DE3543204A1

DE3543204A1 - Verfahren zur herstellung einer elektrooptischen zelle

Info

Publication number: DE3543204A1
Application number: DE19853543204
Authority: DE
Inventors: Gunter Dr Schwarz
Original assignee: SWF Auto Electric GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1985-12-06
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1987-06-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrooptischen Zelle gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Die einwandfreie Funktion derartiger elektrooptischer Zellen hängt unter anderem von der Genauigkeit des Abstandes zwischen den beiden Trägerplatten ab, der die Dicke der Schicht der flüssigkristallinen Substanz bestimmt. Dabei wird ein möglichst kleiner Abstand angestrebt, weil dadurch die Schaltzeiten erheblich reduziert werden. Um diesen genauen Abstand zwischen den Trägerplatten zu gewährleisten, werden meist Distanzelemente zwischen den Trägerplatten angeordnet. Nach der DE-AS 21 59 165 sollen diese Distanzelemente mittels Aufsiebens, Aufstreuens oder im Siebdruckverfahren auf die Trägerplatte aufgebracht werden. In der DE-OS 31 43 707 ist beschrieben, daß man diese Distanzelemente in einer Gaswolke verwirbeln kann, die sich dann auf der Trägerplatte absetzt. Alle diese Verfahren führen bei Schichtdicken größer 10 µm zu guten Ergebnissen. Bei dünneren Schichtdicken und entsprechend kleinen Distanzelementen haben diese Verfahren allerdings nicht immer zu brauchbaren Ergebnissen geführt, weil bei diesen kleinen Distanzelementen eine Zusammenballung meist bedingt durch statische Aufladung nicht verhindert werden konnte. Wenn sich aber diese Distanzelemente teilweise übereinanderlegen, ist der erwünschte kleine Abstand zwischen den Trägerplatten nicht mehr realisierbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Herstellung derartiger elektrooptischer Zellen derart zu verbessern, daß auch bei Schichtdicken unter 10 µm ohne großen fertigungstechnischen Aufwand eine homogene, einlagige Verteilung der Distanzelemente erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Im Sprühverfahren können auch kleine Teilchen mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 5 µm ohne Gefahr einer Zusammenballung gleichmäßig auf die Trägerplatte aufgebracht werden. Dies ermöglicht dann die Herstellung von großflächigen Zellen mit einer geringen Schichtdicke der flüssigkristallinen Substanz.

Bei der Auswahl des Lösungsmittels müssen bestimmte Effekte und Eigenschaften berücksichtigt werden. Das Lösungsmittel soll gute Benetzungseigenschaften und eine geringe Oberflächenspannung aufweisen, also keinen Film bilden, der beim Abtrocknen reißen könnte. Es soll also eine Tropfenbildung auf der Trägerplatte vermieden werden, weil dies zu einer ungleichmäßigen Verteilung und ggf. auch zu einer Zusammenballung der Teilchen führen könnte. Aus dem gleichen Grund soll ein antistatisches Lösungsmittel verwendet werden. Schließlich soll das Lösungsmittel möglichst bei Raumtemperatur verdampfen, damit der Herstellungsvorgang nicht durch einen zusätzlichen Erwärmungsprozeß verlängert und dadurch auch verteuert wird.

Als Lösungsmittel eignen sich anorganische Flüssigkeiten, z. B. Alkohol oder Ester. Besonders bevorzugt wird wasserfreies Isopropanol, weil adsorbiertes Wasser von den meist faserartigen Distanzelementen entfernt wird und weil Isopropanol mit den üblichen Orientierungsschichten auf den Trägerplatten, die meist aus Polyimid bestehen, kompatibel ist.

Eine gleichmäßige Verteilung der Distanzelemente in dem Lösungsmittel kann durch Dispergieren mittels Ultraschall erreicht werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch einen Schnitt durch eine elektrooptische Zelle, wobei nur die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt sind.

Mit 10 und 11 sind die beiden Trägerplatten, meist Glasplatten der Zelle bezeichnet, die parallel zueinander angeordnet sind. Auf der Trägerplatte 10 ist eine großflächige Elektrode 15 angeordnet, der mehrere Elektroden 16 und 17 auf der anderen Trägerplatte 11 gegenüberstehen. Die Elektroden 15, 16 und 17 sind durch Isolierschichten 20 und 21 abgedeckt. Auf diese Isolierschichten 20 und 21 sind sogenannte Orientierungsschichten 23 und 24 aus Polyimid aufgebracht.

In der Zeichnung erkennt man mehrere Distanzelemente 30, die eine kugelige Form mit einem Durchmesser von 6 µm aufweisen. Es können aber auch zylindrische Distanzelemente in Form von Fasern verwendet werden. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist dabei, daß diese Distanzelemente möglichst gleichmäßig und in einer einlagigen Schicht auf der unteren Trägerplatte 10 bzw. auf der zuvor auf diese Trägerplatte aufgebrachten Orientierungsschicht 23 verteilt werden. Dies wird erfindungsgemäß auf folgende Weise erreicht:

Die nach üblichen Verfahrensschritten hergestellten Distanzelemente werden mittels Ultraschall in einem Lösungsmittel dispergiert. Als Lösungsmittel wird vorzugsweise Isopropanol verwendet, weil diese Substanz antistatische Eigenschaften und gute Benetzungseigenschaften aufweist. Die Distanzelemente werden dann mit einem Lösungsmittel auf die Trägerplatte aufgesprüht. Dazu eignen sich serienmäßige Farbspritzpistolen. Durch das Verhältnis der pro Mengeneinheit in dem Lösungsmittel dispergierten Anzahl der Distanzelemente sowie durch die Sprühbedingungen, also etwa den Abstand der Sprühdüse von der Trägerplatte und den Sprühdruck kann die Konzentration der Distanzelemente auf der Trägerplatte den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. Das Lösungsmittel verdampft in kurzer Zeit nach dem Aufsprühen auf die Trägerplatte. Dann wird in bekannter Weise die zweite Trägerplatte 11 aufgelegt, die Zelle durch einen nicht näher dargestellten Rahmen verschlossen und mit der flüssigkristallinen Substanz gefüllt. Dieses Herstellungsverfahren eignet sich insbesondere für Zellen mit einer Schichtdicke unterhalb 10 µm.

Vorzugsweise verwendet man ein elektrostatisches Sprühverfahren, weil damit die Bereiche der Trägerplatte, auf die die Distanzelemente aufgebracht werden sollen, genau bestimmbar sind und nicht mit größeren Materialverlusten gerechnet werden muß.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrooptischen Zelle, insbesondere einer Flüssigkristallzelle, mit zwei parallel zueinander angeordneten Trägerplatten und einer Vielzahl von Distanzelementen zwischen diesen Trägerplatten, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzelemente (30) in einem rückstandsfrei verdampfenden Lösungsmittel auf eine der Trägerplatten (10) aufgesprüht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lösungsmittel mit guten Benetzungseigenschaften verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein antistatisches Lösungsmittel verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei Raumtemperatur verdampfendes Lösungsmittel verwendet wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzelemente (30) auf eine zuvor auf die Trägerplatte (10) aufgebrachte Orientierungsschicht (23) insbesondere aus Polyimid aufgesprüht werden.

6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel wasserfreies Isopropanol verwendet wird.

7. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzelemente (30) in einem elektrostatischen Sprühverfahren auf die Trägerplatte aufgebracht werden.

8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzelemente (30) in dem Lösungsmittel durch Ultraschall dispergiert werden.