DE2518875A1

DE2518875A1 - Fluessigkristallzelle

Info

Publication number: DE2518875A1
Application number: DE19752518875
Authority: DE
Inventors: Keizo Matsushita; Kenji Nakamura; Yoshitugu Nishimura; Mashachika Yaguchi
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 1975-01-14
Filing date: 1975-04-28
Publication date: 1976-07-15
Also published as: FR2298118A1; IT1037376B; FR2298118B1; DE2518875C3; CA1033443A; JPS5181148A; GB1476896A; NL7505016A; DE2518875B2; CH583918A5

Description

P XTt£N"-/-.N'Λ'ΛLTΪ

A. GRÜNECKER

DlPU-ING.

H. KlNKELDEY

DR.-ING.

W. STOCKWA'· R

DR.-ING. ■ AaEfCALTiSH)

K. SCHUMANN

□ R. RER. !"»AT. · DIFV....»HYS

P. H. JAKOB

DIPt-.-ING.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · OIPL-CHEM.

MÜNCHEN

DAI NIPPON TORXO CO., LTD

58, Nishinoshitano-cho, Konohana-ku

O s aka-shi, Jap an

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

28.4-.1975

ρ 9150

Flüssigkristalleeile

Die Erfindung betrifft eine flüssigkristalleeile und bezieht sich, insbesondere auf eine I'lüssigkristallzelle für eine j'lüssigkristall-Anzeigeeinrichtung. Die Flüssigkristallzelle der erfindungsgemäßen Art weist ein Paar von einander gegenüber angeordneten lichtdurchlässigen Substraten und ein. dazwischen angeordnetes haterial eines flüssigen Kristalls auf.

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ORIGINAL INSPECTED

TELEFON (OPEr) 22 28 SC

TELEX O5-2B3GO

TELEGRAMME MONAFAT

Es bestand ein "beträchtliches Interesse an der Ermittlung von brauchbaren Anwendungen für Materialien eines flüssigen Kristalls. Die optischen Eigenschaften von Materialien eines flüssigen Kristalls sind in der US-Patentschrift 3 322 4-85 beschrieben. Darin ist die Verwendung von Materialien eines flüssigen Kristalls für elektrooptisch^ Anzeigeeinrichtungen erläutert. Weiterhin ist es bekannt, daß die mechanischen und die chemischen Eigenschaften von Materialien eines flüssigen Kristalls beim Anlegen eines elektrischen Feldes, eines magnetischen Feldes, von Wärme usw. verändert werden können. Es sind eine Vielfalt von Anwendungsfällen für Materialien eines flüssigen Kristalls bekannt geworden, welche von diesen Veränderungen Gebrauch machen. Bisher sind Materialien eines flüssigen Kristalls in der Form eines dünnen Films verwendet worden, der auf beiden Seiten von einem Paar von lichtdurchlässigen Substraten abgedeckt war, Der Film oder die Folie des Materials eines flüssigen Kristalls, welcher beidseitig von einem Paar aus lichtdurchlässigen Suosttaten abgedeckt ist, wird nachfolgend als Flüssigkristallzelle bezeichnet. Die Flüssigkristallzelle ist bisher als Anzeigeeinrichtung für ein bestimmtes Muster, als Lichtstrahlmodulationseinrichtung, als Einrichtung zur Ermittlung von Lichtenergie und für andere elektrooptische Zwecke eingesetzt worden. Beispielsweise ist die Flüssigkristallzelle als Lichtröhre verwendet worden, wie sie in der US-Patentschrift 3 499 702 beschrieben ist. Weiterhin ist es bekannt, Materialien eines flüssigen Kristalls für dekorative Zwecke zu verwenden.

Die Flüssigkristallzelle weist ein Paar von einander gegenüber angeordneten lichtdurchlässigen Substraten auf, welche derart auf Abstand voneinander gehalten sind, daß mittels einer Abstandseinrichtung dazwischen ein enger Zwischenraum gebildet; wird, und ein Material eines flüssigen Kristalls ist in die>vi.-ra Zwischenraum angeordnet. Als lichtdurchlässige Substrate werden

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gewöhnlich Glasplatten verwendet. Je nach den Erfordernissen sind die Substrate auf ihrer inneren Oberfläche mit einer Beschichtung wie einer leitenden Schicht versehen, um ein elektrisches Feld anlegen zu können, sie können jedoch auch eine elektrische Widerstandsschicht aufweisen, um Wärme zuzuführen, es kann auch eine Schicht aus einer Substanz vorgesehen sein, welche Strahlung in wärme umsetzt oder es kann eine Licht absorbierende oder eine Licht reflektierende Schicht vorgesehen sein.

Die Abstandseinrichtung ist von beiden Seiten zwischen den einander gegenüber angeordneten lichtdurchlässigen Substraten derart eingeschlossen, daß die Substrate auf einem vorgegebenen Abstand voneinander gehalten sind. Die Abstandseinrichtung hat nicht nur die Aufgabe, einen Raum zwischen den Substraten zu bilden, sondern dient auch dazu, eine Wand zu bilden, Vielehe dazu dient, das Katerial eines flüssigen Kristalls zwischen den Substraten zu halten. Daniiö das haterial des flüssigen Kristalls in den von der Abstandseinrichtung umgebenen Raum eingeführt werden kann, ist das Abstandsstück oder wenigstens eines der Substrate mit wenigstens einer öffnung oder einem Schlitz ausgestattet, der dazu dient, ein Material eines flüssigen Kristalls in den Innenraum einzufüllen. Beispielsweise ist das Abstandsstück mit einem Schlitz oder mit Schlitzen versehen, welche sich in orthogonaler Richtung zu der Oberfläche der Substrate- erstrekken, oder es ist eines der Substrate mit einer kleinen öffnung oder Öffnungen versehen.

Beim Süllen des Raumes zwischen den Substraten mit einem Material eines flüssigen Kristalls wird der Schlitz oder die Öffnung abgedichtet, nachdem der Raum mit dem Material des flüssigen Kristalls gefüllt ist. Es sind zwei Methoden bekannt, urn. ein haterial eines flüssigen Kristalls in d.en von dem Abstandsstück uir.^ebenen Kaum einzufüllen. Bei einer Kethode wird die

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Flüssigkristallzelle in ein Vakuumsystem mit einem Vakuum von 0,1 bis 10 mm Hg gebracht, um den Innenraum, zu evakuieren, worauf das Material des flüssigen Kristalls durch den Schlitz oder die Öffnung eingesaugt wird, wenn die Zelle dem atmosphärischen Druck ausgesetzt wird. Die andere Methode besteht darin, einen Schlitz oder eine Öffnung der Flüssigkristall-' zelle in ein Material eines flüssigen Kristalls einzutauchen und das Material des flüssigen Kristalls aus dem anderen Schlitz oder der anderen Öffnung abzusaugen.

Nachdem der vom Abstandsstück umgebene Haum mit einem Material eines flüssigen Kristalls gefüllt ist, werden die Schlitze oder Öffnungen Exit einem Dichtungsmittel wie einem Klebstoff abgedichtet, der auf der Basis eines Epoxyharzes oder eines ähnlichen Materials aufgebaut ist. Das Dichtungsmittel enthält ein Amin, Polyamid und dergleichen, welche jedoch schädliche Auswirkungen auf das Material eines flüssigen Kristalle haben können. Da die Klebstoffe nicht rasch aushärten und verharzen, schmelzen die schädlichen Bestandteile, welche in dem Klebstoff enthalten sind, während derjenigen Zeit in das Material des flüssigen Kristalls hinein, die erforderlich ist, um die Verharzuni auszuführen. Die schädlichen'Substanzen, welche mit dem Material des flüssigen Kristalls gemischt sind, bewirken, daß der Temperaturbereich vermindert wird, in welchem sich das Material des flüssigen Kristalls in dem mesomorphen Zustand befindet, und. sie erhöhen die elektrische Stromdichte lokal. Deshalb werden die Eigenschaften des Materials des flüssigen Kristalls lokal verändert, und demgemäß wird die Gleichförmigkeit der Eigenschaften des Materials des flüssigen Kristalls zwischen dem Jaar der Substrate gestört. Weiterhin ist die Festigkeit der Klebverbindung der herkömmlichen Dichtungsklebstoffe unzureichend, und derfigeuiäß ist bei der herkömmlichen Flüssifrfcristallzelle der !lachteil .'Aufgetreten, daß sich durch die abgedichteten Schlitze oder Cfi'nv.i:.--geri Lecks gebildet haben.

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Im Hinblick auf die obigen Beobachtungen und die Beschreibung der herkömmlichen Flüssigkristallzelle haben die Erfinder auf dem Gebiet von Abdichtmitteln Forschung getrieben. Ein für Flüssigkristallzellen nützliches Abdichtmittel, was sich aus ihren Forschungsarbeiten ergeben hat, ist in der japanischer;

Anmeldung Kr. 234-0/1973 beschrieben (japanische Patentveröffentlichung Nr. 91656/1974·)· In dieser Patentanmeldung ist erläutert, daß Klebstoffe auf der Basis von Cyanacrylat dazu verwendbar sind, als Dichtungsmittel für Flüssigkristall eil er. zu dienen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flüssigkristallzelle zu schaffen, bei welcher die Schlitze oder öffnungen des das Katsrial des flüssigen Kristalls enthaltenden Baumes, welcher von dem Abstandsstück umschlossen ist, mit einem Dichtungsmittel abgedichtet sind, welches eine höhere Dichtungsfestigkeit als Cyanacrylatklebstoff gewährleistet.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung ein Abdichtmittel verwendet werden, welches keine Substanzen enthält, die eine schädliche Auswirkung auf das Katerial des flüssigen Kristalls haben-Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Flüssigkristallzelle geschaffen werden, die eine lange Lebensdauer hat.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein synthetisches Wachs auf der Basis von gesättigten Kohlenwasserstoff verb indungen als Dichtungsmittel zur Abdichtung der Schlitze oder Öffnungen einer Flüssigkristallzelle verwendet wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Flüssigkristallzelle mit einem Paar von auf Abstand gegenüber voneinander angeordneten lichtdurchlässigen Substraten, mit einem dazwischen angeordneten Abstandsstück, welches dazu dient, zwischen den Substraten einen Raum für ein liaterial eines flüssigen Kristalls zu bilden, vobei

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ein Material eines flüssigen Kristalls in den durch das Abstandsstück umschlossenen Kaum eingeführt wird, wobei das Abstandsstück oder ein Substrat mit wenigstens einem Schlitz oder einer Öffnung ausgestattet sind, um das Material des flüssigen Kristalls durch diesen Schlitz oder diese Öffnung hindurch in den Raum einzubringen, und wobei ein Dichtungsmittel verwendet wird, um den Schlitz oder die öffnung zum Abdichten auszufüllen, nachdem das Material des flüssigen Kristalls in den Raum eingefüllt ist, welches sich dadurch auszeichnet, daß das Dichtungsmittel ein synthetisches Wachs auf der Basis von gesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen ist.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Darstellung, Vielehe eine Ausführungsfors. der Flüssigkristallzelle gemäß der Erfindung darstellt,

Pig. 2 eine perspektivische Darstellung, welche eine weitere Ausfülirungsform der Plüssigkristallzelie genäß der Erfindung darstellt, und

Pig. 3 eine perspektivische Darstellung, welche eine -,-."eitere Ausführungsform der Plüssigkristallzelle geniä£ der Erfindung darstellt.

Eine Ausiührurgsfcrä. dor iflüssirkristallEelle gecäX cer ^ri'i::- dung ist in der Pig. 1 dargestellt. Lie ir. der i'ig. 1 caries :ell^ Plüssigkristallzelle weist ein Paar von einander gegenüber *:?-- geordneten lichtdurchlässigen Substraten 11 und 12 sowie ein Abstandsstück 15 auf, welches dazwischen engecrdnet ist, Ud eilten von d.iesen Seilen umschlossenen Saum 14 zur Aufnahme eines Materials eines flüssigen Kristalls zu bilden. Lurch das Abstands stück 1J wird das Paar der einander gegenüber angeordneten lichtdurchlässigen Substrate 11 und 12 parallel zueinander auf ^b.itanc gehalten. Das Abstandsstück 13 bildet einen im wesentlichen rechteckigen oder kreisförmigen Kaum Λ^ι\- zwischen den Gubstr^"';.:- 11 und 12, in welchem ein Haterial eines flüssigen Kristalls enthalten ist. Das Abstandsstück 13 ist mit einem Lchiita IJe ausgestattet, v/elcher dazu dient, ein Katerial eines flüssiron Kristalls durch diesen Schlitz hindurch in den Raue 14 einzutrin-Der Schlitz 13a wire nit einer. Dich¹.:;., it τ; el 15 a"b;;o^ic:.: "",

BAD ORIGSNAL

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welches in den Schlitz 1Ja eingebracht wird, nachdem der i;aur:; 14 mit einem haterial eines flüssigen Kristalls gefüllt wurde. In der in der JTig. 1 dargestellten Ausführungsform ist ein Substrat 11 größer als das andere Substrat 12, so daß die verlängerten landabschnitte dazu verwendet werden können, einen Elektrodenanschluß aufzunehmen.

Wenn der durch das Abstandsstück IJ umschlossene Raum in der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß Mg. 1 mit einen haterial eines flüssigen Kristalls gefüllt wird, so wird die leere ilüssigkristallzelle,.welche das laar der Substrate 11 und 12 sowie das Abstandsstück 13 aufweist, und zwar i:it dom zwischen den Substraten geöffneten schlitz IJa, in ein Vr-.'uu'.isystem gebracht, und der äauni 14 wird evakuiert. Lr.nn wird ein Haterial eines flüssigen Kristalls in den Raum 14 eingesaugt, indem die Zelle dem atmosphärischen Druck ausgesetzt wird, wobei das haterial· des flüssigen Kristalls benachbart zum Schlitz 1Ja angeordnet wird. L·'.::■ .Lr-hiitz "J;: ν:irC- dar.n r.it eine. liich~- mittel 15 aus synthetischen Wachs abgedichtet, welches auf der Basis einer gesättigten j.chlenwasserstof !'verbindung aufgebaut; ist.

Bei der zweiten Ausführungsform, welche in der rig. 2 dargestellt ist, werden ein 1-aar von Substraten 21 und 22 in ähnlicher '»"oise wie die Substrate 11 und 12 gemäß Fig. 1 mittels eines Ab st pr.ee-Stückes 23 auf Abstand voneinander gehalten, welches zwei Schlitze 23a und 2Jb aufweist, die auf seinen gegenüberlier·^-- den Seiten angeordnet sind, wenn aer liaum 24 gefüllt; wird, welcher durch das Abstandsstück 2J umgeben ist, und zwar ;nit einem Katerial eines flüssigen Kristalls, so wird die leere ilüssigkristallzelle teilweise in ein hsterial eines flüocigeri Kristalls eingetaucht, so daß das haterial dec flürsigea /.risi-'jll? f.wiZ'cL· die Schlitze 2Ja uc 2Jb in cc η Lau:.- 'J- :::ι,-

trivu, bis cer Hauin 2'J- uit uer:: Lntcrial des flüssige.. i.ri.":.':. ". ...

_BAD0RIQ1NAL

gelullt ist. Lacndem der Itaum 24- vollständig sit den: hr.t?ri---l des flüssigen Kristalls gefüllt ist, v/eraen die beiden iicLiiti;-.-23a und 23b cit Abdichtniitteln 25a und 25b aus einem synthetischen wachs abgedichtet, welches auf der Basis von gesättigten Zohlenwasserstoffverbindungen aufgebaut ist.

Die dritte Ausführungsform, welche in der Pig. "3 dargestellt ist, weist ein Paar von einander gegenüber angeordneten, livutdurchlässigen Substraten 31 und 32 auf, die jeweils durch ein dazwischen angeordnetes Abstandsstück 33 parallel zueinander auf Abstand gehalten sind. Las Abstandsstück 33 ist nicht r.i~ einen Schlitz ausgestattet. Eines der Substrate J2 ist rr.it einer öffnung 32a ausgestattet, welche dazu dient, durcii die:e Cffnuns hindurch ein haterial eines flüssigen Kristalls in „c— xiaum 3^ hineinzubringen, v/elcher durch das Abstandsstück 35 zwischen den Substraten 51 und 32 umgeben ist. In dieser Ausführungsforai wird das Katerial des flüssigen Kristalls in den Hauet 34- nach demselben Verfahren eingebracht:, wie es bei derer st en Ausführungsforir. verv/endet vmrde. iine detailier'ce Beschreibung der Kethode des Einfuhrens eines Materials eines flüssigen Kristalls in den Haum 3^ ist somit an dieser Stelle nicht erforderlich, hit deai Bezugszeichen 35 ist ein Lichtn.ittel cerccichnat, v/elches die öffnung 32a abdichtet, nachdem der Kaum 3^ zwischen den Substraten 31 und 32 der I'lüssigkristallzelle gefüllt int.

Wie oben bereits zusammengefaßt wurde, zeichnet sich die Lrfinching dadurch aus, daß das Dichtmittel zur Abdichtung des Schlitzes oder der Öffnung, welche zum Einführen den haterials eines flüssigen Kristalls in den Kaum für dab haterial des flüssiger. Kristalls zwischen den Substraten dient, ein synthetisches ^:..^:c?.chc ist, xvelches auf der Basis von gesättigten Kohlenwasserstoff-Verbindungen aufgebaut ist.

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Wachse können in zwei Gruppen eingeteilt v/erden. Die Wachse der einen Gruppe sind auf der Basis von Estern einer natürlichen .Fettsäure und von wasserunlöslichem, höherem einwertigem oder zweiwertigem Alkohol aufgebaut und diejenigen der anderen Gruppe sind synthetische Wachse, welche auf der Basis von gesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen aufgebaut sind.

Das gemäß der Erfindung verx^endete Dichtungsmittel ist aus einem synthetischen Wachs hergestellt, welches auf der Basis von gesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen aufgebaut ist. Da es keine Heteroatome oder hochreaktive Funkt ions gruppen p.ufweist und nur geringe Verunreinigungen enthält, ist das gemäß der Erfindung verwendete synthetische ",Vaciis gegenüber de ei haterial des flüssigen Kristalls im Vergleich zu dem Esterwachs stabil. Demgemäß schmilzt das synthetische Wachs nicht in das Material des flüssigen Kristalls hinein und beeinträchtigt dessen Eigenschaften somit nicht.

Sj/nthetische Wachse kein.': η vreiterLin in zwei Gruppen unterteilt werden: nämlich in Erdölwachse und in Kohlenwachse.

Erdölwachse sind hochpolymere Stoffe von Äthylen, die eine Kettenstruktur aufweisen. lolyäthylenwachs ist ein Erdölwachs, welches ein Kolekulargewicht von etwa 2000 bis 5000 aufweist. ' lolyäthylenwachs kann eine geringe Dichte haben (nicht größer als 0,92), kann von mittlerer Dichte sein (von 0,93 bis 0,96) oder kann eine hohe Dichte aufweisen (nicht unter 0,97)· Unter diesen drei Klassen von Polyäthylenwachs ist das Irolyäthylenwachs mit der hohen Dichte vom Standpunkt der Gleichförmigkeit des Holekulargewichtes und des geringen Gehaltes an Verunreinigungen am meisten zu bevorzugen. Es sei Jedoch darauf hingewiesen, daß auch ein ürclyäthylenwachs mit einer geringen oder einer mittleren Dichte verwendet werden kann, wenn dessen Qualität ausreichend hoch ist und dessen Lolekulargewicht

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gleichförmig ist und darüber hinaus auch der Gehalt an Verunrei nigungen gering ist. IZonmerziell erhältliche irclyäthylenwachse, welche als Dichtungsmittel gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind beispielsv;eise die von der Firma hitsui Sekiyu Kagaku Kogyo K.K. Japan gelieferten Produkte mit der Beaeiclinung hitsui Hiwax A-OGP, 200P (hohe Dichte), 41Ci, 2101-, 40S-A-,. 51GhI, 210IUr (mittlere Dichte),-und 220P, 320P, 22GrJL-, 11CP (geringe Dichte).

Kohlenwachs ist ein.solches Wachs, welches auf der Basis von gesättigten kohlenwasserstoff'verbindungen mit eine', durchschnittlicher: Molekulargewicht aufgebeut ist, wobei das l'.zlc.:::.-largewicht einige Hundert beträgt: hohl env: a eh. se lassen sich ii. solche unterteilen, Vielehe nur aus, gesättigter: holilenwasserstci verbindungsn mit geraden Ketten bestehen, und in solche, welche Seitenketten und cyclische gesättigte Kohlenwasserstoffνerbindungen zusätzlich zu de.,, ^esäx-ti^t^u Lohlcrr.rassersi-ofi'verbii-^-v,/.-gen aus geraden Letten eiv^ii^lttn. Li:. ./ocLg, uclchts nvü; aar Lohlenv/ssserstoffverbindunger. rri"G gerader. Letten auf gebeut ist, welches einen hohen Schmelzpunkt hat, wird vorzugsweise als Dichtungsc.ii.tei gemäß der ilriindung verwenden. Zu kosiiiiersicli erhältlichen Kohlenwachsen gehören beispielsweise das von der i'irma liobil GiI Corporation vertriebene Crystal V/a:c 220, hicrcw 190Y, liobil V/ax 2305, 2360, Waxlex 602.

Da gemäß den obigen Ausführungen das synthetische Wachs ηMf der Basis von gesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen aufgebaut ist, ist das gemäß der Erfindung verwendete synthetische l/achsäichtungsiiiittel chemisch in höherem haß stabil als das haterial des flüssigen Kristalls und weniger reaktiv als ii-v-ciid ein anderer Klebstoff. Weiterhin enthält es keine noch rca^iereixce hciioriei-o und Lcsur^snittel und dergleichen, weiche '■"-' Lr-: en;;ch?ften öec haterials ggs flüssigen !.ristcll^ Ί-ε·:-1ι..ζ^" \.

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könnten. Daher ist aas gemäß der Erfindung verwendete Diclitmittel dazu in der Lage, den Schlitz oder die Öffnung der I'lüssigkristallzelle abzudichten, ohne daß dabei die Eigenschaften des Materials des flüssigen Kristalls in der Zelle nachteilig beeinflußt werden können.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Dichtungsmittel entweder nur aus Erdölwachs oder nur aus Kohlenwachs oder aus einer Zusammensetzung davon bestehen kann.

Das Verfahren zur Abdichtung des Schlitzes in dem Abstandsstück oder des Loches in dem Substrat der Plüssigkristalinellc ist im einzelnen in der von der Annielderin hinterlegten Japanischen Parallelanrr.eldung L"r. 106791/1974- beschrieben. Diese Methode, wird unten näher erläutert.

rlachaem der ü?.uni, welcher von des Abstandsstück zwischen ce<.:; I-aar von lichtdurchläsci^s-- Substraten umgeben ist, r:it „zn Material des flüssigen Lristalls gefüllt ist, \\'irc die Ilüssirkristallzelle rait einen Druck beaufschlagt, der auf beide Substrate im wesentlichen orthogonal zu deren Oberfläche '.-rir-it. Da die Substrate leicht elastisch sind, wird der auf die Substrate wirkende Druck auf das Material des flüssigen .Kristalls übertragen, der in dem .abstand zwischen den Substraten enthalten ist, und bewirkt, daß ein Teil des Materials des flüssigen Kristalls in dem Abstand aus dem ItauEi durch den Schlitz aes Abstandsstücives oder durch die Cffnung in dem Substrat ϊ:^r¹ ?.;.·.'-gedrückt wird. Danach wird das ausgetretene Material des flüssigen L.ri stalls mit -einem 'I¹UCh oder einem l·apier abgewischt oder wird mit einem Druckluftstrahl entfernt. Nachdem das aus dem Schlitz oder der Öffnung hervorgetretene Material des ιIV.^r-:L^^n Lrist-iils entfernt ist, iiird ein synthetisches V/?.cj--s in ■:..;:.. Bereich des Schlitzes oder der Cffnurif; gebracht uno durc·.-.. ·.::.. he J-.cii-.ricutur.. wie einen Lötkolben auf cie le^verc Lur ·!"■ .·

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dem Schmelzpunkt des synthetischen Wachses erhitzt. Wenn das synthetische Wachs geschmolzen ist, wird der auf die Substrate der i'lüssigkristallzelle wirkende Druck vermindert, ura eine rienge des synthetischen Wachses einzusaugen, welche der^eni^cii entspricht, die an haterial des flüssigen Kristalls aus der Zelle ausgepreßt wurde, wobei das Dichtlingsmittel durch der. Schlitz oder die Öffnung in die Zelle eingesaugt wird. In de:.-: homent, in welchem das synthetische Wachs in die Zelle eingesaugt wird, wird das synthetische Wachs abgekühlt und ausgehärtet, und das ausgehärtete Wachs füllt den Schlitz oder die öffnung vollständig, hit anderen V/orten, das synthetische ",vc.chs dichtet den Schlitz oder die öffnung ab, sobald der auf die Substrate der Zelle wirkende Druck vermindert wird.

Bei der oben beschiäebenen Abdichtmethode wird ein Teil des synthetischen Wachses, "elcher mit der.! Laterial des flüssiger. Kristalls in Berührung r,^szi-j.er. ist, und zvar inner^al^ ...es Kaunies, teilweise mit dem haterial des flüssigen Kristalls gemischt, und der Erweichungspunkt des synthetischen Wachses in diesem Teil wird um etwa 30 ⁰C vermindert. Dadurch v;irc: c.ie-Geschwindigkeit des Aushärtens teilweise herabgesetzt. Es ist daher erwünscht, ein synthetisches w'achs zu verwenden, welche = einen Erweichungspunkt hat, der oberhalb von 1CO ⁰C liegt. I>a andererseits das synthetische Wachs aushärtet, bevor es in ausreichendem Ilaß in den Schlitz oder die öffnung eingeärui^e-:: ist und leicht Blasen in den Saum in der Zelle eindringen können, wenn die kushärtegeschwindigkeit des synthetischen Harzes zu hoch liegt, sollte der Erweichungspunkt des synthetischen Wachses vorzugsweise nicht höher als etwa 1^0 ⁰C sein.

Bei der oben beschriebenen Abdichtmethode wird des Pisteriil z'i:i flüssigen Kristalls, welches sich in α em Schlitz oder ce-r Zl^- nur._o befindet, wenn die Substrate nach ii.nen geprellt \:üz''..ci\.

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in den Raum zurückgesaugt und durch das Dichtungsmittel des synthetischen Wachses ersetzt, wenn der auf die Substrate wirkende Druck vermindert oder beseitigt wird. Nachdem der Schlitz des Abstandsstückes oder die öffnung des Substrates mit dem Dichtungsmittel gefüllt ist, wird eine zuverlässige und feste Dichtung erreicht. Da die Menge des Materials des flüssigen Kristalls, welche aus der Zelle herausgedrückt wird, wenn die Substrate mit einem Druck zusammengedrückt werden, durch die Höhe dieses Druckes bestimmt ist, wird der Druck derart gewählt, daß eine geeignete Menge an Material des flüssigen Kristalls herausgedrückt wird, um die erforderliche Menge an synthetischen: Wachs in den Schlitz oder die Öffnung einzusaugen.

Nach wiederholten Versuchen, xvelche von den Erfindern ausgeführt wurden, war die Dichtungsfestigkeit des Dichtungsmittels in dem Schlitz oder der öffnung der Ilussigkristallzelle an: höchsten, wenn das synthetische Vsclis als Dichtungsmittel ver'.venc-^t wurde. Es ist ein Ergebnis einer verbesserten Dichtungsfestigkeit, daß die Lebensdauer der ϊlussigkristallzelle verlängert wird. Gemäß den obigen Ausführungen werden weiterhin die Eigenschaften des Materials des flüssigen Kristalls innerhalb des Raumes zwischen den Substraten nicht durch das Dichtungsmittel beein-■ träciitigt, v/eil das synthetische Wachs, welches als Dichtungsmittel verwendet wurde, gemäß der Erfindung keine schädlichen Bestandteile für das Material des flüssigen Kristalls enthält;. Deshalb besteht gemäß der Erfindung auch für die fertiggestellte i'lüssigkristallzelle, in welcher der Schlitz oder die Öffnung mit dem Dichtungsmittel abgedichtet ist, eine niedrige Stromdichte und ein weiter Temperaturbereich, über welchen das Material des flüssigen Kristalls seinen mesomorphen Zustand beibehält, was zu einer langen Lebensdauer der Zelle führt.

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Die Erfindung wird nachfolgend weiterhin beispielsweise anhand von einigen Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Eine zusammengedrückte, nematische Flüssigkristallzelle der in "der Fig. 1 dargestellten Art mit einem Paar von Iientdurchlässigen GIa s sub s trat en, deren Abmessungen 1 mm χ 20 mm χ 50 π::,ι betrugen und welche auf ihrer Innenoberfläche mit einer lichtdurchlässigen Elektrodenschicht versehen waren, wobei die beiden Substrate durch ein Abstandsstück auf einen Abstand von 13 - 1 η gehalten waren, wurde mit eines. Lateriai eines flüssigen Kristalle gefüllt, welches -jins positive dielektrisch Anisotropie aufwies, wobei aie Irüllmothode für das Lateriai des flüssigen Kristalls angewandt wurde, welche ein Vakuumsystem verwendet. Als nematischeε Material eines flüssigen Kristalls, welches eine positive dielektrische Anisotropie aufwies, wurce eine nematische Zusammensetzung eines flüssigen Kristalle ::it folgendem Kischungsverhälünis verwendet: JC Gev-.-fc von p-Kethcxjbenayliden-p¹-n-bu'Gylaniliii, >& C-ew.-/o p-Äthcxyb&n^yli p¹-n-butylanilin, 30 Gew.-/c p-üthoxybenzylic.en-p¹-n-hept^'lanili '/ Gev;.-/ö p-Cyanphenyl-p¹-n-octj'loxybenzoet und 5 Gew.->a p-Cyan~ benzylidenanilin. iiachdem der Kaum mit dem Katerial des flüssic Kristalls ausgefüllt war, wurde das Paar der Substrate, welche das Iiaterial des flüssigen Kristalls von beiden Seiren umgab, mit einem Lruclc beaufschlagt, der von außerhalb orthogonal auf die Substrate wirkte, und zwar auf einen Seil dex"¹ Substr-^r-s aer etwa 10 mui unterhalb des Schlitzes des Abstandsstückes Ie₀-Der auf die Substrate wirkende Druck betrug etwa 20 bis 30 g/ci./ Durch den Druck wurde ein l'eil des liaterials des flüssigen Kristalls aus dem Saum durch den Schlitz herausgedrückt. Das haterial des flüssigen Kristalls, welches aus dem Schlitz- herausgedrückt wurde, wurce mit einem Druckluitctrahl wcg^.el;-l^r;C^:.. Lr?nn i:urde etwa 0,5 el von geschmolzenem cyüirhetischei:, "..""0.'..S. -

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und zwar Mitsui Hiwax 400P (Erweichungspunkt: 1J2 ⁰C, Molekulargewicht: 4000, Dichte: 0,97 )■■ auf . den "Schlitz des Ab stands Stückes als Dichtungsmittel aufgetropft und über etwa 5 Sekunden-mit einem auf etwa 200 ⁰C aufgeheizten Lötkolben gegen den Schlitz' des Abstandsstückes gedruckt. Beim-Wegnehmen des Lötkolbens von dem Dichtungsmittel wurde zugleichder Druck, welcher auf die Substrate; ausgeübt wurde, unreinen Teil des Materials des flüssigen Kristalls herauszudrücken, weggenommen. Dadurch,, konnte das Dichtungsmittel eindringen und in dem Schlitz des Abstandsstückes aushärten, wobei das Material des flüssigen Kristalls ersetzt wurde.

■ Es wurden zehn. I'lüssigkristallzellen gemäß der Erfindung,, - ' welche nach der obigen'Beschreibung im Beispiel 1 hergestellt . wurden, und zwar"unter Verwendung eines synthetischen Wachses, mit zehn Irlüssigkristallzellen verglichen, welche nach derselben Methode hergestellt wurden (abgesehen von Keizvorgang), jedoch unter Verwendung eines Gyanacrylatklebstoffε (Type EF der Firma Sumitomo Kagaku K.K.) anstatt des synthetischen Wachses als Dichtungsmittel-. Die- Ergebnisse -der Vergleichsversuche sind in der Tabelle I zusammengefaßt. Die Vergleichsversuche wurden in zwei verschiedenen Arten durchgeführt, die jeweils als Versuch I und Versuch Il bezeichnet sind.

Im Versuch I wurden zehn Flüs.sigkristallzellen gemäß der Erfindung und weitere zehn Zellen, bei denen Cyanacrylatklebstoif als Dichtungsmittel verwendet wurde, einer Atmosphäre von 40 ⁰C-- und 95 ^c/° relativer Feuchtigkeit über 1000 Stunden ausgesetzt. Der elektrische Strom, welcher bei einer Spannung von 5 V und 50 Hz geflossen ist, wurde viermal gemessen, d. h. bei 0 Stunden, bei 250 Stunden, bei 500 Stunden und bei 1000 Stunden, vom Beginn des Versuchs an. Die in der Tabelle I angegebenen Werte sind einfache Durchschnittswerte aus acht Werten der ex·..ζ Stücke unter den zehn Versuchs stücken, bei welchen ^ev.'eilf: di.j.· maximale und der minimale Viert nicht berücksichtigu sine.

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Im Versuch Ij. wurden zehn Flüssigkristallzellen ,jedes Typs, welche mit den im Versuch I verwendeten Exemplaren identisch waren, einer Atmosphäre von 60 ⁰C und 95 % relativer Feuchtigkeit über 3000 Stunden ausgesetzt. Die Anzahl der Blasen, welche in der Flüssigkristallzelle aufgetreten sind, wurden nach 500 Stunden, 1000 Stunden, 2000 Stunden und 3000 Stunden nach Versuchsbeginn gezählt.

Tabelle I

	Versuch	I	Cyanacrylat- klebstoff	Versuch Ijl	Ii i wax 4OCP	Cyanacr;,"lat- klebstoM"
^gichtmittel VersuchszeitT	Kiwax 400P	UnA/mm	Dichtsittel Versuciiszeit	0	0
0 h	p 10nA/mm	13nA/mm²	500 h	0	1
250 h	i2nA/mm²	16nA/mm	1000 h	1	3
500 h	15nA/mm	20nA/nni²	2000 h	1	5
1000 h	-lönA/mi:.²	3CCO h

Beispiel 2

Es wurden zehn Flüssigkristallzellen nach derselben Kethode wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß rlitsui Hiwax 200P (Erweichungspunkt: 128 ⁰C, Molekulargewicht: 2000, Dichte: 0,97) anstatt Hitsui Hiwax 400P als Dichtungsmittel verwendet wurde. Diese zehn Flüssigkristallzellen wurden mit den zehn Flüssigkristallzellen verglichen, welche unter Verwendung des Cyanacrylatklebstoffs hergestellt wurden, wie sie im Beispiel 1 geprüft wurden. Die Ergebnisse der Vergleiche-Versuche sind in der Tabelle II zusammengestellt.

ORIGINAL INSPECTED

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Tabelle II

Versuch I	Hiwax Cyanacrylat- 200P klebstoff	Versuch	II	Cyanacrylat- klebstoff
Dichtmittel Versuchszeit	P P 1OnA/mm 11nA/mm 2 2 11nA/mm 13nA/mm P P - 15nA/mm 16nA/mm 16nA/mm² 20nA/mm²	Dichtmittel Versuchszeit	Hiwax 200F	0 1 3 5
O h 250 h 500 h 1000 h	500 h 1000 h 2000 h 3OOO h	0 0 1 2

Beispiel 3

Es wurden zehn i'lüssigkristallzellen nach derselben Methode hergestellt, wie sie im Beispiel 1 verwendet wurde, mit der Ausnahme, daß Mitsui Hiwax 21CF (Erweichungspunkt: 120 ⁰C, Molekulargexvicht: 2000, Dichte: 0,94) als Dichtungsmittel verwendet wurde und zwar anstatt Kitsui Hiwax 400F. Diese zehn Flüssigkristallzellen wurden mit den zehn Flüssigkristallzellen verglichen, welche unter Verwendung eines Cyanacrylat-klebstoffs hergestellt wurden, wie er im Beispiel 1 geprüft wurde. Die Ergebnisse der Vergleichsversuche sind in der Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle III

Versuch	I	Hiwax Cyanacrylat- 210P klebstoff	Versuch	II '	Cyanacrylat- klebstoff
Dichtmittel Versuchszeit	P P 11nA/mm 11nA/mm P P 13nA/mm 13nA/mm P P 15nA/m.ni 16nA/cun 16nA/mm² 2OnA/aim²	P^Lchtmittel Versuchszeit	Hiwax 210P	0 1 3 5
0 h 250 h 500 h 100G h	500 h 1000 h 2000 h 3OOO h	0 0 1 3

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Beispiel 4

Es wurden zehn Flüssigkristallzellen nach demselben Verfahren hergestellt, wie es im Beispiel 1 verwendet wurde, mit der Ausnahme, daß Mobil Crystal Wax 220 (Erweichungspunkt: 108-⁰C, durchschnittliches Molekulargewicht:. 750) als Dichtungsmittel verwendet wurde, und zwar anstatt Misui Hiwax 400P. Diese zehn Flüssigkristallzellen wurden mit. den zehn Flüssigkristallzellen verglichen, welche unter Verwendung eines Cyanacrylatklebstoffs gemäß Beispiel 1 hergestellt waren. Die. Ergebnisse der Vergleichsversuche sind in der Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

	h	ρ ρ 1OnA/mm 11nA/mm	Versuch	II	Cyanacrylai klebstoff
Versuch I	h	12nA/mm² 1 JrtA/cia²	ßichtmittel Versuchszeit	Crystal V/ax 220	0
pichtmittel Crystal Cyanacrylat- ■—^__^ V/ax 220 klebstoff Versuchszeit	h	1JnA/mm² 16nA/mm²	500 h	0	1
0	h	14nA/mm 20nA/mm	1C00 h	1	3
250	2000 h	2	5
500	3OOO h	4
1000

Beispiel 5

Es wurden zehn Plüssigkristallzellen nach demselben Verfahren hergestellt, welches im Beispiel 1 verwendet wurde mit der Ausnahme, daß eine Mischung mit 50 Anteilen Mitsui Hiwax 400P (hergestellt von Mitsui Sekiyu Kagaku Kogyo K.K.) und mit 50 Anteilen Mobil Crystal Wax 220 (hergestellt von der Firma Mobil Oil Corporation) anstatt von Mitsui Hiwax 4001- als Dichtungsmittel verwendet wurde. Diese zehn FlüssigkriEtallselloii vrarac-.i Lit den zehn Plüssigkristallzellen verglichen, welche unter

ORIGINAL INSPECTED

Verwendung des Cyanacrylatklebstoffs hergestellt wurden, wie er im Beispiel 1 geprüft wurde. Die Ergebnisse der Vergleichsversuche sind in der Tabelle V zusammengestellt.

Tabelle V

	Versuch 1	Cyanacrylat- klebstoff	Versuch	II	Cyanacrvlat- klebsteif
Dichtmi ""--——. Versuch	ttel synth. —~__ Vachs- Ezeix gemisch	UnÄ/mm²	Dichtmittel Versuchszeit	synth. W'achs- gemisch	0
0 h	1OnA/mm²	ρ 13nii/iam	500 h	0	1
250 h	12nA/ium^i;	16nA/mm	1000 h	0	3
500 h	13eA/eu&²	20nA/mm²	• 2000 h	1	5
1000 h	14nA/mm	3000 h	2

- Patentansprüche -

ORIGINAL INSPECTED

B f.·

/; }ί, 8 5

Claims

Fatentansnrüche

rÜ Flüssigkristailzelle mit einem Paar von auf Abstand gegenüber voneinander angeordneten lichtdurchlässigen Substraten, mit einem dazwischen angeordneten Abstandsstück, welches dazu dient, zwischen den Substraten einen Raum für ein Material eines flüssigen Kristalls zu bilden, wobei ein Material eines flüssigen Kristalls in den durch das Abstandsstück umschlossenen Saum eingeführt wird, wobei das Abstandsstück oder ein Substrat mit wenigstens einem Schlitz oder einer Cffnung ausgestattet sin-d, um das haterial des flüssigen Kristalls durch diesen Schlitz oder diese Öffnung- hindurch, in den Baum einzubringen, und wobei ein Dichtungsmittel verwendet wird, um den Schlitz oder die öffnung zun. Abdichten auszufüllen, nachdem das haterial des flüssigen Kristalls in den Kaum eingefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel ein synthetisches Wachs auf der Basis von gesättigten Kohlenwasserstoffverbindung en ist.
2. i'lüssigkristallzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische wachs, welches auf der Basis von gesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen aufgebaut ist, ein Folyäthylenwachs ist.
3. i'lüssigkristallzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Polyäthylenwachses nicht geringer ist als 0,97.
4-. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Wachs ein Kohlenwachs ist, welcher auf " der Basis von gesättigten Kohlenwasserstoff !"verbindungen o..i_~ gebeut ist, und daß sein Molekulargewicht im Durchscimi·,-·-; einige Hundert beträgt.

ORIGINAL !MSPEGTED 609829/0485
5· Flüssigkristallzelle nach. Anspruch. 4-, dadurch, gekennzeichnet, daß das Kohlenwachs aus gesättigten Kohlenwasserstoffverbindüngen mit geraden Ketten aufgebaut ist.
6. Ilüssigkristallzelle nach Anspruch. 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der Erweichungspunkt des synthetischen Wachses im wesentlichen zwischen 100 ⁰G und 150 ⁰C liegt.

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