DE3049092A1

DE3049092A1 - Zelle fuer ein elektrooptisches anzeigeelement und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3049092A1
Application number: DE19803049092
Authority: DE
Inventors: Bernd 7128 Lauffen Fritz; Paul 7120 Bietigheim-Bissingen Hoffmann; Helmut Dr. 7121 Hohenhaslach Klöppel; Joseph Dr. 7120 Bietigheim-Bissingen Morrissy; Gerhard 7123 Sachsenheim Wagemann
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1982-07-29
Also published as: GB2090011B; JPS57135925A; FR2496907B1; FR2496907A1; GB2090011A

Description

Zelle für ein elektrooptisches Anzeigeelement und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft eine Zelle für ein elektrooptisches Anzeigeelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Es sind elektrooptische Anzeigeelemente bekannt, welche kolloiddisperse Systeme mit lichtsteuernden Eigenschaften aufweisen, nachfolgend Kolloid-Displays genannt.

Die Zellen für Kolloid-Displays bestehen vorzugsweise aus zwei flachen, in einem geringen parallelen Abstand zueinander angeordneten Glasplatten, welche mit dünnen, transparenten, elektrisch leitendenden Überzügen versehen sind, die an eine Strom- bzw. Spannungsquelle angeschlossen sind. Die Platten sind gegenseitig längs der Kanten hermetisch dicht verbunden.

Bedingt durch die chemische Instabilität vieler kolloiddisperser Systeme, insbesondeskolloider Suspensionen, eignen sich die bisher üblichen, vom Zellenbau für Flüssigkristalldisplays bekannten Methoden nicht zur Fertigung von Zellen für Kolloid-Displays.

So können aus Platten-Verbindungsmitteln wie Glaslot (beispielsweise bekannt aus der DE-AS 21 59 165) Natrium-Ionen in das kolloide System diffundieren, aus Epoxidklebern (beispielsweise aus der EP-OS 13 875 bekannt) mit dem kolloiden System unverträgliche Monomere herausgelöst werden, was zu katalytisch bedingtem Zerfall eines kolloiddispersen Systems, Kaogulation der kolloiden Teilchen und/oder Farbveränderungen und somit zur Unbrauchbarkeit der Kolloid-Displays führt. Die als Verbindungsmittel für Flüssigkristalldisplay-Zellen in der US-PS 38 71 746 beschriebenen fluorhaltigen Polymere erfordern zur Verarbeitung korrosionsfeste und somit teure Maschinen und Formwerkzeuge sowie umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zelle für ein Kolloid-Display zu schaffen, welche chemisch und thermisch beständig ist, eine hohe mechanische Stabilität und kleine Abstandstoleranzen aufweist sowie preiswert und einfach zu fertigen ist.

Diese Aufgabe wird mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

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Aufgrund ihrer Lösungsmittelbeständigkeit, ihrer hohen mechanischen Festigkeit, ihrer thermischen Beständigkeit und Feuchtigkeitsunempfindlichkoit sowie ihrer Alterungsbeständigkeit sind lineare Polyester zum Bau von Kolloiddisplay-Zellen geeignet.

Als besonders geeignet haben sich Polyalkylen-Terephthalate, insbesondere Polyäthylen-Terephthalat, erwiesen. Polyäthylen-Terephthalat zeichnet sich durch inertes Verhalten gegenüber den üblicherweise in Kolloid-Displays verwendeten chemischen Substanzen aus.

Verarbeitungstechnisch und kostenmäßig günstig hat sich die Verwendung von handelsüblichen Polyester-Folien, insbesondere von Polyäthylen-Terephthalat-Folien, herausgestellt. Diese zeichnen sich durch ungewöhnlich hohe mechanische und elektrische Festigkeit aus, sind flexibel und daher weichmacher frei erhältlich, wodurch eine Beeinflussung des kolloiden Systems durch Fremdstoffe weiter vermindert wird.

Ebenso eignen sich auch pulver- und granulatförmige Handelsformen linearer Polyester zum Verbinden der Kolloiddisplay-Platten. 20

Zur Erzielung und Aufrechterhaltung eines bestimmten Abstandsverhältnisses der Platten der Display-Zellen dienen Abstandselemente, welche vorteilhafterweise in der verbindenden Polyesterschicht angeordnet sind.

Da die zu fertigende Zelle während des Herstellungsverfahrens erhöhten Drücken und Temperaturen ausgesetzt sein kann, ist es erforderlich, daß die Abstandselemente eine größere Härte als die zwischen den Platten angeordnete Polyesterschicht sowie einen höheren Schmelzpunkt als der verwendete lineare Polyester besitzen.

Aufgrund ihrer Zuordnung zu den thermoplastischen Kunststoffen und ihrer günstigen thermischen Eigenschaften sind lineare Polyester als Schmelzkleber verwendbar. Schmelzkleber sind Klebstoffe, die bei Raumtemperatur in festem Zustand vorliegen und vor dem Klebeprozeß geschmolzen werden. Nach dem Abkühlen liegt der Klebstoff wieder in fester Form vor. Kolloiddisplay-Zellen sind durch Verbinden von Platten durch Schmelzkleben mit einem linearen Polyester herstellbar.

üblicherweise werden Schmelzklebeverfahren unter erhöhtem Druck durchgeführt.

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Dadurch wird bei vielen Klebeschichten die Dicke vermindert. Um einen vorgegebenen Abstand zu erhalten, hat sich bei der Verwendung von Polyesterfolien der Einsatz von Folien mit eineinhalb bis zweifacher Dicke des gewünschten Abstandes als erforderlich herausgestellt. 05

Eine exakte Einhaltung eines gewünschten Plattenabstandes wird durch Aufbringen und Einpressen einer einlagigen Schicht von Abstandselementen in eine Polyester folie erreicht.

Ebenso ist es möglich, eine pulver- oder granulatförmige Masse eines linearen Polyesters mit Abstands eiern ent en zu vermischen und durch Extrudieren zu einer Folie zu formen. Dadurch entfällt das Einpressen der Abstandselemente. Auf eine der Display-Platten wird die Folie paßgenau aufgelegt, die zweite Platte darüber ausgerichtet und die Teile unter erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck miteinander verbunden.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Schmelzklebeverfahren zur Verbindung von Kolloiddisplay-Platten mittels einer Schicht aus linearem Polyester ist unter Verwendung einer pulver- und granulatförmigen Masse durchführbar. Diese wird dazu mit einer abdampfbaren Flüssigkeit vermischt, auf wenigstens eine der Platten aufgebracht, die Flüssigkeit vollständig verdampft und die Teile unter erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck miteinander verbunden.

Eine besonders sichere Verbindung und Abdichtung der Teile erhält man, wenn Z5 nach dem Schmelzkleben langsam unter Beibehaltung des Anpreßdruckes abgekühlt wird.

Die in einer der Display-Platten oder in der Polyesterschicht befindlichen öffnungen, die zum Einfüllen des kolloiddispersen Systems beziehungsweise zum dabei nötigen Druckausgleich dienen, werden anschließend vorteilhafterweise mit Pfropfen aus linearem Polyester verschlossen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Kolloiddisplay-Zellen beliebiger Abmessungen hergestellt werden.
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Die Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Wandabstandes in den mittleren Bereichen großflächiger Zellen kann dadurch gesichert werden, daß auch hier eine Schicht aus linearem Polyester angebracht ist.

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Ebenso können Kolloiddisplay-Zellen mit einer beliebigen Anzahl von Zwischenwänden gefertigt werden, indem jeweils zwischen die zu verbindenden Platten eine Schicht aus linearem Polyester eingebracht und das Ganze durch Schmelzkleben zu einer Einheit verbunden wird.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Zelle für ein elektrooptisches Anzeigeelement sind aus der nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen vorgenommenen Beschreibung von Ausführungsbeispielen ersichtlich. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination vorliegen.

Es zeigen

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Zelle eines elektro

optischen Anzeigeelementes,

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie Π-Π der Figur 1.

Bei den in den Figuren dargestellten Kolloiddisplay-Zellen handelt es sich um einen beispielsweise in der DE-OS 21 14 658 beschriebenen Typ, bei dem mit einer Suspension kleinster Teilchen in einer Flüssigkeit gearbeitet wird.

Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, weist die Zelle eines als /ms, 25 Kolloiddisplay bekannten elektrooptischen Anzeigeelementes 10 zwei transparente Platten 20, 21, die vorzugsweise aus Glas, Kunststoff oder anderem kräftigen, transparenten Material hergestellt sind, auf. Die Platten 20, 21 sind auf ihren Innenseiten mit elektrisch leitenden Schichten 30, 31 versehen, die Flächenelektroden bilden und zum Anlegen einer Anregungsspannung mit einer Strom- bzw. Spannungsquelle 40 verbunden werden können. Die Platten 20, 21 sind parallel zueinander angeordnet und ringsum längs der Kanten mittels einer Schicht 50 eines linearen Polyesters fest verbunden und bilden eine Zelle zur Aufnahme einer kolloiden Suspension von Teilchen 60 mit lichtsteuernden Eigenschaften.

In die Schicht 50 aus linearem Polyester ist eine einlagige Schicht von Abstandselementen 70 eingearbeitet, wie die Figur 2 zeigt. Die Abstandselemente können aus Glas- oder Quarzkugeln, anorganischen Pigmenten oder ähnlichen, vorzugsweise nichtleitenden Materialien bestehen. Um der

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Druck- und Temperaturbelastung bei den nachfolgend beschriebenen Schmelzklebeverfahren standhalten zu können, müssen die Abstandselemente 70 eine größere Härte als die Polyesterschicht 50 sowie einen höheren Schmelzpunkt als der lineare Polyester besitzen.

In einer der Platten 20, 21 befinden sich öffnungen 80, 81 , die etwa diagonal zueinander in der Nähe der Kanten der Platten 20, 21 angeordnet sind, und dem Einfüllen der kolloiden Suspension 60 beziehungsweise dem dabei nötigen Druckausgleich dienen. Nach dem Einfüllen werden die Öffnungen 80, 81 durch Pfropfen 90, 91 aus linearem Polyester dicht verschlossen.

Die Herstellung einer Kolloiddisplay-Zelle nach den erfindungsgemäßen Merkmalen kann, wie nachfolgend beispielhaft beschrieben, erfolgen.

Eine handelsübliche Polyäthylen-Terephthalat-Folie von ca. 150/im Dicke wird mit nach Durchmessern von ca. lOO/izn ausgesiebten Glaskugeln bestäubt, wobei darauf zu achten ist, daß eine einlagige Schicht von Körnern entsteht und eine Überlagerung der Teilchen vermieden wird. Die Glaskugeln werden mit einem Druck von ca. 1000 N/cm in das Material eingepreßt. Anschließend wird die Folie in die gewünschte Form geschnitten oder gestanzt. Die zugeschnittene Folie wird als Klebedichtung auf eine Glasplatte gelegt, eine weitere Glasplatte darüber ausgerichtet und die Teile werden in einen Spannrahmen eingespannt, um ein Verrutschen zu vermeiden. Das Ganze wird in einer Heißklebepresse ca. 5 Minuten einer Temperatur von ca. 270 C und einem Druck von ca. 50 N/cm , bezogen auf die Fläche der Folie, ausgesetzt. Hierbei schmilzt Polyäthylen-Terephthalat und benetzt dadurch die Oberflächen der Glasplatten in dem gewünschten Umfang. Kühlt man anschließend langsam unter Beibehaltung des Anpreßdruckes ab, verfestigt sich das Polyäthylen-Terephthalat und verbindet die Platten zu einer dichten Zelle.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren ist beispielsweise durchführbar, indem ein handelsübliches Granulat von Polyäthylen-Terephthalat mit Glaskugeln vermengt und zu einer Folie extrudiert wird, um diese wie zuvor beschrieben zu verarbeiten.

Ebenso kann der Kunststoff im Siebdruckverfahren auf die Glasplatten aufgebracht werden. Dazu vermischt man ein handelsübliches Granulat von Polyäthylen-Terephthalat mit einer verdampfbaren Flüssigkeit zusammen mit Glaskugeln zu einem Brei und bringt diese Masse über eine Schablone auf eine

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Glasplatte auf. Die Flüssigkeit wird durch Erwärmen in einem Trockenofen verdampft, eine weitere Glasplatte aufgelegt und das Ganze wie zuvor beschrieben in einer Heißklebepresse miteinander verbunden.

Nach dem Füllen der Display-Zelle mit dem kolloiddispersen System, beispielsweise einer kolloiden Suspension, werden die Füllöffnungen mit konischen Pfropfen aus Polyäthylen-Terephthalat verschlossen. Die Pfropfen können beispielsweise durch Extrusion hergestellt werden. Anschließend werden die Pfropfen mit einem üblichen Kontaktkleber gesichert, der mittels einer Heißklebepistole aufgebracht werden kann. Ebenso können die Pfropfen mit einem Reaktionskleber, beispielsweise einem Epoxidkleber, gesichert werden.

Die so erhaltenen Zellenelemente zeichnen sich durch hervorragende chemische und thermische Beständigkeit, Unempfindlichkeit gegen athmosphärische Einflüsse sowie hohe mechanische Stabilität und kleine Abstandstoleranzen aus.

Leerseite

Claims

SWF-SPEZIALFABRIK FÜR AUTOZUBEHÖR GUSTAV RAU GMBH 7120 Bietigheim-Bissingen PAL/A 12 635 Szedzinski/oe 08.12.1980 Zelle für ein elektrooptisches Anzeigeelement und Verfahren zu ihrer Herstellung Patentansprüche:

1. Zelle für ein elektrooptisches Anzeigeelement, die mindestens ein Paar von gegenseitig längs der Kanten verbundenen, elektrisch nichtleitenden Platten sowie elektrisch leitende Schichten aufweist, wobei wenigstens eine der Platten sowie eine der elektrisch leitenden Schichten durchsichtig ist und zwischen den Platten ein Zwischenraum zur Aufnahme von lichtsteuernden kolloiddispersen Systemen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (20, 21) mittels einer Schicht (50) eines linearen Polyesters miteinander verbunden sind.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch Rekennzeichnet, daß der lineare

Polyester ein Polyalkylenterephthalat ist.

3. Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenterephthalat Polyäthylen-Terephthalat ist.

4. Zelle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (10) mit wenigstens einer öffnung (80, 81) zum Einfüllen des kolloiddispersen Systems versehen ist, welche an den Platten (20, 21) und/oder in der Schicht (50) aus linearem Polyester angeordnet ist.

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5. Zelle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Platten (20, 21) befindliche Schicht (50) eines linearen Polyesters aus einer Folie gebildet wird.

6. Zelle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Platten (20, 21) befindliche Schicht (50) eines linearen Polyesters aus einer pulver- oder granulatförmigen Masse eines linearen Polyesters gebildet wird.

7. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (20, 21) in einem definierten sehr geringen parallelen Abstand zueinander angeordnet sind.

8. Zelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Platten (20, 21) Abstandselemente (70) angeordnet sind.

9. Zelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (70) in der zwischen den Platten (20, 21) befindlichen Schicht (50) des linearen Polyesters angeordnet sind.

10. Zelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (70) eine größere Härte als die zwischen den Platten (20, 21) angeordnete Schicht (50) des linearen Polyesters besitzen.

11. Zelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (70) einen höheren Schmelzpunkt als der zwischen den Platten (20, 21) angeordnete lineare Polyester besitzen.

12. Verfallen zur Herstellung einer Zelle für ein elektrooptisches

Anzeigeelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden der Platten durch Schmelzkleben mit einem linearen Polyester erfolgt.

13. Verfahren zur Herstellung einer Zelle für ein elektrooptisches Anzeigeelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine der Platten paßgenau eine aus einer Folie bestehende Schicht eines linearen Polyesters, welche die eineinhalb bis zweifache Dicke des gewünschten Plattenabstandes besitzt, aufgebracht wird, die zweite Platte darüber ausgerichtet und die Teile unter erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck miteinander verbunden werden, wobei beim anschließenden langsamen Abkühlen der Anpreßdruck beibehalten wird.

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14. Verfahren zur Herstellung einer Zelle für ein elektrooptisches Anzeigeelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verbinden der Platten eine einlagige Schicht von Abstandselementen auf die aus einer Folie bestehenden Schicht eines linearen Polyesters aufgebracht und in diese eingepreßt wird.

15. Verfahren zur Herstellung einer Zelle für ein elektrooptisches Anzeigeelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer Folie bestehende Schicht eines linearen Polyesters nach Vermischen von

Abstandselementen mit einer pulver- oder granulatförmigen Masse eines linearen Polyesters durch Extrusion hergestellt wird.

16. Verfahren zur Herstellung einer Zelle für ein elektrooptisches Anzeigeelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine pulver- oder granulatförmige Masse eines linearen Polyesters mit einer abdampfbaren

Flüssigkeit vermischt auf wenigstens eine der Platten aufgebracht wird, die Flüssigkeit vollständig verdampft und die Teile unter erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck miteinander verbunden werden, wobei beim anschließenden langsamen Abkühlen der Anpreßdruck beibehalten wird.

17. Verfahren zur Herstellung einer Zelle für ein elektrooptisches Anzeigeelement gemäß Anspruch 4 nach einem der Ansprüche 13 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen nach dem Einfüllen des kolloiddispersen Systems mit Pfropfen aus linearem Polyester verschlossen werden.