DE2737732A1

DE2737732A1 - Gefaess, insbesondere fuer eine optische anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2737732A1
Application number: DE19772737732
Authority: DE
Inventors: Arthur G Dipl Ing Pauli; Hans-Georg Ing Grad Rosen; Reinhart Ing Grad Schade; Karl Stiel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-22
Filing date: 1977-08-22
Publication date: 1979-03-08
Also published as: IT1098171B; AT359568B; GB1566370A; DE2737732B2; JPS5443757A; ATA573478A; IT7826870A0; FR2401403A1; DE2737732C3

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und M&nchen YPA 77 P 1 1 t 8 BRO Gefäß, insbesondere für eine optische Anzeigevorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Gefäß, insbesondere für eine optische Anzeigevorrichtung, bei dem zwei Wandplatten durch mindestens einen Plattenaufwurf, der durch eine lokale Erhitzung, vorzugsweise Laserbestrahlung, des Plattenmaterials erzeugt ist, in einem definierten Abstand von weniger als 100 /um voneinander gehalten sind. Ein solches Gefäß ist in der deutschen Patentschrift 23 44 050 beschrieben.

In vielen Fällen, etwa bei optoelektronischen Displays, kommt es wesentlich darauf an, daß zwei benachbarte Wandplatten einen sehr geringen, dabei aber genau definierten Abstand zueinander haben. So sollten beispielsweise die beiden Trägerplatten einer Flüssigkristall-(PK-)Anzeige, die mit dem Feldeffekt arbeitet, vom Sollwert von ungefähr 10 /um nicht mehr als + 2 /um abweichen, da anderenfalls wichtige Kenndaten wie Schwellspannung und Schaltzeiten zu stark streuen wurden. Noch höher sind die Anforderungen bei matrixadressierten Bistabilitätseffekt-FK-Anzeigen, die eine auf der gesamten Darstellungsfläche extrem konstante Schwellfeldstärke benötigen und Distanzgenauigkeiten bis hin zu Bruchteilen eines /um verlangen.

Les-1 Ode/ 22.8.77

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77Ρ t 118 BRD Zur lösung dieses spezifischen, in seinen technologischen Schwierigkeiten nicht zu unterschätzenden Problems sind bereite eine Vielzahl unterschiedlicher Techniken (Distanzierungselemente in Form von Folien, Hasken, Drähten, Glaslotsäulen, Hartglasteilchen über die Plattenfläche verteilt oder eingebettet in einen Abdichtrahmen) Torgeschlagen und auch getestet worden. Aber nur in wenigen Fällen konnte man sich dazu entschließen, eines dieser Verfahren auch in eine Serienfertigung zu übernehmen, da der Herstellungsaufwand, gemessen am Resultat, in der Regel noch immer zu groß war. Auch die Distanziertechnik der eingangs zitierten Patentschrift ("Laserkrater"), die an sich einen hochgenauen Plattenabetand schafft und dabei ohne jedes Fremdmaterial auskommt, ist bisher vorallem aus fertigungstechnischen Gründen noch nicht zum Einsatz gekommen.

Nach wie vor versuchen daher beispielsweise die meisten FK-Display-Hersteller, den Plattenabstand allein durch einen Glaslotrahmen zu erzeugen, der eigentlich zur Bildung einer dichten Kammer für die Flüssigkristallsubstanz dient (vergl.

Tobias "International Handbook of Liquid Crystal Displays" Ovum Ltd, 1975, Absehn. 7.3.1.). Damit der Rahmen die gewünschte Höhe erhält, müssen bei der Verschmelzung der beiden Platten die Temperaturen, die Einwirkdauer und der Preßdruck genau eingehalten werden. Erfolgt das Zusammenschmelzen vor der Vereinzelung der Gefäße, so ergibt sich eine weitere Schwierigkeit: Ist auch nur eines der beiden Substrate uneben bzw. verwunden, so kann auch bei sorgfältigster Durchführung des Thermoprozesses kein definierter Elektrodenabstand Zustandekommen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Gefäßes, das präzise voneinander beabstandete Wandplatten hat und dennoch ohne besonderen Herstellungsaufwand, insb. auch ohne weiteres in größeren Stückzahlen gefertigt werden kann. Hierzu ist bei einem Gefäß der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Plattenaufwurf die Form eines langgestreckten Walles hat und daß dieser Wall auf dem äußersten Rand der

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Wandplatte plaziert ist, derart, daß die Außenflanke des Walles direkt in die Stirnfläche der Wandplatte übergeht. Das vorgeschlagene Gefäß läßt sich besonders rationell fertigen, wenn man in der in Ansprach 5 angegebenen Weise verfährt.

Die Abstandshalter eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gefäßes sind günstig geformt und angeordnet (große Auflage, Randlage) und erleichtern darüber hinaus andere Fertigungsschritte im Rahmen der Gefäßherstellung: Heben den aufgeworfenen Wällen entstehen automatisch Gräben, an denen die Wandplatten ohne das sonst übliche Vorsägen und ohne die Gefahr unvorhergesehener Brüche bzw. gezackter Bruchkanten vereinzelt werden können. Soll das Gefäß auch noch mit einem (Glaslot-)Rahmen zwischen den beiden Platten hermetisch dicht verschlossen werden, so kommen weitere Torteile hinzu: Der Wall begrenzt die Außenabmessung des Rahmens und verhindert somit, daß das zunächst fließfähige Rahmenmaterial während der Rahmenherstellung in die Solltrennlinie gelangt, dort aushärtet und dann die Vereinzelung erschwert. Außerdem hat man bei der Verfestigung der beiden Platten einen größeren Spielraum in der Wahl der Temperaturparameter und des Preßdrucks. Man kann mit relativ hohen Drücken arbeiten, so daß sich auch Substrate mit weniger planen Innenflächen verwenden lassen. Hinsichtlich der Distanzgenauigkeit ergeben sich bei dem erfindungsgemäßen Gefäß ähnliche Werte wie bei der zum Stand der Technik zählenden (Laser-)Krater-Technik.

Das vorgeschlagene Gefäß findet vorallem Anwendung auf dem Gebiet der optoelektronischen Anzeigen, speziell bei Flüssigkristallanzeigen oder Gasentladungsdisplays.

Die Erfindung soll nun anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. Bei den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

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Fig. 1 das Ausführungsbeispiel in einem Seitenschnitt, längs

der Schmalseite dee Gefäßes, und Fig. 2 in einem teilweise weggebrochenen Seitenschnitt eine Einheit, aus der das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in einem späteren Fertigungsschritt vereinzelt wird.

Für die Erfindung nicht unbedingt erforderliche Einzelteile des Aueführungsbeispiels, etwa elektrische Zuleitungen, sind der Einfachheit halber in der Zeichnung weggelassen.

Sie dargestellte Ausführungsform ist eine einstellige Ziffernanzeige auf Flüseigkristallbasie und arbeitet nach dem Prinzip der sog. "Drehzelle". Diese Zelle enthält im Einzelnen einen vorderen Linearpolarisator 1, eine vordere Trägerplatte (Vorderplatte) 2, eine hintere Trägerplatte (Rückplatte) 3 und einen hinteren, zum vorderen gekreuzten Linearpolarisator 4.

Die beiden Trägerplatten haben jeweils eine rechteckige Grundfläche, die Grundfläche der Rückplatte ist dabei etwas schmäler als die der Vorderplatte. Beide Platten sind auf ihren einander zugewandten Flächen jeweils mit einem leitfähigen Belag (durchgehende Rückelektrode 6, segmentierte Yorderelektrode 7) sowie mit einer Isolationsschicht 8 bzw. 9 versehen. Zwischen den Platten ist ein umlaufender Rahmen 11 mit einer (nicht dargestellten) öffnung eingefügt. Die Rahmenöffnung dient zur Füllung der aus Rahmen und Platten gebildeten Kammer mit einer Flüssigkristallsubetanz 12 und ist bei einer fertiggestellten Zelle verschlossen. Für nähere Herstellungs- und Betriebseinzelheiten wird auf die DT-OS 21 58 563 verwiesen.

Die Trägerplatten der Drehzelle werden über zwei Wälle (Innenwälle 13) voneinander distanziert. Diese Wälle erstrecken sich längs der Querseiten der Rückplatte 3. Sie sind dabei so nahe an die Plattenkante herangerückt, daß ihre äußeren

Flanken jeweils direkt in die Plattenstirnflächen, in der

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Figur mit H bezeichnet, übergehen. Die Wallhöhe beträgt in Torliegenden Beispiel 10 /um + 2 /um.

Bas Display kann folgendermaßen besonders bequem hergestellt werden:

Zunächst versieht man streifenförmige Glassubstrate, deren Breite den Querseiten der späteren Displays entspricht, mit einem Muster aus mehreren nebeneinanderliegenden Vorder- bzw. Rückelektroden und überzieht die Substrate dann mit einer

Isolationsschicht.

Danach erzeugt man in dem Glassubstrat, aus dem später die Rückplatten vereinzelt werden sollen, in geeigneten Abständen quer zur Streifenerstreckung Doppelwälle. Diese Doppelwälle bestehen aus jeweils zwei zueinander parallelen Wällen (Innenwall 13, Außenwall 15) und einem zwischen beiden Wällen verlaufenden Graben 16, in dem die Wandstärke des Substrats geschwächt ist. Die Doppelwälle werden durch die Strahlung eines gepulsten oder im Dauerstrich betriebenen CO«-Lasers aufgeworfen. Die Höhe des erzeugten Doppelwalles hängt ab von der

Laserleistung pro Wegeinheit, von der Lage des Brennpunktes

zum Substrat und von der Modulation des Strahles senkrecht zur Wallachse.

In einem weiteren Fertigungsschritt werden auf das Rückplattensubstrat Glaslotrahmen aufgedrückt. Die Rahmen sind so ausgeführt, daß ihre Längsseiten direkt an die jeweiligen Innenwälle angrenzen. Dadurch wird verhindert, daß das thixotrope Glaslotmaterial während des Aufdrucks nach außen in die Solltrennlinien laufen kann.
Nach dem anschließenden Vorverglasen des Rahmens schmilzt man die beiden Glassubstrate unter höherem Preßdruck als sonst üblich zusammen, wobei die Wälle als Anschlag dienen. Hiernach werden die miteinander verfestigten Substrate in einzelne Displays längs der Gräben aufgeteilt. Die Auftrennung kann durch (Diamant-)Ritzen und Brechen oder durch Sägen erfolgen (die Sägeinschnitte sind in Fig. 2 durch gestrichelte Flächen 17 angedeutet). Dabei entstehen auf dem Rückplattensubstrat Abfallstücke 18.

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Sie Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführongsbeispiel. Auch wenn sich besondere Vorteile in den Fällen ergeben, in denen die beiden Gefäßplatten mit einem zwischengeordneten (Glaslot-)Rahmen abgedichtet sind, so ist der vorliegende Vorschlag auch schon dann sinnvoll, wenn zwei Flatten eines in Industriellem Maßstab hergestellten Gefäßes in einem extrem kleinen Sollabstand zueinander liegen sollen. Dabei bleibt es dem Fachmann im Rahmen der Erfindung überlassen, auf welche Weise er die vorgeschriebene lokale Erhltzung vornimmt und welches Plattenmaterial er hierzu auswählt. Beben Glas kommen dabei auch Keramik oder Kunststoffe infrage. Erhitzt man mit einem Laser, so muß der Plattenwerkstoff so beschaffen sein, daß er die Laserstrahlung hinreichend stark absorbiert.

7 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

77P 1 1 1 8 BRO Patentansprüche

1. Gefäß, insbesondere für eine optische Anzeigevorrichtung, bei dem zwei Wandplatten durch mindestens einen Plattenaufwurf, der durch eine lokale Erhitzung, vorzugsweise Laserbestrahlung, des Plattenmaterials erzeugt ist, in einem definierten Abstand von weniger als 100 /um voneinander gehalten sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Plattenaufwurf die Form eines langgestreckten Walles (13) hat und daß dieser Wall auf dem äußersten Rand der Wandplatte (3) plaziert ist, derart, daß die Außenflanke des Walles direkt in die Stirnfläche (14) der Wandplatte übergeht.

2. Gefäß nach Anspruch 1, mit Wandplatten, die eine rechteckige Grundfläche haben, dadurch gekenn zeichnet , daß zwei Wälle (13) vorgesehen sind und daß sich die beiden Wälle jeweils auf gegenüberliegenden Rändern der Plattengrundfläche, insb. auf den Rändern der beiden Längsseiten der Plattengrundfläche, befinden.

3. Gefäß nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich der Plattenaufwurf unmittelbar neben einem Glaslotrahmen befindet, dadurch gekennzeichnet , daß der Wall (13) an die Außenseite des Glaslotrahmens (11) angrenzt.

4. Optische Anzeigevorrichtung, insb. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, mit einem Gefäß gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend zwei zueinander parallele Glas-Wandplatten, die auf ihren einander zugewandten Flächen jeweils einen leitenden Belag tragen und über einen mit einer Füllöffnung versehenen Glaslotrahmen voneinander distanziert sind, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Glas-Wandplatten jeweils rechteckige Grundflächen haben, wobei die Grundfläche der Rückplatte (3) kleiner ist als die der Vorderplatte, daß die Rückplatte auf den beiden Längsseiten ihrer Grundfläche

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jeweils einen Wall (13) trägt and daß die Öffnung des Glaslotrahmens (11) auf der Schmalseite der Rückplattengrundfläche angeordnet ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Gefäßes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die lokale Erhitzung durch Laserbestrahlung, insb. durch Bestrahlung mit einem CO₂-LaSer, erfolgt, dadurch gekennzeichnet , daß zunächst auf einem streifenförmigen Glassubstrat in vorgegebenen Abständen quer zur Substraterstreckung Doppelwälle, bestehend aus zwei durch einen Graben voneinander getrennte Einzelwälle, aufgeworfen werden und daß dann das Substrat längs dieser Gräben aufgetrennt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekenn zeichnet , daß das Auftrennen durch Ritzen und Brechen oder durch Sägen erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, zur Herstellung einer optischen Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß zunächst zwei streifenförmige, mit den leitfähigen Belägen mehrerer Rückplatten bzw. Vorderplatten versehene Substrate (Rückplattensubstrat, Vorderplattensubstrat) hergestellt werden, daß dann im Rückplattensubstrat die Doppelwälle aufgeworfen werden, daß hiernach auf dem Rückplattensubstrat die Glaslotrahmen aufgedruckt werden, wobei die Innenwälle direkt an die Glaslotrahmen angrenzen, daß daraufhin nach erfolgter Vorverschmelzung der Glaslotrahmen die beiden Glassubstrate unter Andruck miteinander verschmolzen werden, wobei die Wälle als Anschlag dienen, daß dann in die einzelnen Rahmenöffnungen eine Flüssigkristallsubstanz gegeben und die Rahmenöffnungen verschlossen werden und daß schließlich die so erhaltene Einheit in einzelne Gefäße aufgetrennt wird.

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