bestehende Metallisierung, die der Metallisierung nach Pig.1 gleich ist, wobei für den Anschluß eines äusseren Stromkreises auf der Metallisierung 7,8,9 Lot 14 vorgesehen ist, an dessen Stelle ebenfalls wieder ein messerförmiges Anschlußplättchen 10 nach Pigd oder ein Kontaktplättchen 13 nach Pig.2 treten kann. Ist der Anschluß

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an äußere Stromkreise nicht erforderlich, sondern nur die Durchkontaktierung der Elektroden 16,17, so genügt das Aufdampfen oder Einbrennen einer leitenden, die Enden der Anschlußfahnen verbindenden Schicht.

Ein weiteres Beispiel der Durchkontaktierung zeigt Pig.4, wobei die Ränder der Platten 2,3 facettiert sind. Die elektrische Verbindung der beiden Elektroden 16, 17 erfolgt auch hier über eine Metallisierung, die beispielsweise aus einer Chromschicht 7, einer Kupferschicht 8 und einer Goldschicht 9 besteht und zufolge der facettierung eine Einbuchtung 13 bildet. Auch hier kann entsprechend den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 3 der Anschluß äußerer Stromkreise mittels eines messerförmigen Anschlußplättchens 10, eines Kontaktplättchens 13, mittels Lot 14 od.dgl. erfolgen.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigt die Fig.5, bei dem die Durchkontaktierung der Elektroden 16,17 und der allfällige Anschluß derselben an einen äußeren Stromkreis an der Stelle der Füll- bzw. Entlüftungsöffnung einer Flüssigkristallzelle erfolgt. Eine Füllöffnung dient bekanntlich dem Einbringen der kristallinen Flüssigkeit in den von den Platten 2,3 und dem Lotglasrand 4 definierten Raum 1. Beim Einbringen der kristallinen Flüssigkeit unter Vakuum genügt eine Füllöffnung, die nach Einbringen der kristallinen Flüssigkeit hermetisch verschlossen werden muß. Das Einbringen der kristallinen Flüssigkeit kann aber auch unter Druck erfolgen, in welchem Falle für das Entweichen der Luft aus dem Raum.1 auch eine Entlüftungsöffnung vorgesehen werden muß, die gleichfalls nach dem Einbringen der kristallinen Flüssigkeit hermetisch verschlossen werden muß.

Bei dem in Fig.5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist hiezu im Lotglasrand und in der Metallisierung 7,8,9 ein Kanal 19 freigelassen, der die Füll- bzw. Entlüftungsöffnung bildet. Die Schichten 7,8,9 werden vor dem Einbringen der kristallinen Flüssigkeit in den Raum 1

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hergestellt und führen die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden 16,17 herbei. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist für den Anschluß eines äußeren Stromkreises Lot 14 vorgesehen, an dessen Stelle auch hier wieder ein messerförmiges Anschlußplättchen 10 nach Fig.1, ein Kontaktplättchen 13 nach Fig.2 od.dgl. treten kann, wobei das Lot H gleichzeitig den hermetischen Verschluß des Kanals 19 herbeiführt.. Falls ein Anschluß eines äußeren Stromkreises nicht erforderlich ist, genügt alleine das Aufbringen der Metallisierung zur Durchkontaktierung, wobei der hermetische Verschluß in diesem Falle durch Amalgam, Kunstharz od.dgl. erfolgen kann. \

Die Durchkontaktierung kgnn aber auch unmittelbar durch leitende und abdichtende Materialien, z.B. Amalgam oder einen Leitkleber, erfolgen.

Fig.6 zeigt teilweise die Stirnseite einer Flüssigkristallzelle, bei der drei Schichten mit kristalliner Flüssigkeit vorgesehen sind, die sich jeweils in einem, von drei Lotglasrändern 20,21,22 umfaßten Raum zwischen je zwei Platten 23,24,25,26 befinden. Jeder dieser Räume steht über je einen Kanal 27,28 mit außen in Verbindung, durch den kristalline Flüssigkeit eingebracht werden kann. Die Ränder der Platten 23,24,25,26 sind in der Umgebung der Kanäle 27,28 mit Facetten 29,30 versehen, auf die die Enden der Änschlußfahnen 31,32 von an den Innenflächen der Platten 23,24,25,26 liegenden Elektroden umgebogen sind, wie dies auf der linken Seite der Fig.6 dargestellt ist. Aus der Darstellung des Kanals 28 in der Mitte der Fig.6 ist die Metallisierung 33 ersichtlich. Derrechte Teil der Fig.6 zeigt einen fertigen Anschluß nach Aufbringen des Lotes 14.

Wie aus Fig_o7 ersichtlich ist, kann die Facette 34 über den ganzen Plattenrand durchgeschliffen sein.

Fig.8 schließlich zeigt eine Variante, bei der sich die Facette 35 lediglich an der Steile der Anschlußfahne 36 einer Elektrode 3J befindet.

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Claims

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Patentansprüche s

Flüssigkristallzelle, "bei der die kristalline Flüssigkeit zwischen Platten aus anorganischem Werkstoff, insbesondere Glas, eingebettet ist, die mit durchsichtigen bzw. reflektierenden Dünnschicht-Elektroden bedeckt und an ihren Randzonen insbesondere mittels eines Lotglasrandes hermetisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschicht-Elektroden Anschlußfahnen (5,16,17,31,32,36) aufweisen, die an den Stirnflächen

(6) nach außen geführt sind, wobei sie an den Austrittsstellen mit einer, die Stirnfläche der Zelle zumindest teilweise bedeckenden eingebrannten, aufgedampften oder durch Kathodenzerstäubung aufgebrachten Metallisierung (7,8,9,15,33) verbunden sind.
2. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontaktierung der Anschiußfahne (5,16,17,31,32,36) auf die Metallisierung (7,8,9,15,33) Lot (H) aufgebracht bzw. ein Metallplättchen (10,13) aufgelötet' ist.
3. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung (7,8,9,33) eine gut lötfähige Schicht (8) aus Kupfer, Silber, Zinn od.dgl. aufweist, die zur einwandfreien Haftung auf der Stirnfläche der Zelle mit einer diese Haftung gewährleistenden Schicht (7), insbesondere aus Chrom, unterlegt ist.
4. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenfläche der gut lötfähigen Schicht (8) zur Vermeidung einer Oxydation eine die Lot- ' fähigkeit erhaltende Schicht (9), insbesondere aus Gold, vorgesehen ist.
5. Flüssigkristallzelle nach einem der Ansprüche

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1 bis 4j dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchkontaktierung mindestens zweier, an den einander gegenüberliegenden Flächen zweier den die kristalline Flüssigkeit aufnehmenden Kaum (1) begrenzender Platten angeordneter Elektroden (16, 17,31,32) die Anschlußfahnen derselben an der gleichen Stelle der Sirnfläche der Zelle nach außen geführt sind und dort durch die Metallisierung (7,8,9,33) miteinander verbunden sind.. ,
6. Flüssigkristallzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Anschlußfahnen der Elektroden (16,17) durch eine,·dem Füllen bzw. Entlüften der Zelle dienende, insbesondere im Lotglasrand freigelassene, nach Einbringen der kristallinen Flüssigkeit hermetisch verschlossene Öffnung (19) an die Stirnfläche der Zelle geführt ist.
7. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (19) mittels Amalgam, Kunstharz, eines Leitklebers od.dgl. hermetisch verschlossen ist.
8. Flüssigkristallzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand mindestens einer der den die kristalline Flüssigkeit aufnehmenden Raum begrenzenden Platten (2,3,23,24,25,26) zumindest an der Durchführungsstelle einer Anschlußfahne (16,17,31,32,36) facettiert (29,30,34,35) ist.
9. Flüssigkristallzelle mit mehreren Platten und Schichten aus kristalliner Flüssigkeit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierungen (33) und die Anschlußfahnen (31,32) gegeneinander versetzt angeordnet sind.

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