DE2449602A1 - Reflektor fuer fluessigkristallanzeigen und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Reflektor fuer fluessigkristallanzeigen und verfahren zu dessen herstellung

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DE2449602A1 DE19742449602 DE2449602A DE2449602A1 DE 2449602 A1 DE2449602 A1 DE 2449602A1 DE 19742449602 DE19742449602 DE 19742449602 DE 2449602 A DE2449602 A DE 2449602A DE 2449602 A1 DE2449602 A1 DE 2449602A1
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Description

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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)
Reflektor für Flüssigkristallanzeigen und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Reflektor für in Reflexion betriebene Flüssigkristallanzeigen, bei denen zwischen der Flüssigkristallzelle und dem Reflektor ein Polarisator angeordnet ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung von Reflektoren für in Reflexion betriebene Flüssigkristallanzeigen.
Flüssigkristallanzeigen dieser Gattung sind beispielsweise aus der DT-OS 2 158 563 oder der FR-OS 2 177 307 bekannt. Derartige Anzeigen werden in der Literatur häufig mit "Drehzelle" bezeichnet.
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Die Reflektoren der bekannten Anzeigen bestehen häufig aus einem gebürsteten Blech oder einer Folie, die auf einen der Polarisatoren geklebt sind. Metalle weisen jedoch eine optische Vorzugsrichtung auf, sind elektrisch leitend (Kurzschlussgefahr für die Kontaktierung der Anzeige) und sind kratz- bzw. druckempfindlich. Darüber hinaus ist die Verklebung des Bleches oder der Folie mit dem Polarisator kritisch, weil Luftblasen, Staubteilchen und dergl. optische Störungen verursachen.
Ein weiterer bekannter Reflektor besteht aus einem Träger mit einer Schicht mikroskopisch kleiner Glaskügelchen und kommt als Klebeband in den Handel (Retroreflektoren). Die grobe Körnigkeit, die beträchtliche Dicke und die notwendige Klebeschicht machen den Einsatz dieses Reflektortyps insbesondere für extrem flache Anzeigen (Uhrenmoduls) problematisch.
Der Einsatz dünner mattierter Spiegel als Reflektor kommt nur für ganz spezielle Anwendungen, z.B. von hinten beleuchtete Anzeigen, in Frage. Die Dicke von 0,5 bis 1 mm und die Notwendigkeit, einen Luftspalt zwischen Polarisator und der Spiegeloberfläche zu belassen, ergeben beträchtliche Schwierigkeiten, z.B. beim Aufbau eines flachen Uhrenmoduls.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Reflektor für Flüssigkristallanzeigen zu schaffen, der den bekannten Reflektoren in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht überlegen ist und universale Einsatzmöglichkeiten bietet.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss der Reflektor aus Bronzefarbe besteht. Bronzefarben im Sinne der Erfindung sind dabei Bronzepigmente nach DIN 55 915, Bl.. 3, vgl. Römpp, Chemie-Lexikon 1966 (6.Aufl.), S.817. Die Schichtdicke der Bronzefarbe berägt dabei vorzugsweise 10-25,um. Die Farbe selbst wird im Siebdruckverfahren aufgebracht.
Reflektoren dieser Art weisen erhebliche Vorteile gegenüber bisherigen auf:
Die Reflexion erfolgt diffus, also nicht spiegelnd, die Reflektoren wirken nicht depolarisierend, sie weisen keine optische Vorzugsrichtung auf, ihre Struktur ist homogen. Die mit diesen Reflektoren aufgebauten Anzeigeanordnungen zeichnen sich durch hohen Kontrast und gute Ablesbarkeit aus. Darüber hinaus sind die Reflektoren druck- und kratzunempfindlich, elektrisch nichtleitend und unempfindlich gegen Wasserdampf. Das Verfahren zu ihrer Herstellung ist einfach und wirtschaftlich und erlaubt die Einhaltung hoher Qualitätsstandards.
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Bei Flüssigkristallanzeigen nach der DT-OS werden bevorzugt Polarisationsfolien als Polarisationsfilter verwendet. Die Erfindung eröffnet nunmehr einen neuen Weg, den einen der beiden Polarisatoren mit dem Reflektor zu kombinieren, indem auf der dem Flüssigkristall abgewandten ■ Oberfläche des Polarisators die Bronzefarbe in der gewünschten Schichtdicke aufgebracht wird. Auf diese Weise lassen sich extrem dünne Anzeigen realisieren. Die Flexibilität der Folien wird durch den Farbauftrag nicht beeinträchtigt, sie lassen sich demgemäss problemlos verarbeiten.
Die Herstellung dieser Reflektoren erfolgt erfindungsgemäss in der Weise, dass die Bronzefarbe
auf die dem Flüssigkristall abgewandte Oberfläche eines Polarisators bzw. auf einen separaten Träger, der den Abschluss der Flüssigkristallanzeige in der vom Betrachter abgewandten Blickrichtung bildet, aufgebracht wird.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemässen Reflektors sowie des Verfahrens zu dessen Herstellung werden nachstehend erläutert.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Flüssigkristallanzeige nach der Erfindung dargestellt,
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Das eigentliche Anzeigeelement, die Flüssigkristallzelle 1, besteht aus zwei voneinander beabstandeten planparallen Platte,2,3 mit dazwischenliegender Flüssigkristallschicht 4, ■z.B. einem nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie, wie er in der DT-OS 2 158 563 oder in "Applied Physics Letters", 18, No.4, S.127-8, Febr.1971, beschrieben ist. Auf den dem Anzeigemedium 4 zugewandten Oberflächen der Platten 2, 3 sind transparente Elektroden 5, 6, z.B. aus SnO„, vorgesehen, die über geeignete Anschlüsse mit einer Ansteuereinrichtung 7 verbunden sind.
Auf die Susseren Oberflächen der Platten 2, 3 sind Polarisationsfolien 8,9 geklebt. Derartige Folien sind bekannt, z.B. die Typen Hn 42 oder HN 55 der Fa. Polaroid. Auf die dem Flüssigkristall 4 abgewandte Oberfläche des einen PoIa- · risators, z.B. der Polarisator 9, ist eine Bronzefarbschicht 10 mit einer Dicke von 10-25.um aufgebracht.
Die Bronzefarbe, deren Herstellung und Auftragung weiter unten näher erläutert wird, besteht aus Bronzepigmenten und einem Bindemittel. Bronzepigmente sind metallische Pigmente aus vorwiegend schuppenförmigen Teilchen. Für den vorgesehenen Zweck eignen sich z.B. Aluminiumbronzepigment (reines Al-Pulver), Goldbronzepigment (Cu- oder Cu-Zn-Legierung), Silberbronzepigment (Cu-Zn-Ni-Legierung). Bronzepigmente
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lassen sich auch färben, indem sie in eisernen Pfannen auf bestimmte Temperaturen erhitzt werden, wodurch verschiedenen lichtbeständdge "Anlauffarben" (Gelb, Rot, Braum, Orange, Violett etc.) ergeben, oder man versetzt sie mit Teerfarbstoffen, wobei sogenannte Patentbronzen entstehen.
Bronzepigmente der genannten Art kommen im allgemeinen nicht streich- oder druckfähig in den Handel. Sie müssen vor der Verarbeitung mit einem Bindemittel gemischt werden. Geeignete Bindemittel sind: Dextrin, fett- und säurefreie Zaponlacke (nicht aber für Patentbronzen, da sich hier der Farbstoff lösen könnte), Kunstharz-Ben-zollacke, Leinöl, Alkydale, Vinylharze, Albertole usw.
Nachstehend wird nun ein Ausführungsbeispiel eines Herstellungsverfahrens für kombinierte Polarisator-Reflektor-Folien beschrieben.
1. Herstellung der Bronzefarbe
Die Bronzefarbe, Type Noriflex Silber FF in Pasta, Fabrikat Pröll, wird mit dem Bindemittel, Typ Voricell Bronzefirnis CE-JET 93, Fabrikat Pröll, gemischt. Dieses Bindemittel eignet sich gut für den Druck auf Kunststoff-Folien;
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ausserdem zeigt es thixotropes Verhalten, d.h. beim Druckprozess verhält sich das Bindemittel wie eine niederviskose Flüssigkeit, nach beendetem Druck erstarrt die Farbe. Es treten daher keine Probleme wie Tropfen, Verlaufen auf, wodurch die Lagerung des noch nassen Druckgutes vereinfacht wird.
Das Gewichtsverhältnis von Bronzepigment!Bindemittel soll zwischen 1:1 und 1:2 betragen. Ein erhöhter Pigmentanteil in der Farbe ergibt eine schlechtere Haftung und leichte mechanische Verletzbarkeit. Bei mehr als zwei Teilen Bindemittel wird die Helligkeit des Reflektors vermindert.
Beim Mischen der beiden Farbkomponenten können sich Löslichkeitsprobleme einstellen. Es können sich grössere und kleinere Klumpen bilden. Dies lässt sich vermeiden, wenn vor dem Mischen mit dem Bindemittel dem Bronzepigment ca. 1/6 Gewichtsanteil Nitroverdünner oder PVC-Verdünner zugemischt wird. Nitroverdünner hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Thixotropie der Druckfarbe erhöht wird.
2. Auftrag der Bronzefarbe
Die Bronzefarbe wird vorzugsweise im Siebdruckverfahren auf die Polarisationsfolien aufgebracht, da sich auf diese
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Weise gleichmässige Farbschichten der gewünschten Dicke erzielen lassen.
Polarisationsfolien der genannten Art kommen in verschiedenen Ausführungen in den Handel:
die eigentliche Polarisationsschicht, deren Dicke etwa 20 .um beträgt, ist auf einer oder beiden Seiten mit einer Schutzschicht versehen; die Dicke der Folie beträgt etwa 150 .um, oder die Folien sind auf einer Schutzschichtseite mit einer Selbstklebeschicht versehen. All diese Ausführungen eignen sich in gleicher Weise zum Bedrucken, wobei die erstgenannte sowohl auf der Schutzschicht- als auch auf der Polarisationsschichtseite bedruckt werden kann.
Wichtig für einen sauberen Druck ist die plane Lage und die feste Haftung der zu bedruckenden Folie auf der Unterlage. Dies erreicht man durch die Verwendung von Unterdruckansaugplatten.
Als Druckschablonen kommen übliche Siebdruckrahmen mit einer Bespannung aus Polyester-Gewebe zum Einsatz. Gewebe mit einem Netz mit ca. 50 Fäden/cm ergeben z.B. einen Farbauftrag von ca. 25.um.
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Für das Bedrucken einzelner Bögen eignet sich besonders gut das Siebdruckverfahren. Zur kontinuierlichen Beschichtung kann das bekannte Walzenverfahren oder die Aufrakelmethode nach Neschen angewandt werden.
Die bedruckten Polarisationsfolien werden vorzugsweise bei Raumtemperatur getrocknet, da die Folien bei erhöhten Temperaturen zum Einrollen neigen. Auch ist forcierte Lufttrocknung möglich. Nach einer halben Stunde sind die Folien staubtrocken, nach weiteren t bis 5 Stunden gebrauchsfertig.
Nach dem Trocknen werden die Folien entweder mit einer Selbstklebeschicht mit darüberliegender Schutzfolie versehen oder direkt auf die eine Oberfläche der Flüssigkristall-: zelle mittels eines transparenten optisch neutralen Klebstoffes geklebt.
Wie eingangs erwähnt, können die Bronzepigmente und damit die Bronzefarbe verschiedenfarbig sein. Man kann aber auch Mischungen verschiedener Bronzepigmente herstellens um zu unterschiedlichen Farbgestaltungen zu gelangen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, zwischen dem Polarisator 9 und der Bronzefarbe eine Schicht aus Transparentfarbe vorzusehen. Derartige Transparentfarben werden z.B. zum Färben
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von Glühlampen benutzt. Das beschriebene Verfahren gestattet es auch, unterschiedliche Bereiche derselben Flüssigkristallzelle verschiedenfarbig zu gestalten.
Bestimmte ßronzepigmente neigen zur Oxydation an der Oberfläche. Im Falle der mit Bronzefarbe beschichteten Polarisationsfolien kann dabei die Oxydation von der Rückseite aus bis an die Folienoberfläche "wachsen". Um dies zu vermeiden, wird die Bronzefarbschicht mit einer Schutzschicht, z.B. aus dem gleichen Bindemittel, wie es zur Herstellung der Farbe selbst Verwendung fand, überzogen. Gleiches Vorgehen empfiehlt sich bei separaten Reflektoren.
Die kombinierten Polarisator-Reflektor-Folien ermöglichen den Aufbau extrem flacher Flüssigkristallanzeigen, wie sie insbesondere in Taschenrechnern und Uhren benötigt werden, wo mit der Bauhöhe gegeizt werden muss. In den Fällen, in denen es nicht in diesem Masse auf die Bauhöhe ankommt, z.B. Messgeräten oder Displays allgemeiner Art, können Reflektor und Polarisator als getrennte Bauelemente hergestellt werden. Dabei wird die Bronzefarbe auf geeignete Folien oder Gläser aufgebracht und dann die beschichteten Reflektoren mit den bereits mit Polarisatoren versehenen Flüssigkristallzellen kombiniert.
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Claims (12)

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Patentansprüche
fl.J Reflektor für in Reflexion betriebene Flüssigkristallanzeigen, bei denen zwischen der Flüssigkristallzelle und dem Reflektor ein Polarisator angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (10) aus Bronzefarbe besteht.
2. Reflektor nach Ansprucbll, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Flüssigkristall abgewandte Oberfläche des Polarisators (y) mit einer Bronzefarbschicht (10) versehen ist.
3. Reflektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bronzefarbschicht (10) zwischen 10 und 25/im dick ist.
4. Reflektor nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet5 dass die Bronzefarbe aus einem Bronzepigment und einem Bindemittel besteht, wobei das Gewichtsverhältnis von Bronzepigment zu Bindemittel 1:1 bis 1:2 beträgt.
5. Reflektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bronzepigment aus Aluminium-Pulver, Kupfer- oder einer Kup-
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fer-Zink-Legierung, Kupfer-Zink-Nickel-Legierung oder einer Mischung dieser Stoffe besteht.
6. Reflektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bronzepigment eine Patentbronze ist.
7. Reflektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Reflektor (10) und uem Polarisator (9) eine Transparentfarbschicht vorgesehen ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Reflektors nach AnspruchLL, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Flüssigkristall (4) abgewandte Oberfläche des Polarisators (9) bzw. ein separater Träger, der den Abschluss der Flüssigkristallanzeige in der vom Betrachter abgewandten Blickrichtung bildet, mit Bronzefarbe beschichtet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bronzefarbe im Siebdruckverfahren aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bronzefarbe im Walzenverfahren aufgebracht wird.
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11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bronzefarbe nach der Aufrakelmethode nach Nesuhen aufgebracht ist.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Mischung der Bronzefarbe aus Bronzepigment und Bindemittel dem Bronzepigment 1/6 Gewichtsanteil Nitro- oder PVC-Verdünner zugesetzt wird.
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.
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