CH654936A5 - Optische anzeigezelle und verfahren zu ihrer herstellung. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Anzeigezelle und ein Verfahren zu ihrer Herstellung gemäss Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 3.

Bei der Herstellung von optischen Anzeigezellen werden an die Parallelität der zwei Substratflächen der Anzeigezelle grosse Ansprüche gestellt. Bei Anzeigezellen von der Grösse zwischen 20 bis 30 mm Länge genügt die Abdichtvorrichtung zwischen den Substraten, die am Umfang entlangläuft, um die Parallelität dieser herbeizuführen. Weiterhin hilft auch die Festigkeit der Substrate dieser Grössenordnung selber, um die erforderliche Parallelität zwischen den Oberflächen des Substrates aufrechtzuerhalten. Verschiedene Verfahren sind bekannt, um den Raum zwischen den Substraten abzudichten und zugleich den Abstand zwischen den Substratoberflächen sicherzustellen, etliche von diesen bekannten Verfahren beschreiben auch das Vorgehen, um die durch die Substratoberflächen und die Abdichtvorrichtung gebildete Zelle mit Flüssigkristall aufzufüllen.

Bei optischen Anzeigezellen in einer Grösse, die die oben beschriebene übersteigt, beginnen grosse Schwierigkeiten aufzutreten, sobald die Parallelität zwischen den Substratflächen durch am Umfang entlanglaufende Dichtmittel sicherzustellen ist. Der typische Abstand zwischen den Substratflächen einer Flüssigkristallanzeigezelle beträgt 10 Mikrometer ± 5%. Der Substratabstand ist für die optische Leistung der Anzeigezelle ausserordentlich kritisch. Diese relativ kritischen Anforderungen stellten bis heute für optische Anzeigezellen von grösseren Dimensionen ein grosses Hindernis dar.

Die Anwendung von optischen Anzeigezellen in der Grössenordnung von 8 bis 10 cm und mehr Seitenlänge wären bei-5 spielsweise sehr brauchbar in Flughafenanlagen, Bushaltestellen, in Bussen und Trambahnen selber, in der Eisenbahn, in Untergrundbahnstationen usw. Optische Anzeigezellen von solchen Ausmassen sind natürlich auch anwendbar für Informationstafeln mit veränderlichem Text sowie auch für io visuelle Darstellungen in der Art von Fernsehschirmen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei dieser Art optischen Anzeigezellen von grösseren Dimensionen die erforderliche Parallelität der im Abstand voneinander sich befindenden Substraten herbeizuführen und aufrechtzuerhalten. 15 Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 bzw. 3 angegebenen Erfindung gelöst.

Bei den zur Beschreibung der Erfindung mitverwendeten Zeichnungen zeigt Figur 1 einen Schnitt durch eine geschlossene Kammer zur Verteilung von Partikeln auf ein Substrat 20 und Figur 2 einen Schnitt durch eine optische Anzeigezelle mit Substratplatten, Partikeln dazwischen, die Abdichtvorrichtung und die Flüssigkristallsubstanz.

Bei der Herstellung einer optischen Anzeigezelle gemäss Erfindung wird ein erstes Substrat in einer nach aussen gegen 25 Staub und Fremdpartikel abgeschlossenen Kammer mit Hilfe von durch Druckgas in Turbulenz gebrachte kleine monodispersen Kügelchen überdeckt. Das Substrat wird zeitlich so lange diesen Partikeln ausgesetzt, bis ein homogen verteilter Überzug über die ganze Substratoberfläche herbei-30 geführt worden ist. Die Steuerung der Verteilung und der Ablagerungsdichte der Partikel auf dem Substrat wird mittels Turbulenzen im Partikelmaterial durch das gesteuerte Einströmen eines Pressgases in die Kammer erreicht. Daraufhin wird ein zweites Substrat gegen das auf seiner Oberfläche 35 Partikel aufweisende erste Substrat gelegt, um Umfang abgedichtet und die so gebildete mit feinen Kügelchen durchsetzte Zelle mit Flüssigkristall aufgefüllt. Die Flüssigkristallsubstanz befindet sich somit in den freien Räumen zwischen den kugelförmigen Partikeln und den Substratwänden. 40 Entsprechend dem eben genannten Vorgehen zur Herstellung von Flüssigkristallzellen gemäss Erfindung wird ein erstes, geeignetes Substrat 1 in einer Kammer 6 gegen Staub und Fremdpartikel abgeschlossen plaziert (Fig. 1). Bevor das Substrat in diese Kammer eingebracht wird, wird es selbst-45 verständlich akurat von Staub und Fremdpartikeln gereinigt. Die Substratplatte kann in dieser Kammer beispielsweise in eine Muschel eingelegt werden. Die Kammer 6 weist eine Düse 7 zum Einblasen eines Gases auf. Dieses Gas kann Luft oder sonst ein geeignetes Gas wie Stickstoff oder ein anderes so inertes Gas sein. Düse 7 oder mehrere Düsen 7 sind so angeordnet, dass das eintretende Gas fähig ist, eine gewisse Menge von Partikeln in dieser Kammer so aufzuwirbeln, dass eine Art Staubwolke erzeugt wird, welche sich auf das Substrat 1, möglichst homogen verteilt, über die ganze Ober-55 fläche absetzt. Nachdem eine genügend grosse Menge von Partikeln 5 (Fig. 2) auf das Substrat 1 aufgebracht ist, wird die Substratplatte 1 aus der Kammer 6 herausgenommen und eine zweite Substratplatte 2 gegen die auf der Oberfläche der Substratplatte 1 befindlichen Partikel 5 gelegt und entlang 60 dem Umfang der Substratplatten 1 und 2 geeignet abgedichtet. Der zwischen den Substratplatten 1 und 2 und den Partikeln 5 gebildete Zwischenraum wird evakuiert und anschliessend mit Flüssigkristallsubstanz aufgefüllt. Natürlich sind die Substratplatten vorgängig, d.h. bevor sie 65 gemäss der vorliegenden Erfindung zu einer geschlossenen Zelle zusammengefügt werden, sind sie mit einem elektrisch leitenden Muster versehen worden, um auf diese Art eine elektro-optische Flüssigkristallzelle herzustellen.

Die monodispersen kugelförmigen Partikel 5 können aber auch gleich durch die Turbulenzdüsen 7 in die Kammer 6 eingebracht werden, um die das Substrat überdeckende Partikelwolke zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.

Eine optische Anzeigezelle gemäss Erfindung enthält also zwei Substratplatten 1 und 2, verbunden miteinander mit Hilfe eines Abdichtmittels 4 und parallel gehalten durch kugelförmige Partikel 5, die sich in direktem Kontakt mit den beiden Substraten befinden und so den Abstand dieser beiden Substratplatten sichern. Die kugelförmigen Partikel sind dabei möglichst homogen über die ganze Ausdehnung der beiden Substratplatten verteilt. Da die Partikel 5

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homogen, aber doch voneinander separiert über die ganze Ausdehnung des Substrates verteilt sind, ist es möglich, die Flüssigkristallsubstanz in gleicher Schichtdicke im Zwischenraum 3 zwischen den einzelnen Partikeln zu halten. Beim 5 Aufbringen der Partikel 5 auf die Substratplatte 1 kann die Partikelverteilung und deren Dichte durch die Zeitdauer der Wirbelanwendung, der die Substratplatte ausgesetzt ist, gesteuert werden. Die monodispersen Partikel bestehen beispielsweise aus Polymermaterial', vorzugsweise aus Poly-lo styrol, wie sie beispielsweise von der Firma Dyno/Sintef hergestellt werden.

1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

654 936 PATENTANSPRÜCHE

1. Optische Anzeigezelle mit Flüssigkristall, mit zwei parallelen Substratplatten (1,2) von welchen zumindest eine lichtdurchlässig ist und mit einem Zwischenraum (3) für Flüssigkristallsubstanz, einer Dichtvorrichtung (4) zwischen den Substratplatten (1,2) sowie elektrischen Anschlüssen zu einem elektrisch leitenden Muster auf den Substratplatten, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratplatten (1,2) durch zwischen diesen angeordnete monodisperse kugelförmige Partikel (5) parallel gehalten werden, wobei die den Abstand der Substratplatten bewirkenden Partikel homogen über die gesamte Ausdehnung der Substratplatten (1,2) verteilt sind, und die Schichtdicke (3) der Flüssigkristallschicht durch den Durchmesser der kugelförmigen monodispersen Partikel bestimmt wird.

2. Optische Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kugelförmigen monodispersen Partikel (5) aus einem Polymer, vorzugsweise Polystyrol, hergestellt sind.

3. Verfahren zur Herstellung der optischen Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Substratplatte (1) in einer Kammer (6) gegen Staub und Fremdpartikel geschützt, mit Hilfe einer durch Pressgas erzeugten turbulenten Partikelwolke von monodispersen kugelförmigen Partikeln (5) in eben dieser Kammer über ihre gesamte Flächenausdehnung homogen belegt wird, wobei die Partikelverteilung und deren Dichte auf der Oberfläche des Substrates (1) durch das Einströmen des Pressgases in die Kammer (6) gesteuert wird, und dass anschliessend eine zweite Substratplatte (2) gegen die Partikel (5) auf dem ersten Substrat (1) gelegt wird und die beiden Substratplatten mittels einer Dichtung verbunden werden und der Zwischenraum (3) mit Flüssigkristallsubstanz gefüllt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (3) erst evakuiert und unter Ausnützung der gebildeten Druckdifferenz die Flüssigkristallsubstanz in die Zelle gefüllt wird.