EP0897551A1 - Method for producing liquid crystal cells - Google Patents

Method for producing liquid crystal cells

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Publication number
EP0897551A1
EP0897551A1 EP98919037A EP98919037A EP0897551A1 EP 0897551 A1 EP0897551 A1 EP 0897551A1 EP 98919037 A EP98919037 A EP 98919037A EP 98919037 A EP98919037 A EP 98919037A EP 0897551 A1 EP0897551 A1 EP 0897551A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gelatin
plate
protective layer
layer
screen
Prior art date
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Ceased
Application number
EP98919037A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Joachim Glück
Stefan Käfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0897551A1 publication Critical patent/EP0897551A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133351—Manufacturing of individual cells out of a plurality of cells, e.g. by dicing

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a liquid crystal cell and a method for producing plates with a gelatin coating according to the type of the independent claims.
  • the liquid crystal cell consists of two glass plates which are glued together at a short distance from one another, which is maintained by spacers. Located between these glass plates one of the two glass plates is coated on the inside of the liquid crystal cell with one or more photoemulsion layers.
  • the photoemulsion usually consists of one relatively thick (for example 16 microns) gelatin layer, which detaches from the glass in large areas when broken. Since gelatin is also sensitive to moisture, cutting with a water jet is also impossible.
  • the method according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that several glass plates coated with gelatin can be produced in a single process pass. On the one hand, this simplifies and also reduces the cost of production, and on the other hand it also reduces fluctuations in production quality.
  • the process according to the invention with the characterizing features of claim 7 has the advantage that it allows liquid crystal cells with color filters made of photoemulsion or also with black matrix made of photoemulsion to be produced in large numbers and thus more cheaply.
  • the generation of the predetermined breaking point by scratching is particularly advantageous since existing numerically computer-controlled machines can be used for this method of separation.
  • Glass advantageously combines favorable mechanical properties, since it can be divided by scoring and breaking, and favorable optical properties, since it can be produced with a very low absorption coefficient.
  • glass is chemically inert and can be coated with a variety of coatings.
  • the sputtering of the protective layer is a relatively inexpensive thin-film technique and therefore leads to a further reduction in manufacturing costs.
  • indium tin oxide as a protective layer advantageously gives a layer which, in addition to its protective function, is both electrically conductive and optically transparent.
  • the protective layer can thus fulfill a double function as a protective layer and electrode.
  • Liquid crystal cell to be filled receives a precisely defined preferred direction.
  • FIGS. 8 to 10 show a method for producing a liquid crystal cell.
  • a precursor plate 21 which consists of a brittle material, for example glass.
  • the precursor plate 21 is provided with a gelatin layer 13.
  • Figure 2 shows the precursor plate 21 after this process step.
  • FIG. 3 shows how an aperture 20 was placed on the precursor plate 21 provided with a gelatin layer 13.
  • the diaphragm 20 used in this exemplary embodiment has, in the exemplary embodiment selected here, essentially webs which are arranged in a rectangular grid, as well as recesses which have approximately the shape of rectangles.
  • a protective layer is now sputtered onto the gelatin layer 13 through the cutouts in the aperture 20.
  • a substrate which in the exemplary embodiment chosen here consists of indium tin oxide and is not shown in FIG. 3, is bombarded with an ion beam, so that atomized indium tin oxide 22 is deposited on the gelatin layer 13 and the diaphragm 20. can beat.
  • the etching gas jet 23 consists, for example, of an 02 ⁇ Ar SFg gas mixture which does not attack the protective layer 14 consisting of indium tin oxide, but does remove the gelatin 13 in the areas in which it is not covered by the protective layer 14 .
  • Other gas mixtures are also conceivable, but it must be taken into account here that gelatin is sensitive to water and swells when it comes into contact with water.
  • FIG. 5 shows the precursor plate 21 after the etching step has ended.
  • the precursor plate 21 is provided with approximately rectangularly structured gelatin layers 13, which is also covered by approximately rectangularly structured protective layers 14.
  • Precursor plate 21 divided into individual segments, each segment having a rectangular multilayer structure made of gelatin layer 13 and protective layer 14. This division takes place along the fracture lines 26. The division of the precursor plate 21 takes place by the precursor plate along the
  • Fracture lines 26 is scored so that a predetermined breaking point 25 is created.
  • the precursor plate 21 is then divided by the sudden application of a force 24.
  • the method according to the invention was illustrated using a glass plate coated with gelatin.
  • gelatin is the carrier and binding material for photoemulsion and largely determines its mechanical properties.
  • the photoemulsion is again used to carry out some manufacturing steps in the rich to make the production of liquid crystal cells particularly efficient, as described in the documents cited at the beginning of the prior art.
  • the method is also suitable for producing photographic plates more efficiently, for example.
  • the screen 20 consists of a sheet metal which was structured with the aid of a milling cutter. The accuracy achieved in this way is sufficient for the intended use in a liquid crystal display.
  • FIG. 1 A liquid crystal display in which the glass plate coated with gelatin and a protective layer can be used is shown in FIG.
  • the same reference numerals as in FIGS. 1 to 6 designate the same components.
  • the liquid crystal cell consists of a first plate 1 and a second plate 2, which are arranged parallel to one another.
  • the first plate 1 is provided on its side facing the second plate 2 with a gelatin layer 13, which in turn is provided with a protective layer 14.
  • the lateral dimensions of the gelatin layer 13 and the protective layer 14 are somewhat smaller than those of the first plate 1, so that an edge region of the first plate 1 remains without a coating on the surface facing the second plate 2.
  • the second plate 2 is provided on its side facing the first plate 1 with a conductive coating 12.
  • the lateral dimensions of the lead tendency coating 12 are also slightly smaller than the lateral dimensions of the second plate 2, which in turn has the same lateral dimensions as the first plate 1.
  • the first plate 1 and the second plate 2 are connected to each other by a layer of adhesive 11.
  • the adhesive 11 is applied in the area of the first and second plate in which one of the coatings 12, 13, 14 is.
  • spacers 15 between them which, for example, consist of short fragments of a glass fiber.
  • the adhesive can also be mixed with the spacers.
  • a gap 18 is created between the first plate 1 and the second plate 2, which is sealed by the adhesive 11 between the two plates 1, 2.
  • the liquid crystal cell 18 is the liquid crystal.
  • the liquid crystal cell can be used as a liquid crystal display, for example by being provided with an illumination unit 16 which emits light 17 which is either transmitted through the liquid crystal cell or reflected by it. If necessary, additional optical foils and mechanical components must be provided, but these are not relevant to the invention.
  • FIG. 7 The following is intended to show how a liquid crystal display as shown in FIG. 7 can be produced with the aid of the method shown in FIGS. 1 to 5.
  • the precursor plate 21 shown in FIG. 5 on which the gelatin layer 13 structured in rectangles, which in turn is covered by a protective layer structured in the same form, is used. This arrangement is sprinkled with short fragments of glass fiber, which serve as spacers 15.
  • beads of glue are also applied, each bead almost completely encompassing a rectangle of gelatin and a protective layer.
  • FIG. 8 shows the precursor plate 21 after carrying out these two process steps, which can be carried out in any order.
  • the adhesive 11 is advantageously, but not necessarily, arranged in such a way that it partially covers the areas coated with the photoemulsion and partially covers the areas freed from the photoemulsion. It effectively protects the side surfaces from moisture.
  • an upper precursor plate 30 is lowered onto the arrangement consisting of precursor plate 21, gelatin layer 13, protective layer 14, spacer 15 and adhesive 11.
  • the upper precursor plate 30 is designed as a thin glass plate 31, which is provided with a continuous indium-tin oxide layer 32.
  • FIG. 9 shows the arrangement created after this process step.
  • FIG. 10 shows how the arrangement formed in FIG. 9, consisting of precursor plate 21, with gelatin layer 13 and protective layer 14, which is connected to upper precursor plate 30 with adhesive 11 and spacer 15, is divided.
  • precursor plate 21 and the upper precursor plate 30 are provided with predetermined breaking points 25 by scratching.
  • the arrangement along the breaking lines 26 defined by the predetermined breaking points 25 can be broken by the sudden action of a force 24.
  • a liquid crystal cell similar to that shown in FIG. 7 is thus obtained, the fractions of the precursor plate 21 forming the first plate 1 and the fractions of the upper precursor plate 30 forming the second plate 2 of the conductive coating 12.
  • liquid crystal cells formed by dividing the arrangement shown in FIG. 10 have a coating on the second plate 2, the lateral dimensions of which are just as large as that of the second plate 2 itself. Both size ratios are possible and intended and should not be relevant to the invention.
  • an orientation layer to at least one of the two plates, which serves to give the liquid crystal a stable orientation.
  • This can consist, for example, of polyimide, which is textured on the surface by suitable means. If this orientation layer is applied to the gelatin layer which has already been etched and coated with the protective layer, after removing the panel, there is the additional advantage that the edges of the gelatin layer are protected against environmental influences, in particular moisture.
  • the oxide layer 32 is replaced by a matrix-like arrangement of switching elements, for example thin-film transistors or diodes, controlled via column and row lines.
  • the matrix is used for the selective addressing of discrete image electrodes made of indium tin oxide.

Abstract

Disclosed is a method for producing a sheet of glass coated with gelatin. According to said method, the gelatin (13) is initially applied to a sheet of glass (21). A protective coating (14) applied by cathodic sputtering is then provided on a mask (20) that has been placed on top of the gelatin coating. Once the mask has been taken away, the gelatin can be removed from areas devoid of said protective coating by means of dry etching process. Subsequently, the sheet of glass can be divided up in a simple manner by slight slitting and fracturing. The inventive method enables mass production of liquid crystal displays with either a color filter or a black photographic emulsion matrix.

Description

Verfahren zur Herstellung von FlüssigkristallzellenProcess for the production of liquid crystal cells
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle sowie von einem Verfahren zur Herstellung von Platten mit einer Gelatinebeschichtung nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method for producing a liquid crystal cell and a method for producing plates with a gelatin coating according to the type of the independent claims.
Aus dem Artikel „Simplest Process Color TFT-LCDs" ist schon ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle be- kannt. Die Flüssigkristallzelle besteht aus zwei Glasplatten, welche in einem geringen Abstand voneinander, der durch Abstandshalter eingehalten wird, zusammengeklebt sind. Zwischen diesen Glasplatten befindet sich der Flüssigkristall. Einen der beiden Glasplatten ist auf der Innenseite der Flüssigkristallzelle mit einer oder mehreren Photoemulsions- schichten beschichtet.A process for producing a liquid crystal cell is already known from the article “Simplest Process Color TFT-LCDs”. The liquid crystal cell consists of two glass plates which are glued together at a short distance from one another, which is maintained by spacers. Located between these glass plates one of the two glass plates is coated on the inside of the liquid crystal cell with one or more photoemulsion layers.
Weiterhin ist es Stand der Technik, mehrere Flüssigkristallzellen, wobei jedoch statt der Photoemulsion eine farbige Pigmentbeschichtung benutzt wird, auf einer großen Glasplatte herzustellen, welche am Ende des Herstellungsprozesses angeritzt und gebrochen wird.Furthermore, it is state of the art to produce a plurality of liquid crystal cells, but using a colored pigment coating instead of the photoemulsion, on a large glass plate which is scratched and broken at the end of the production process.
Das Brechen der mit Photoemulsion beschichteten Glasplatte ist jedoch problematisch, was die Massenfertigung von Flüssigkristallzellen mit einer Photoemulsionsbeschichtung erschwert. Die Photoemulsion besteht üblicherweise aus einer relativ dicken (beispielsweise 16 Mikrometer) Gelatineschicht, welche sich in großen Flächen beim Brechen vom Glas ablöst. Da Gelatine außerdem feuchtigkeitsempfindlich ist, ist auch das Schneiden mittels eines Wasserstrahls unmög- lieh.However, breaking the glass plate coated with photoemulsion is problematic, which makes the mass production of liquid crystal cells with a photoemulsion coating difficult. The photoemulsion usually consists of one relatively thick (for example 16 microns) gelatin layer, which detaches from the glass in large areas when broken. Since gelatin is also sensitive to moisture, cutting with a water jet is also impossible.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merk- malen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß mehrere mit Gelatine beschichtete Glasplatten in einem einzigen Prozeßdurchgang hergestellt werden können. Hierdurch wird einerseits die Produktion vereinfacht und auch verbilligt, andererseits werden somit auch Schwankungen in der Produkti- onsqualität verringert. Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 7 hat den Vorteil, daß es erlaubt, Flüssigkristallzellen mit Farbfiltern aus Photoemulsion oder auch mit Schwarzer Matrix aus Photoemulsion in großen Stückzahlen und damit preiswerter herzu- stellen.In contrast, the method according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that several glass plates coated with gelatin can be produced in a single process pass. On the one hand, this simplifies and also reduces the cost of production, and on the other hand it also reduces fluctuations in production quality. The process according to the invention with the characterizing features of claim 7 has the advantage that it allows liquid crystal cells with color filters made of photoemulsion or also with black matrix made of photoemulsion to be produced in large numbers and thus more cheaply.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Verfahrens mög- lieh.Advantageous further developments and improvements of the method specified in the independent claims are possible through the measures listed in the dependent claims.
So ist das Erzeugen der Sollbruchstelle durch Ritzen besonders vorteilhaft, da für diese Methode der Trennung bereits vorhandene numerisch computergesteuerte Maschinen herangezo- gen werden können.The generation of the predetermined breaking point by scratching is particularly advantageous since existing numerically computer-controlled machines can be used for this method of separation.
Glas vereint in vorteilhafter Weise günstige mechanische Eigenschaften, da es durch Anritzen und Brechen geteilt werden kann, und günstige optische Eigenschaften, da es mit sehr geringem Absorptionskoeffizienten hergestellt werden kann. Darüber hinaus ist Glas chemisch inert und kann mit einer Vielzahl von Beschichtungen versehen werden.Glass advantageously combines favorable mechanical properties, since it can be divided by scoring and breaking, and favorable optical properties, since it can be produced with a very low absorption coefficient. In addition, glass is chemically inert and can be coated with a variety of coatings.
Das Sputtern der Schutzschicht stellt eine relativ preiswer- te Dünnschichttechnik dar und führt daher zur weiteren Ver- billigung der Herstellung.The sputtering of the protective layer is a relatively inexpensive thin-film technique and therefore leads to a further reduction in manufacturing costs.
Durch die Verwendung von Indium-Zinn-Oxid als Schutzschicht erhält man in vorteilhafter Weise eine Schicht, welche über ihre Schutzfunktion hinaus sowohl elektrisch leitend als auch optisch transparent ist. Somit kann die Schutzschicht eine Doppelfunktion als Schutzschicht und Elektrode erfüllen.The use of indium tin oxide as a protective layer advantageously gives a layer which, in addition to its protective function, is both electrically conductive and optically transparent. The protective layer can thus fulfill a double function as a protective layer and electrode.
Es ist besonders vorteilhaft, die Gelatineschicht mit Hilfe von reaktivem Ionenätzen unter Verwendung von 02~Ar-Sfg abzutragen, da dieser Verfahrensschritt einerseits eine gründliche Abtragung der Gelatine in den exponierten Bereichen gewährleistet, jedoch gleichzeitig den Randbereich der Gela- tine, der nicht abgetragen werden soll, auch nicht in Mitleidenschaft zieht. Somit werden sehr scharfe Ränder ohne Unterätzungen erzeugt.It is particularly advantageous to remove the gelatin layer with the aid of reactive ion etching using 02 ~ Ar-Sfg, since this process step on the one hand ensures thorough removal of the gelatin in the exposed areas, but at the same time the edge area of the gelatin which is not removed should not be affected. This creates very sharp edges without undercutting.
Schließlich ist es vorteilhaft, auf die Schutzschicht eine Orientierungsschicht aufzubringen, da hierdurch ein in dieFinally, it is advantageous to apply an orientation layer to the protective layer, since this results in an orientation
Flüssigkristallzelle einzufüllender Flüssigkristall eine genau definierte Vorzugsrichtung erhält .Liquid crystal cell to be filled receives a precisely defined preferred direction.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er- läutert. Es zeigen Figur 1 bis Figur 6 ein Verfahren zur Herstellung einer mit Gelatine beschichteten Platte, Figur 7 eine Flüssigkristallzelle, Figuren 8 bis 10 ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail in the following description. purifies. 1 to 6 show a method for producing a plate coated with gelatin, FIG. 7 shows a liquid crystal cell, FIGS. 8 to 10 show a method for producing a liquid crystal cell.
Beschreibungdescription
In Figur 1 ist eine Vorläuferplatte 21 zu sehen, welche aus einem spröden Material, beispielsweise Glas besteht.1 shows a precursor plate 21 which consists of a brittle material, for example glass.
Die Vorläuferplatte 21 wird mit einer Gelatineschicht 13 versehen. Figur 2 zeigt die Vorläuferplatte 21 nach diesem Verfahrensschritt .The precursor plate 21 is provided with a gelatin layer 13. Figure 2 shows the precursor plate 21 after this process step.
Figur 3 zeigt, wie auf die mit einer Gelatineschicht 13 versehene Vorläuferplatte 21 eine Blende 20 aufgelegt wurde. Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Blende 20 weist im hier gewählten Ausführungsbeispiel im wesentlichen Stege auf, welche in einem Rechteckgitter angeordnet sind, sowie Aussparungen, welche etwa die Form von Rechtecken haben.FIG. 3 shows how an aperture 20 was placed on the precursor plate 21 provided with a gelatin layer 13. The diaphragm 20 used in this exemplary embodiment has, in the exemplary embodiment selected here, essentially webs which are arranged in a rectangular grid, as well as recesses which have approximately the shape of rectangles.
Durch die Aussparungen der Blende 20 wird nun eine Schutzschicht auf die Gelatineschicht 13 aufgesputtert .A protective layer is now sputtered onto the gelatin layer 13 through the cutouts in the aperture 20.
Unter Sputtern versteht der Fachmann die Zerstäubung von Festkörpern durch Ionenbeschuß. Ein Substrat, welches im hier gewählten Ausführungsbeispiel aus Indium-Zinn-Oxid besteht, und in Figur 3 nicht dargestellt ist, wird mit einem Ionenstrahl beschossen, so daß sich zerstäubtes Indium-Zinn- Oxid 22 auf der Gelatineschicht 13 und der Blende 20 nieder- schlagen kann.The skilled person understands sputtering to mean the atomization of solids by ion bombardment. A substrate, which in the exemplary embodiment chosen here consists of indium tin oxide and is not shown in FIG. 3, is bombarded with an ion beam, so that atomized indium tin oxide 22 is deposited on the gelatin layer 13 and the diaphragm 20. can beat.
Im nächsten Verfahrensschritt wird die Blende 20 abgenommen, so daß eine Vorläuferplatte 21, welche mit einer Gelatineschicht 13 beschichtet ist, welche wiederum mit in etwa rechteckigen Segmenten von Schutzschicht 14 versehen ist, zurückbleibt. Dies ist in Figur 4 gezeigt. Auf diese mit der strukturierten Schutzschicht 14 versehene Gelatineschicht 13 wird nun ein Ätzgasstrahl 23 gerichtet.In the next process step, the aperture 20 is removed, so that a precursor plate 21, which is coated with a gelatin layer 13, which in turn is provided with approximately rectangular segments of protective layer 14, remains. This is shown in Figure 4. An etching gas jet 23 is now directed onto this gelatin layer 13 provided with the structured protective layer 14.
Der Ätzgasstrahl 23 besteht beispielsweise aus einem 02~Ar- SFg-Gasgemisch, welches die aus Indium-Zinn-Oxid bestehende Schutzschicht 14 nicht angreift, jedoch die Gelatine 13, in den Bereichen, in denen sie nicht von der Schutzschicht 14 bedeckt ist, abträgt. Es sind auch andere Gasgemische denk- bar, es ist hierbei jedoch zu berücksichtigen, daß Gelatine wasserempfindlich ist und bei Berührung mit Wasser aufquillt .The etching gas jet 23 consists, for example, of an 02 ~ Ar SFg gas mixture which does not attack the protective layer 14 consisting of indium tin oxide, but does remove the gelatin 13 in the areas in which it is not covered by the protective layer 14 . Other gas mixtures are also conceivable, but it must be taken into account here that gelatin is sensitive to water and swells when it comes into contact with water.
Figur 5 zeigt die Vorläuferplatte 21 nach Beendigung des Ätzschritts. Die Vorläuferplatte 21 ist mit in etwa rechtek- kig strukturierten Gelatineschichten 13 versehen, welche von ebenfalls in etwa rechteckig strukturierten Schutzschichten 14 bedeckt ist.FIG. 5 shows the precursor plate 21 after the etching step has ended. The precursor plate 21 is provided with approximately rectangularly structured gelatin layers 13, which is also covered by approximately rectangularly structured protective layers 14.
Im in Figur 6 gezeigten letzten Verfahrensschritt wird dieIn the last method step shown in FIG
Vorläuferplatte 21 in einzelne Segmente geteilt, wobei jedes Segment eine rechteckige Vielschichtstruktur aus Gelatineschicht 13 und Schutzschicht 14 aufweist. Diese Teilung erfolgt entlang der Bruchlinien 26. Das Teilen der Vorlaufer- platte 21 erfolgt, indem die Vorläuferplatte entlang derPrecursor plate 21 divided into individual segments, each segment having a rectangular multilayer structure made of gelatin layer 13 and protective layer 14. This division takes place along the fracture lines 26. The division of the precursor plate 21 takes place by the precursor plate along the
Bruchlinien 26 geritzt wird, so daß eine Sollbruchstelle 25 entsteht. Anschließend wird die Vorläuferplatte 21 durch schlagartiges Aufbringen einer Kraft 24 geteilt.Fracture lines 26 is scored so that a predetermined breaking point 25 is created. The precursor plate 21 is then divided by the sudden application of a force 24.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde anhand einer mit Gelatine beschichteten Glasplatte illustriert. Die Relevanz des Verfahrens liegt darin, daß Gelatine das Träger- und Bindematerial für Photoemulsion darstellt, und weitgehend deren mechanische Eigenschaften bestimmt. Die Photoemulsion wie- derum wird gebraucht, um einige Fertigungsschritte im Be- reich der Fertigung von Flüssigkristallzellen besonders rationell zu gestalten, wie in den eingangs zitierten Dokumenten zum Stand der Technik geschildert wird.The method according to the invention was illustrated using a glass plate coated with gelatin. The relevance of the process lies in the fact that gelatin is the carrier and binding material for photoemulsion and largely determines its mechanical properties. The photoemulsion is again used to carry out some manufacturing steps in the rich to make the production of liquid crystal cells particularly efficient, as described in the documents cited at the beginning of the prior art.
Sollten andere Materialien als Gelatine zur Herstellung von Photoemulsion zur Verfügung stehen, so ist das Verfahren selbstverständlich auch hierfür gedacht.If materials other than gelatin are available for the production of photoemulsion, the process is of course also intended for this.
Andererseits ist das Verfahren auch geeignet, um beispiels- weise fotografische Platten rationeller herzustellen.On the other hand, the method is also suitable for producing photographic plates more efficiently, for example.
Die Blende 20 besteht im hier gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Blech, welches mit Hilfe einer Fräse strukturiert wurde. Die hierdurch erzielte Genauigkeit ist hinreichend für den beabsichtigten Einsatz in einer Flüssigkristallanzeige.In the exemplary embodiment shown here, the screen 20 consists of a sheet metal which was structured with the aid of a milling cutter. The accuracy achieved in this way is sufficient for the intended use in a liquid crystal display.
Eine Flüssigkristallanzeige, in welcher die mit Gelatine und einer Schutzschicht beschichtete Glasplatte eingesetzt wer- den kann, ist in Figur 7 gezeigt. Hierbei bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in den Figuren 1 bis 6 gleiche Bestandteile.A liquid crystal display in which the glass plate coated with gelatin and a protective layer can be used is shown in FIG. The same reference numerals as in FIGS. 1 to 6 designate the same components.
Die Flüssigkristallzelle besteht aus einer ersten Platte 1 und einer zweiten Platte 2, welche parallel zueinander angeordnet sind. Die erste Platte 1 ist auf ihrer der zweiten Platte 2 zugewandten Seite mit einer Gelatineschicht 13 versehen, welche ihrerseits wiederum mit einer Schutzschicht 14 versehen ist. Die lateralen Abmessungen der Gelatineschicht 13 und der Schutzschicht 14 sind etwas kleiner als die der ersten Platte 1, so daß ein Randbereich der ersten Platte 1 auf der der zweiten Platte 2 zugewandten Fläche ohne Beschichtung bleibt. Die zweite Platte 2 ist auf ihrer der ersten Platte 1 zugewandten Seite mit einer leitenden Be- Schichtung 12 versehen. Die lateralen Abmessungen der lei- tenden Beschichtung 12 sind ebenfalls etwas geringer als die lateralen Abmessungen der zweiten Platte 2, welche wiederum die gleichen lateralen Abmessungen besitzt wie die erste Platte 1. Die erste Platte 1 und die zweite Platte 2 sind durch eine Schicht aus Kleber 11 miteinander verbunden. Der Kleber 11 ist in dem Bereich der ersten und zweiten Platte aufgebracht, in welchem eine der BeSchichtungen 12, 13, 14 ist. Um zu verhindern, daß die Schutzschicht 14 und die leitende Beschichtung 12 einander berühren, befinden sich zwi- sehen diesen Abstandshaltern 15, welche beispielsweise aus kurzen Bruchstücken einer Glasfaser bestehen. Ebenso kann der Kleber mit den Abstandshaltern vermischt werden. Somit entsteht zwischen der ersten Platte 1 und der zweiten Platte 2 ein Zwischenraum 18, welcher zwischen den beiden Platten 1, 2 vom Kleber 11 versiegelt wird. In diesem ZwischenraumThe liquid crystal cell consists of a first plate 1 and a second plate 2, which are arranged parallel to one another. The first plate 1 is provided on its side facing the second plate 2 with a gelatin layer 13, which in turn is provided with a protective layer 14. The lateral dimensions of the gelatin layer 13 and the protective layer 14 are somewhat smaller than those of the first plate 1, so that an edge region of the first plate 1 remains without a coating on the surface facing the second plate 2. The second plate 2 is provided on its side facing the first plate 1 with a conductive coating 12. The lateral dimensions of the lead tendency coating 12 are also slightly smaller than the lateral dimensions of the second plate 2, which in turn has the same lateral dimensions as the first plate 1. The first plate 1 and the second plate 2 are connected to each other by a layer of adhesive 11. The adhesive 11 is applied in the area of the first and second plate in which one of the coatings 12, 13, 14 is. In order to prevent the protective layer 14 and the conductive coating 12 from touching one another, there are spacers 15 between them which, for example, consist of short fragments of a glass fiber. The adhesive can also be mixed with the spacers. Thus, a gap 18 is created between the first plate 1 and the second plate 2, which is sealed by the adhesive 11 between the two plates 1, 2. In this space
18 befindet sich der Flüssigkristall. Die bisher beschriebenen Bestandteile bilden die Flüssigkristallzelle. Die Flüssigkristallzelle kann als Flüssigkristallanzeige verwendet werden, indem sie beispielsweise mit einer Beleuchtungsein- heit 16 versehen wird, welche Licht 17 ausstrahlt, das entweder durch die Flüssigkristallzelle transmittiert wird oder von dieser reflektiert wird. Gegebenenfalls sind noch zusätzliche optische Folien und mechanische Bauteile vorzusehen, welche jedoch nicht erfindungsrelevant sind.18 is the liquid crystal. The components described so far form the liquid crystal cell. The liquid crystal cell can be used as a liquid crystal display, for example by being provided with an illumination unit 16 which emits light 17 which is either transmitted through the liquid crystal cell or reflected by it. If necessary, additional optical foils and mechanical components must be provided, but these are not relevant to the invention.
Im folgenden soll gezeigt werden, wie mit Hilfe des in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Verfahrens eine Flüssigkristallanzeige, wie sie in Figur 7 dargestellt ist, hergestellt werden kann. Zur Herstellung einer Flüssigkristall- zelle wird die in Figur 5 dargestellte Vorläuferplatte 21, auf welcher sich die in Rechtecke strukturierte Gelatineschicht 13 befindet, welche wiederum ihrerseits von einer in gleicher Form strukturierten Schutzschicht bedeckt ist, herangezogen. Diese Anordnung wird mit kurzen Bruchstücken ei- ner Glasfaser bestreut, welche als Abstandshalter 15 dienen. Auf die Vorläuferplatte 21 werden weiterhin Raupen aus Kleber aufgebracht, wobei je eine Raupe ein Rechteck aus Gelatine und Schutzschicht fast vollständig umfaßt. Um in einem folgenden Verfahrensschritt die Befüllung mit dem Flüssigkristall zu ermöglichen, ist es ratsam, die Raupe in Form eines nicht vollständig geschlossenen Rechtecks auszubilden. Figur 8 zeigt die Vorläuferplatte 21 nach Durchführung dieser beiden Verfahrensschritte, welche in beliebiger Reihenfolge erfolgen können.The following is intended to show how a liquid crystal display as shown in FIG. 7 can be produced with the aid of the method shown in FIGS. 1 to 5. To produce a liquid crystal cell, the precursor plate 21 shown in FIG. 5, on which the gelatin layer 13 structured in rectangles, which in turn is covered by a protective layer structured in the same form, is used. This arrangement is sprinkled with short fragments of glass fiber, which serve as spacers 15. On the precursor plate 21, beads of glue are also applied, each bead almost completely encompassing a rectangle of gelatin and a protective layer. In order to enable filling with the liquid crystal in a subsequent process step, it is advisable to design the bead in the form of a rectangle that is not completely closed. FIG. 8 shows the precursor plate 21 after carrying out these two process steps, which can be carried out in any order.
Der Kleber 11 ist vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise, so angeordnet, daß er teilweise die mit der Photoemulsion beschichtete, teilweise die von der Photoemulsion befreiten Flächen bedeckt. Er schützt somit wirkungsvoll die Seitenflächen vor Feuchtigkeit.The adhesive 11 is advantageously, but not necessarily, arranged in such a way that it partially covers the areas coated with the photoemulsion and partially covers the areas freed from the photoemulsion. It effectively protects the side surfaces from moisture.
Im nächsten Verfahrensschritt wird auf die aus Vorläuferplatte 21, Gelatineschicht 13, Schutzschicht 14, Abstandshalter 15 und Kleber 11 bestehende Anordnung eine obere Vor- läuferplatte 30 abgesenkt. Die obere Vorläuferplatte 30 ist hierbei als dünne Glasplatte 31 ausgebildet, welche mit einer durchgehenden Indium-Zinn-Oxidschicht 32 versehen ist. Figur 9 zeigt die nach diesem Verfahrensschritt entstandene Anordnung .In the next process step, an upper precursor plate 30 is lowered onto the arrangement consisting of precursor plate 21, gelatin layer 13, protective layer 14, spacer 15 and adhesive 11. The upper precursor plate 30 is designed as a thin glass plate 31, which is provided with a continuous indium-tin oxide layer 32. FIG. 9 shows the arrangement created after this process step.
Figur 10 zeigt, wie die in Figur 9 entstandene Anordnung aus Vorläuferplatte 21, mit Gelatineschicht 13 und Schutzschicht 14, die mit Kleber 11 und Abstandshalter 15 mit der oberen Vorläuferplatte 30 verbunden ist, geteilt wird. Hierzu wird, analog zu Figur 6, Vorläuferplatte 21 und die obere Vorläuferplatte 30 durch Ritzen mit Sollbruchstellen 25 versehen. Durch schlagartige Einwirkung einer Kraft 24 kann die Anordnung entlang der durch die Sollbruchstellen 25 definierten Bruchlinien 26 gebrochen werden. Somit wird eine Flüssigkristallzelle ähnlich der in Figur 7 gezeigten gewonnen, wobei die Bruchteile der Vorläuferplatte 21 die erste Platte 1, die Bruchteile der oberen Vorläuferplatte 30 die zweite Platte 2 der leitenden Beschichtung 12 bilden.FIG. 10 shows how the arrangement formed in FIG. 9, consisting of precursor plate 21, with gelatin layer 13 and protective layer 14, which is connected to upper precursor plate 30 with adhesive 11 and spacer 15, is divided. For this purpose, analogous to FIG. 6, precursor plate 21 and the upper precursor plate 30 are provided with predetermined breaking points 25 by scratching. The arrangement along the breaking lines 26 defined by the predetermined breaking points 25 can be broken by the sudden action of a force 24. A liquid crystal cell similar to that shown in FIG. 7 is thus obtained, the fractions of the precursor plate 21 forming the first plate 1 and the fractions of the upper precursor plate 30 forming the second plate 2 of the conductive coating 12.
Die durch Teilung der in Figur 10 gezeigten Anordnung entstandenen Flüssigkristallzellen weisen, im Gegensatz zur in Figur 7 dargestellten Flüssigkristallzelle, eine Beschich- tung auf der zweiten Platte 2 auf, deren laterale Abmessungen genauso groß sind, wie die der zweiten Platte 2 selbst. Beide Größenverhältnisse sind möglich und vorgesehen und sollen nicht erfindungsrelevant sein.In contrast to the liquid crystal cell shown in FIG. 7, the liquid crystal cells formed by dividing the arrangement shown in FIG. 10 have a coating on the second plate 2, the lateral dimensions of which are just as large as that of the second plate 2 itself. Both size ratios are possible and intended and should not be relevant to the invention.
Es ist ebenso möglich und vorgesehen, auf wenigstens eine der beiden Platten eine Orientierungsschicht aufzubringen, die dazu dient, dem Flüssigkristall eine stabile Orientierung zu verleihen. Dies kann beispielsweise aus Polyimid bestehen, welches auf der Oberfläche durch geeignete Mittel texturiert wird. Wenn diese Orientierungsschicht auf die schon geätzte und mit der Schutzschicht beschichtete Gelatineschicht nach Abnehmen der Blende aufgetragen wird, so ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die Ränder der Gelatineschicht gegen Umwelteinflüsse, insbesondere Feuchtigkeit geschützt werden.It is also possible and envisaged to apply an orientation layer to at least one of the two plates, which serves to give the liquid crystal a stable orientation. This can consist, for example, of polyimide, which is textured on the surface by suitable means. If this orientation layer is applied to the gelatin layer which has already been etched and coated with the protective layer, after removing the panel, there is the additional advantage that the edges of the gelatin layer are protected against environmental influences, in particular moisture.
Schließlich ist es möglich und vorgesehen, ein Aktiv-Matrix- Display mit einer Flüssigkristallzelle, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, zu bauen. Hierbei wird die Oxidchicht 32 durch eine matrixförmige Anordnung von Schaltelementen, beispielsweise Dünnschichttransistoren oder -dioden, angesteuert über Spalten- und Zeilenleitungen, ersetzt. Die Matrix dient dabei zur selektiven Adressierung von diskreten Bildelektroden aus Indium-Zinn-Oxid. Finally, it is possible and intended to build an active matrix display with a liquid crystal cell, which was produced by the method according to the invention. Here, the oxide layer 32 is replaced by a matrix-like arrangement of switching elements, for example thin-film transistors or diodes, controlled via column and row lines. The matrix is used for the selective addressing of discrete image electrodes made of indium tin oxide.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Herstellung von Platten aus einem spröden Material mit einer Beschichtung aus Gelatine, wobei die Be- Schichtung aus Gelatine auf eine Vorläuferplatte aufgebracht wird, und die Vorläuferplatte entlang einer Bruchlinie geteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß a) auf die Gelatineschicht (13) eine Blende (20) aufgelegt wird, wobei die Blende (20) Stege aufweist, welche so ange- ordnet werden, daß die Bruchlinien (26) bedeckt werden, b) eine aus einem leitfähigen, transparenten Material bestehende Schutzschicht (14) auf die nicht von den Stegen der Blende bedeckten Bereiche der Gelatine aufgebracht wird, c) die Blende (20) abgenommen wird, d) die Gelatineschicht (13) in den Bereichen, in denen sie nicht von der Schutzschicht (14) bedeckt wird, durch Trok- kenätzen in ihrer gesamten Dicke entfernt wird, e) die Vorläuferplatte (21) mit einer Sollbruchstelle (25) entlang der Bruchlinie (26) versehen wird, f) die Vorläuferplatte (21) entlang der Bruchlinie gebrochen wird.1. A process for the production of plates from a brittle material with a coating of gelatin, the coating of gelatin being applied to a precursor plate and the precursor plate being divided along a fracture line, characterized in that a) on the gelatin layer (13 ) a screen (20) is placed, the screen (20) having webs which are arranged so that the break lines (26) are covered, b) a protective layer (14) consisting of a conductive, transparent material on the areas of the gelatin not covered by the webs of the screen are applied, c) the screen (20) is removed, d) the gelatin layer (13) in the areas in which it is not covered by the protective layer (14) by drying the entire thickness is removed, e) the precursor plate (21) is provided with a predetermined breaking point (25) along the breaking line (26), f) the precursor plate (21) is broken along the breaking line becomes.
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle durch Ritzen erzeugt wird.2. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the predetermined breaking point is generated by scratching.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte aus Glas hergestellt wird. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the plate is made of glass.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht gesputtert wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective layer is sputtered.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus Indium-Zinn- Oxid hergestellt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective layer is made of indium tin oxide.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit reaktivem Ionenätzen mit Hilfe eines 02-Ar-SF6-Gasgemischs geätzt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that is etched with reactive ion etching with the aid of a 0 2 -Ar-SF 6 gas mixture.
7. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle, wobei zwei Platten (1, 2) und ein dazwischen befindlicher Abstandhalter (15) zu einer Anordnung verbunden werden, und die Anordnung entlang von Bruchlinien (26) zerteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß a) eine Platte (21) einseitig mit Gelatine (13) beschichtet wird, b) auf die Gelatineschicht (14) eine Blende (20) aufgelegt wird, wobei die Blende Stege aufweist, welche so angeordnet werden, daß die Bruchlinien (26) bedeckt werden, c) eine aus einem leitfähigen, transparenten Material bestehende Schutzschicht (14) auf die nicht von den Stegen der Blende bedeckten Bereiche der Gelatine aufgebracht wird, d) die Blende abgenommen wird, e) die Gelatine (13) in den Bereichen, in denen sie nicht von der Schutzschicht (14) bedeckt wird, durch Trockenätzen in ihrer gesamten Dicke entfernt wird, f) die Platte mit einer zweiten Platte (30) und einem dazwi- sehen liegenden Abstandhalter (15) zu einer Anordnung verbunden wird, wobei die Bruchlinien (26) der beiden Platten gegenüberliegend angeordnet werden, g) die Platten mit einer Sollbruchstelle (25) entlang der Bruchlinie (26) versehen werden, h) die Anordnung entlang der Bruchlinie gebrochen wird. 7. A method for producing a liquid crystal cell, wherein two plates (1, 2) and an intermediate spacer (15) are connected to form an arrangement, and the arrangement is divided along break lines (26), characterized in that a) a plate (21) is coated on one side with gelatin (13), b) a screen (20) is placed on the gelatin layer (14), the screen having webs which are arranged such that the fracture lines (26) are covered, c) a protective layer (14) consisting of a conductive, transparent material is applied to the areas of the gelatin which are not covered by the webs of the screen, d) the screen is removed, e) the gelatin (13) in the areas in which it is not the protective layer (14) is covered, is removed by dry etching in its entire thickness, f) the plate is connected to a second plate (30) and an intermediate spacer (15) see to an arrangement, d he break lines (26) of the two plates are arranged opposite each other, g) the plates are provided with a predetermined breaking point (25) along the break line (26), h) the arrangement is broken along the break line.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten so angeordnet werden, daß die Gelatineschicht zwischen den beiden Platten liegt.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the plates are arranged so that the gelatin layer is between the two plates.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle durch Ritzen erzeugt wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the predetermined breaking point is generated by scratching.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Platte aus Glas hergestellt wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the plate is made of glass.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht gesputtert wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective layer is sputtered.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus Indium-Zinn- Oxid hergestellt wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective layer is made of indium tin oxide.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit reaktivem Ionenätzen mit Hilfe eines 02-Ar-SF6-Gasgemischs geätzt wird.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that is etched with reactive ion etching with the aid of a 0 2 -Ar-SF 6 gas mixture.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Gelatineschicht als Photoemulsion ausgebildet ist.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the gelatin layer is designed as a photoemulsion.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelatineschicht als farbige Photoemulsion ausgebildet ist.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the gelatin layer is designed as a colored photoemulsion.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Schutzschicht eine Orientierungsschicht aufgebracht wird. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an orientation layer is applied to the protective layer.
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