DE7335961U - Liquid crystal cell - Google Patents
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Description
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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland)
Verfahren zur Herstellung von Flüssigkristallzellen, danach hergestellte Flüssigkristallzellen und Anwendung der Flüssigkristallzellen als AnzeigeelementeMethod of making liquid crystal cells, thereafter manufactured liquid crystal cells and application of the liquid crystal cells as display elements
In einer Flüssigkristallzelle, die als Anzeigeelement dient, befindet sich die Flüssigkristallschicht zwischen zwei mit bestimmten Elektrodenstrukturen versehenen durchsichtigen Zellenpiatten. Die Auslegung ist ..ieist derart, dass auf einer der beiden Elektrodenflächen die leitenden Teile gruppenweise oder alle miteinander verbunden sind und daher nur wenige Anschlüsse, oft nur einen gemeinsamen elektrischen Anschluss,besitzen. Die andere gegenüberliegende Elektrodenfläche ist zum Beispiel bei Ziffernanzeigen so segmentiert, /dass die Segmente jeder Ziffer einzeln angesteuert werdenIn a liquid crystal cell that serves as a display element, the liquid crystal layer is located between two transparent ones provided with certain electrode structures Cell plates. The interpretation is ... it is such that on one of the two electrode surfaces the conductive parts are connected to one another in groups or all and therefore only have few connections, often only one common electrical connection. The other opposite electrode surface is segmented, for example, in the case of digit displays, / that the segments of each digit are controlled individually
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Um die Kontaktierung zwischen Anzeige- und Ansteuerungsschalt· kreisen zu erleichtern, ist es erwünscht, dass alle Kontakte in einer einzigen Ebene liegen, Zu diesem Zweck ist es sinnvoll, die relativ wenigen Elektrodenanschlüsse der einen Elektrodenebene auf die vielfach segmentierte Elektrodenebene überzuführen. Dazu muss der Abstand zwischen den zwei elektrodenbeschichteten Zellenplatten, welcher durch die Dicke der Flüssigkristallschicht bedingt ist, elektrisch überbrückt werden.In order to establish the contact between the display and control switch To facilitate circles, it is desirable that all contacts are in a single level. For this purpose, it is useful to the relatively few electrode connections of one electrode level to the multiple segmented electrode level convict. To do this, the distance between the two electrode-coated cell plates, which is determined by the Thickness of the liquid crystal layer is conditional, be electrically bridged.
Zur Herstellung elektrischer Kontaktbrücken der beschriebenen Art sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. So ist.es aus der DOS 2 O58 104 bekannt, Metalldrähte (z.B. Golddraht) an geeigneten Stellen zwischen die Elektroden zu klemmen, um sowchl als elektrische Brücken als auch als Distanzierungselemente zu dienen. Eine weitere Methode ist in der DOS 2 201 267 beschrieben. Hier wird eine Metallschicht durch lokales induktives Erhitzen mit der ebenfalls erweichten Trägerplatte verbunden.Various methods have already been proposed for producing electrical contact bridges of the type described been. It is known from DOS 2 O58 104, metal wires (e.g. gold wire) at suitable points between the electrodes to act as electrical bridges as well to serve as spacing elements. Another method is described in DOS 2,201,267. Here is a metal layer connected to the also softened carrier plate by local inductive heating.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Brückenkontakte herzustellen, die bei Bedarf gleichzeitig zum Verschluss eines EinfüllochesIt is the object of the invention to produce bridge contacts which, if necessary, simultaneously close a filling hole
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dienen können.; das man bei bestimmten Flüssipikrj stallzellen vorsehen muss, um die Flüssigkristallsubstanz nach der Verbindung der Zellenplatten mittels eines Lotaufdruckes (welcher Vorgang die Flüssigkristallsubstanz zerstören würde) einfüllen zu können.can serve .; that is the case with certain liquid crystal cells Must provide to the liquid crystal substance after the connection the cell plates by means of a solder print (which process would destroy the liquid crystal substance) to be able to fill in.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die mit den Elektroden versehenen Zellenplatten in einem Hochvakuum-Aufdampfprozess jeweils mit mindestens einer leitenden Schicht versehen werdens die sich von der Elektrodenfläche bis auf die Stirm> ..wt? der Zellenplatten erstreckt.The above object is inventively achieved in that the cell plates provided with the electrodes are provided in a high-vacuum vapor-deposition process in each case with at least one conductive layer which extends up to the s Stirm> ..wt of the electrode surface? the cell plates extends.
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Nachstehend v/ird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten charakteristischen Phasen bei der Herstellung einer erf indungrrem'<>>Ben Flüsaigkri stallzelle na'her erläutert. Dabei zeigt:In the following the invention is based on the in the drawing illustrated characteristic phases in the production An invented <>> Ben liquid crystal cell explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine perspektivische Aufsicht auf Teile zweier an den sichtbaren, elektrodenbeschichteten Flächen gegeneinander zulegender Zellenplatten,Fig. 1 is a perspective top view of parts of two on the visible, electrode-coated surfaces against each other additional cell plates,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Flüssigkristallzelle nach dem Glaslöten, wobei die durch die transparente Zellenoberplatte sichtbaren Elektroden nicht dargestellt wurden,Fig. 2 is a perspective view of part of a liquid crystal cell after glass soldering, the electrodes visible through the transparent cell top plate were not shown,
Fig. 3a eine Aufsicht auf eine gefüllte Flüssigkristallzelle im Bereich der Einfüllücke,3a shows a plan view of a filled liquid crystal cell in the area of the filling gap,
Fig. 3b einen Schnitt durch eine Flüssigkristallzelle im Bereich der Einfüllücke längs der in der Fig. 3~ eingetragenen Geraden A B und3b shows a section through a liquid crystal cell in the region of the filling gap along the line in FIG entered straight lines A B and
Fig. M einen Schnitt durch eine gefüllte und verlötete Flüssigkristallzelle längs der in der Fig. 3aeingetragenen Geraden AB,Fig. M shows a section through a filled and soldered Liquid crystal cell along the line shown in Fig. 3a Straight line AB,
wobei gleiche Teile in allen Fipuren mit denselben Bezugszahler, versehen sind. where the same parts are provided with the same reference numbers in all figures.
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3,00/7?3.00 / 7?
Gem^ss Fig. 1 bezeichnen die Bezugszahlen 1,2 Zellenplatten aus Glas, auf denen Elektroden 3,^,5 und ein Justierkreuz 9 aufgebracht sind. Die Elektrode 3 ist für die Ziffernanzeige segmentiert und weist neben den dafür vorgesehenen acht Anschlüssen 6 einen weiteren ebenfalls mit 6 bezeichneten Anschluss für eine randseitig angebrachte Kontaktierungselektrode M auf. Die Elektrode 5 besteht aus miteinander elektrisch leitend verbundenen Teilen. Auf den Stirnseiten 1 der Zellenplatten 1,2 befinden sich metallene Kontaktschichten 8, According to FIG. 1, the reference numbers 1, 2 designate cell plates made of glass, on which electrodes 3, 3, 5 and an adjustment cross 9 are applied. The electrode 3 is segmented for the numerical display and, in addition to the eight connections 6 provided for this, has a further connection, also designated 6, for a contact-making electrode M attached to the edge. The electrode 5 consists of parts that are electrically conductively connected to one another. On the end faces 1 of the cell plates 1, 2 there are metal contact layers 8,
Die aus Fig. 2 zu entnehmende zusätzliche Bezugszahl 10 bezeichnet einen Glaslotsteg, der zusammen mit den Zellenplatten 1,2 eine Einfüllücke 11 bildet.The additional reference number 10, which can be taken from FIG. 2, denotes a glass solder web which, together with the cell plates 1, 2, forms a filler gap 11.
Aus den Pig. 3a und 3b entnimmt man, dass die Einfüllücke von einer Lotschicht 13 umrandet ist und dass das Zelleninnere mit der Flüssigkristallsubstanz 12 gefüllt ist.From the Pig. 3a and 3b it can be seen that the filling gap is bordered by a layer of solder 13 and that the interior of the cell is filled with the liquid crystal substance 12.
Gemäss Fig. 1 ist die Einfüllücke 11 mit einem Weichlot lH verschlossen·According to FIG. 1, the filler gap 11 is lH with a soft solder locked·
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden die mit den Elektroden "bt^t5 versehenen Zellenplatten 1,2 zusammen mit einer geeigneten Metallblende so in einerWhen carrying out the method according to the invention, the cell plates 1, 2 provided with the electrodes "b t ^ t 5 , together with a suitable metal screen, are thus in a
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Hochvakuum-Aufdampfapparatur angeordnet, dass sie nach Durchführung eines Hochvakuum-Aufdampfprocesses mit dünnen, leitenden Kontaktschichten 8 versehen werden, so dass gemäss Fig. 1 gute Verbindungen von den Elektroden ^,5 über die Kanten auf die Stirnseiten 7 der Zellenplatten 1,2 entstehen. Diese Kontaktschichten 8 bestehen vorzugsweise aus Aluminium. Die meisten anderen Nichtedelmetalle sind als Kontaktschicht weniger geeignet, da sie bei dem nachfolgenden Glaslotprozesc Temperaturen von mehr als Ί00 C ausgesetzt sind und dabei oxydieren oder schmelzen. Ferner weisen die meisten Nichtedelmetalle (ausser Aluminium) eine geringe Haftfestigkeit auf Glas auf« Bei Aluminium bildet sich jedoch sofort eine Al_0 -Haut von ca. 0,01 ^- Dicke aus, die die aufgedampften Aluminiumschichten 8 auch bei erhöhten Temperaturen vor dem Oxydieren schützt und einen hervorragenden elektrischen Kontakt gibt. Auch Edelmetalle sind als Kontaktschicht geeignet, jedoch werden wegen der notwendigen Schichtdicke von ca. 0,2 ^ die Herstellkosten der Plüssigkristallzelle.beim Einsatz teurer Edelmetalle heraufgesetzt. High vacuum vapor deposition apparatus arranged so that, after a high vacuum vapor deposition process has been carried out, they are provided with thin, conductive contact layers 8, so that according to FIG. These contact layers 8 are preferably made of aluminum. Most other base metals are less suitable as a contact layer, as they are exposed to temperatures of more than Ί00 C during the subsequent glass soldering process and oxidize or melt in the process. Furthermore, most base metals (except aluminum) have a low adhesive strength on glass. With aluminum, however, an Al_0 skin of approx. 0.01 ^ thickness immediately forms, which protects the vapor-deposited aluminum layers 8 from oxidizing even at elevated temperatures and gives excellent electrical contact. Precious metals are suitable as a contact layer, however, the manufacturing costs of the Plüssigkristallzelle.beim use more expensive precious metals increased due to the required layer thickness of about 0.2 ^.
Die mit den Kontaktschichten 8 versehenen Zellenplatten 1,2 werden in den randnahen Bereichen derart mit einem Glaslotaufdruck 10 versehen (Fig. 2), dass an den KontaktschichtenThe cell plates 1, 2 provided with the contact layers 8 are provided with a glass solder print 10 in the areas near the edge (FIG. 2) in such a way that on the contact layers
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8 eine Lücke 11 von ca. 1-2 mm Breite verbleibt. l-Hch dem bei ca. 400wC über etwa 1 Stunde durchgeführten Glaslöten entsteht die ir. Fig. 2 teilweise abgebildete Flüssigkristallzelle, deren einzige Oeffnung die durch die Kontaktstreifen und das Glaslot 10 begrenzte Einfüllücke 11 ist. Es empfiehlt sich, den Glaslotaufdruck 10 beispielsweise mit Hilfe eines Siebdruckverfahrens so dick auf die Zellenplatten 1,2 aufzutragen, dass der Abstand beider Zellenplatten nach dem Glaslöten zwischen 5 und 20 f+- liegt. 8 a gap 11 of approx. 1-2 mm width remains. l-Hch the w C over about 1 hour carried out at about 400 glass soldering arises the ir. Fig. 2 liquid crystal cell partially shown, whose only opening is the area bounded by the contact strips and the glass solder 10 Einfüllücke. 11 It is advisable to apply the glass solder print 10, for example with the aid of a screen printing process, so thickly on the cell plates 1, 2 that the distance between the two cell plates after the glass soldering is between 5 and 20 f + - .
Die glasgelfttete Flüssigkristallzelle wird nun derart maskiert in eine Hochvakuum-Aufdampfapparatur eingebracht, dass es möglich ist, nur im Bereich der Einfüllücke 11 eine lötfähige Metallschicht 13 (Fig. 3) auf den Kontaktschichten und dem Glaslot· 10 aufzutragen. Diese Metallschicht 13 besteht vorzugsweise aus einer dreilagigen Aufdampfkombination aus Chrom-Kupfer-Gold oder Chrom-Nickel-Gold. Das Chrom wird als erstes Metall aufgedampft. Es dient als Haftschicht und weist daher nur eine Schichtdicke von ca. 0,03 A>auf. Kupfer bzw. Nickel stellen die eigentlichen Lotschichten dar und besitzen demzufolge eine zehnmal dickere Schicht. Ein Goldbelag von ca. 0,03 f*- Dicke ist abschliessend als Schutzschicht vorgesehen. Er erhöht die Lötfähigkeit der Metallschicht 13 erheblich. Die Kombination Chrom-Nickel-Gold ist The glass-vented liquid crystal cell is now masked and introduced into a high-vacuum vapor deposition apparatus so that it is possible to apply a solderable metal layer 13 (FIG. 3) to the contact layers and the glass solder 10 only in the area of the filler gap 11. This metal layer 13 preferably consists of a three-layer vapor deposition combination of chrome-copper-gold or chrome-nickel-gold. The chrome is the first metal to be vapor-deposited. It serves as an adhesive layer and is therefore only about 0.03 Å thick. Copper or nickel represent the actual solder layers and therefore have a layer ten times thicker. A gold coating of approx. 0.03 f * thickness is then provided as a protective layer. It increases the solderability of the metal layer 13 considerably. The combination is chrome-nickel-gold
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besonders zu empfehlen, da Ui ekel eine höhere Lütn:.hir,kf>it gegenüber Weichlot als Kupfer aufweist.especially recommended because Ui disgust has a higher Lütn : .hir, kf> it compared to soft solder than copper.
Die glasgelötete, mit einer lötfähif-en Metallschicht 13 im Bereich der Einfüllücke 11 versehene Flüssigkristallzelle wird sodann evakuiert und anschiiessend mit u^r Flüssigkr-i- stallsubstanz 12 gefüllt. Die Figuren 3a und 3b zeigen eine solche gefüllte, lötfähige Flüssigkristallzelle. The glass-soldered liquid crystal cell provided with a solderable metal layer 13 in the area of the filling gap 11 is then evacuated and then filled with liquid crystal substance 12 . FIGS. 3a and 3b show such a filled, solderable liquid crystal cell.
Danach kann die Flüssigkristallzelle ohne Vorreinigung von Hand mit dem Lötkolben oder maschinell im Tauch- oder Schwallbad verlötet werden. Der von der Füllung übrigbleiben de Plüssigkristallti'opfen kann hierbei als Flussmittel verwendet werden. Neben Zinn-Blei-Loten, z.B. 60 % Zn, ^O % Pb, können auch Sonderlote wie Zinn-Blei-Silber, Zinn-Blei-Cadmium oder auch Indiumlegierungen verwendet werden. Durch letztere werden die lötfähigen Schichten 13 geschont und die thermische Belastung der Flüssigkristallsubstanz 12 herabgesetzt. Eine hermetisch verschlossene, durchkontaktierte Zelle ist in Fig. 1I dargestellt. The liquid crystal cell can then be soldered by hand with a soldering iron or by machine in an immersion or surge bath without pre-cleaning. The plüssigkristallti'opfen remaining from the filling can be used as a flux. In addition to tin-lead solders, e.g. 60 % Zn, ^ O % Pb, special solders such as tin-lead-silver, tin-lead-cadmium or indium alloys can also be used. The solderable layers 13 are protected by the latter and the thermal load on the liquid crystal substance 12 is reduced. A hermetically sealed, plated-through cell is shown in Fig. 1 I.
Das vorstehend beschriebene Verfahren ist bevorzugt für glasgelötete Zellen, bei denen die Kontaktschicht 8 einer starken Wärmobelastung ausgesetzt ist, anzuwenden. So wer-The method described above is preferred for glass-soldered cells in which the contact layer 8 is a is exposed to high levels of heat. So be
·: :": ioo/73·:: ": Ioo / 73
ucn init diesen: Vorführen sin iiemsüisciisr "srschl^ss cLsr EinfUllUcke trotz der Oberflächeninhomogenitäten der Zellenplatten erzielt und gefährliche mechanische Spannungen in den Platten infolge hoher lokaler Erwärmung vermieden. Das beschriebene Verfahren kann jedoch auch bei kunststoffvei— schlossenen Flüssigkristallzellen eingesetzt werden. Da bei dieser Verschlussart keine hohe thermische Belastung auftritt (maximal 100-2000C), kann die Kontaktschicht 8 direkt als Lotschicht in der dreifachen Hochvakuum-Aufdampfkombination Chrom-Nickel-Gold ausgeführt werden.With these: demonstration sin iiemsüisciisr "srschl ^ ss cLsr filling gap is achieved despite the surface inhomogeneities of the cell plates and dangerous mechanical stresses in the plates as a result of high local heating avoided. The method described can, however, also be used with plastic-sealed liquid crystal cells no high thermal stress occurs (maximum 100-200 0 C), the contact layer 8 may be executed directly as a solder layer in the triple high vacuum Aufdampfkombination chromium-nickel-gold.
Es lassen sich sowohl bei glasgelöteten als auch bei kunststoffverschlossenen Flüssigkristallzellen mehrere Durchkontaktierungen an einer Zelle gleichzeitig ausführen, wobei eine der gelöteten Durchführungen den hermetischen Verschluss der Zelle bilden kann.It can be used with both glass-soldered and plastic-sealed Liquid crystal cells run multiple vias on a cell at the same time, whereby one of the soldered feedthroughs can form the hermetic seal of the cell.
Das Verfahren kann ebenfalls angewendet werden, wenn kein Einfülloch verschlossen werden muss, sondern nur Durchkontaktierung gefordert wird. Bei Durchkontaktierung ist es möglich, die Kontaktschichten 8, welche die elektrischen Pfade arf die Stirnseite 7 herausführen, durch Aufbringen eines leitfähigen Epoxytropfens miteinander zu verbinden.The method can also be used if no filling hole has to be closed, but only through-hole plating is required. With through-hole plating, it is possible to use the contact layers 8, which are the electrical Paths should lead out the end face 7 by applying a conductive epoxy drop to connect to each other.
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- DE DE7335961*[U patent/DE7335961U/en not_active Expired
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