DE3215492A1

DE3215492A1 - Anzeigevorrichtung mit fluessigkristall

Info

Publication number: DE3215492A1
Application number: DE19823215492
Authority: DE
Inventors: Gerold Dipl.-Phys. Dr. 5000 Aarau Brändli; Fredy 5300 Turgi Heusler; Wolfgang Dipl.-Chem. Dr. 5413 Birmenstorf Kluge
Original assignee: VIDELEC AG; Videlec Ag Lenzburg Aargau
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1982-04-26
Publication date: 1982-12-23
Also published as: GB2099169A; GB2099169B; JPS57202520A; CH652512A5

Description

Videlec AG, Lenzburg

552/81 -Jf- Sp/dh

Anzeigevorrichtung mit Flüssigkristall

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit Flüssigkristall nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Eine solche Anzeigevorrichtung ist bekannt· aus DE-OS 28 15 405. Die dort beschriebenen Distanzierelemente sind■ Glaskugeln mit einem Durchmesser kleiner als 30 jum. Die Kugeln .werden entweder durch Auftropfen einer Lösung, in der die Distanzierelemente mit einem definierten Abstand enthalten sind, oder auf elektrostatische Weise auf den Trägerplatten verteilt. Die Distanzierelemente sind in· den Elektrodensegmenten eingefasst. Oder es gibt zu den Elektroden noch eine Fixierschicht, welche dann die Distanzierelemente enthält. Diese Fixiers.chicht liegt ausserhalb der Anzeigebereiche und in gleicher Höhe mit den Elektroden. Diese Anordnung ist so gewählt, um Abschattungseffekten vorzubeugen. Diese können entstehen bei dem schrägen Aufdampfen einer orientierenden Schicht. Die Fixierschicht und die Elektroden werden von einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen.. Sodann wird sie von eine.r anorganischen orientierenden Schicht überdeckt.

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Die obengenannte Anzeigevorrichtung beansprucht viele verschiedene Materialien, und die Fertigung einer solchen Vorrichtung erfordert eine Mehrzahl verschiedener Techniken. Beispielsweise müssen diejenigen Bereiche der Fixierschicht weggeätzt werden, welche später die Elektrodensegmente enthalten. Dies bedeutet, dass viele verschiedene Produktionsschritte erforderlich sind.

Aus DE-OS 28 52 395 sind Elektrodenbeschichtungen für Flüssigkristallzellen bekannt. Die Schichten bestehen aus anorganischem Material und haben einen Brechungsindex im Bereich von 1.5 bis 2.2, sowie Schichtdicken zwischen 500 δ und 2000 % . Diese Schichten dienen zur Entspiegelung der Elektroden, damit diese bei Nicht-Betrieb unsichtbar sind. Dieser Effekt ist begründet in der Interferenzoptik an dünnen Schichten.

In dieser bekannten Flüssigkristallzelle sind keine Abstandshalter vorgesehen, und können auch nicht ohne weiteres zugefügt werden. Grossflächige Anzeigevorrichtungen mit Flüssigkristall können daher mit der genannten Technik nicht hergestellt werden.

Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art derart zu ge-' stalten, dass bei hoher optischer Cüte, insbesondere entspiegelten Elektroden, und bei minimiertem Herstellungsaufwand eine präzise Einstellung des Plattenab.standes auch bei grossflächigen Anzeigen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Ansprüche 1, 9 und 10 gelöst.

Dadurch, dass die Entspiegelungsschicht die Abstandshalter

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fixiert, und die Elektroden überdeckt, ergibt sich der wichtige Vorteil, dass nunmehr auch grossflächige entspiegelte Anzeigen einfach herstellbar sind. Insbesondere sind jetzt auch großflächige Punktmatrixanzeigen herstellbar. Abschattungseffekte treten nicht auf, da die geriebene organische Orientierungsschicht solche nicht zulässt. Die Verteilung der Abstandshalter über das ganze Sichtfeld ergibt grosse produktionstechnische Vorteile, ohne dass dadurch aber die optische Qualität der Anzeige vermindert wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von einem in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert .

Dabei zeigt die einzige Figur eine erfindungsgemässe An-Zeigevorrichtung.

Die Prontplatte 1 und die Rückplatte 2 bilden zusammen mit der Umrandung 8 eine hermetisch abgeschlossene Zelle. Auf den Platten 1 und 2 sind die Frontelektrode 3 bzw. die Rückelektrode 4 durch Kathodenzerstäubung aufgetragen.

Die Abstandshalter 7 sind gleichzeitig mit der Entspiegelungsschicht 5 durch Siebdruck aufgedruckt. Die organische Orientierungsschicht wird darüber aufgeschleudert. In die Zelle ist ein nematischer Flüssigkristall 9 eingefüllt. Auf den Platten 1 und 2 sind Linearpolarisatoren 10 und 11 angebracht.

Die Funktionsweise solcher Anzeigevorrichtungen ist bekannt, z.B. aus dem Aufsatz von M. Schieqkel in Elektroniker Nr. 6/1976, S. EL1-EL6. Auf eine Beschreibung der Funktionsweise wird deshalb verzichtet.

Die Abstandshalter 7 sind vorzugsweise Glasfasern von 2 bis 20 um Durchmesser. Bis zu einer Länge von 300 am sind die Pasern in der Zelle nicht beobachtbar. Auch können Glaskörner mit einem Durchmesser von maximal 20 um verwendet werden.

Die Abstandshalter 7 können auch aus anderen nichtleitenden Materialien hergestellt sein, z.B. aus Aluminiumoxid.

Die Flächendichte der Abstandshalter 7 sollte zwischen

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2 χ 10~ und 50 χ 10 g/cm betragen, damit die Abstandshalter nicht beobachtbar sind, und sie trotzdem den Abstand zwischen den Platten genügend genau definieren.

Die Entspiegelungsschicht 5 besteht aus einem harten Material mit einem Brechungsindex zwischen 1.5 und 2.2, wie aus DE-OS 28 52 395 bekannt ist.

Eine Schicht aus Gd 0 wird besonders bevorzugt. Sie hat einen Brechungsindex von etwa 1.7 und eine optische Schichtdicke von "^M, d.h. in der Grössenordnung von 0.1 jum. Die Entspiegelungsschicht 5 wird zusammen mit den Abstandshaltern 7 durch Siebdruck über den Platten 1 und im Sichtfeldbereich aufgedruckt. Die Abstandshalter 7 können auch nur auf eine der Platten 1, 2 aufgedruckt werden. Statt Siebdrucks kann die Schicht 5 nut den Abstandshaltern 7 auch durch ein maskiertes Aufspritzen aufgetragen werden. Dabei wird die Schicht .5 mit einer Spritzpistole durch eine Metallfolie hindurch gespritzt, wie bei dem üblichen Farbspritzen. Diese Technik hat unter anderem den Vorteil, dass dünnere Schichten als beim Siebdruck aufgetragen werden können, und die Auswahl der aufzutragenden Materialien viel grosser ist.

Die Orientierungsschicht 6 besteht aus einem weichen or-

ganischen Material, vorzugsweise Polyamidimid. Sie wird zu einer Dicke von 50 bis 100 A über der Entspiegelungsschicht 5 aufgeschleudert und erhält ihre Orientierung durch einen ReibVorgang mit einem Samttuch. Da das Material sehr weich ist, wird mit einem schwachen Anpressdruck gerieben, so dass die Abstandshalter 7 kaum losgelöst werden. Diese Orientierungsschicht 6 hat eine Doppelfunktion, indem einerseits die Abstandshalter 7 eine zusätzliche Haftung bekommen und andererseits die Plüssigkristallmoleküle in ihrer Nähe eine starke" Orientierung erfahren.

Statt dieser zwei Schichten ist auch eine einzige Schicht aus organischem Material möglich, vorzugsweise aus Polyamidimid. Diese Schicht wird zusammen mit den Abstandshaltern durch Siebdruck oder maskiertes Aufspritzen aufgetragen. Die optische Schichtdicke soll etwa ^ M betragen. Das Herstellungsverfahren wird hiedurch ersichtlich einfacher.

Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.

Die Anzeigevorrichtung kann statt in Transmissxonsbetrieb auch in Reflexionsbetrieb verwendet werden, wozu dann ein (nicht gezeichneter) Reflektor notwendig ist. Einzelheiten hierzu sind aus obengenanntem Aufsatz von M. Schieckel bekannt.

Auch kann statt des nematischen Flüssigkristalls ein cholesterinischer Flüssigkristall in der Zelle eingefüllt sein. Dann kann die Anzeigevorrichtung wie z.B. in US-A 3,833j287 betrieben werden. Die.Polarisatoren 10 und 11 sind dann überflüssig.

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Bei Gast-Wirt-Zellen mit internem Reflektor gemäss DE-OS 27 l6 609 wird die Entspiegelungsschicht 5 mit den Abstandshaltern 7 nur über der Frontelektrode 3 auf der Frontplatte 1 aufgedruckt. Auch in diesem Fall sind dann Polarisatoren nicht notwendig.

Die erfindungsgemässe Anzeigevorrichtung wird mit besonderem Vorteil nach den in den Ansprüchen 9 und 10 angehobenen Verfahren hergestellt. Dadurch ergeben sich nicht nur die Vorteile, dass durch das gleichzeitige Aufdrucken der Abstandshalter 7 und der Entspiegelungsschicht 5 mindestens ein Arbeitsgang gespart wird,sondern es wird auch ein Schweben der Abstandshalter 7 in der Luft vermieden, so dass auch eine bessere Arbeitshygiene gewährleistet ist.

Da die Abstandshalter 7, insbesondere beim Orientierungsreiben, kaum mehr losgelöst werden, treten viel weniger Kantenstörungen durch sich anhäufende Abstandshalter auf. Die Lebensdauer wird dadurch erheblich grosser.

Die vereinfachten Arbeitsvorgänge bewirken zusätzlich einen kleineren Ausschuss, was bei grossen Produktionszahlen von ganz besonderer Bedeutung ist.

Leerseite

Claims

■sr- . P a t. .e. η t .a η s p. r .ii .c. he ·

1. Anzeigevorrichtung mit einem Flüssigkristall (9) zwischen zwei zueinander parallelen Platten (1,2), die mit einer Umrandung (8) eine abgeschlossene Zelle bilden, und mit einer Mehrzahl von Abstandshaltern (7) aus nichtleitendem Material, und Elektroden (3,4) auf. den Platten (Ϊ, 2) an der Innenseite der Zelle, und mit einer Schicht (5), die die Abstandshalter (7) fixiert, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schicht (5) mindestens auf der Frontplatte (1) der Zelle vorgesehen ist, und eine Entspiegelungsschicht ist; die die Elektroden (3, 4) überdeckt, dass diese Schicht (5) mit einer die Flüssigkristallmoleküle orientierenden organischen Schicht (6) überzogen ist, und dass die Abstandshalter (7) über das ganze Sichtfeld der Zelle verteilt sind.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspiegelungsschicht (5) und die orientierende organische Schicht (6) als eine Schicht aus einem gemeinsamen Material ausgebildet sind, und dass diese Schicht eine optische Schichtdicke von /W4 besitzt.

3· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über der Rückelektrode (4) und über der Rückplatte (2) ein interner Reflektor angeo-rdnet ist.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Linearpolarisator (10) auf der äusseren Seite der Frontplatte (1) angeordnet ist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, dass die Entspiegelungsschicht (5) aus

Gd₂O ,'In₂O , MgO oder AIpO besteht, und eine optische Schichtdicke von ^/4 besitzt₃und dass die orientierende Schicht (6) eine Dicke von 20 bis 150 A hat.'

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die orientierende Schicht (6) aus Polyamidimid, Polyvinylalkohol,-fluorierten linearen Polymeren, Poly-para-Xylylen (Parylen), Polyesterimid oder Polyimid besteht.

7· Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (7) aus Körnern bestehen von maximal 20 um Durchmesser, oder aus Pasern, die maximal 300 um lang sind und einen Durchmesser von 2 bis 20 um haben, und dass die

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Flächendichte der Abstandshalter (7) 2 χ 10~ bis

50 χ 10 g/cm² beträgt.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (7) aus Glas oder ^A12°3 bestehen.

9- Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Trägerplatten (1, 2) zuerst die Elektroden (3_S *O aufgebracht werden, sodann die Abstandshalter (7) zusammen mit der Entspiegelungsschicht (5) durch Siebdruck oder durch .ein maskiertes Aufspritzen auf mindestens eine der beiden Platten (1,2) aufgetragen werden, sodann die organische Schicht (6) auf die Entspiegelungsschicht (5) durch Aufschleudern aufgetragen wird, und dann die organische Schicht (6)

zur Orientierung des Flüssigkristalles (9) gerieben wird.

10. Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Trägerplatten (1, 2) zuerst die Elektroden (3> aufgebracht werden, sodann die Abstandshalter (7) zusammen mit einer Schicht, zur Entspiegelung und zur Orientierung der Plüssigkristallmoleküle, durch Siebdruck oder ein maskiertes Aufspritzen auf mindestens eine der beiden Platten (1, 2) aufgetragen werden und dass diese Schicht zur Orientierung des Flüssigkristalles (9) gerieben wird.