DE2931113A1 - Fluessigkristall-anzeigevorrichtung und verfahren zur herstellung einer solchen vorrichtung - Google Patents

Description

• Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und Verfahren
• zur Herstellung einer solchen Vorrichtung Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und bezieht sich auBerdem auf ein Verfahren, nach dem ein solches Display gefertigt werden kann. Eine Flüssigkristallzelle der genannten Art ist aus der DE-AS 21 59 165 bekannt.
• Wenn der Rahmen allein nicht mehr ausreicht, die beiden Trägerplatten in dem erforderlichen Abstand zueinander zu halten, ist man gezwungen, in die Zellenkammer weitere Distanzelemente einzufügen. Diese Abstandshalter können beispielsweise, wie in der eingangs zitierten Auslegeschrift empfohlen, Glaskörner sein. Glaskörner lassen sich verhältnismäßig einfach erzeugen und aufbringen, ergeben jedoch keine besonders exakte Plattendistanzierung, da sie durch einen Aussiebeprozeß selektiert werden und daher um eine mittlere Größe streuen. Es liegt daher nahe, stattdessen Glasfaserstückchen, die als Rahmenbestandteil bereits seit langem bekannt sind (DE-OS 22 54 940), über das Anzeigenfeld zu verteilen. Glasfasern sind nämlich nicht nur leicht herzustellen, sondern verfügen auch über einen wohldefinierten Durchmesser. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, daß Glasfasern den von ihren Querabmessungen her zu erwartenden Mindestabstand nicht immer garantieren können. Außerdem mußte man feststellen, daß bei Flüssigkristallanzeigen (FKA"s) mit Glasfaserdistanzierung immer wieder optische Störungen an den Rändern der Bildsegmente auftraten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkristall-Display zu schaffen, dessen Platten zuverlässig voneinander distanziert sind und dessen Darstellungsqualitäten auch über lange Betriebszeiten hinweg erhalten bleiben. Diese Ausgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Der Lösungsvorschlag beruht auf folgender Beobachtung.
• Man ist inzwischen allgemein dazu übergegangen, die Flüssigkristall-Substanz durch eine sogenannte "Vakuumeinfüllung" in das Display einzubringen. Bei dieser Fülltechnik setzt man das Display und einen Flüssigkristall-Behälter in ein evakuierbares Gefäß, pumpt ab, taucht das Display in die Flüssigkeit und belüftet schließlich das Gefäß. Während der Belüftung lastet auf den Glasfasern, die die Trägerplatten lediglich längs einer Mantellinie kontaktieren, ein Druck, bei dem sie häufig zerspringen. Bruchstücke wandern dann in der Flüssigkristallschicht umher und werden durch Strömungen, die beim Schalten der Schicht entstehen, bevorzugt an den Segmenträndern abgelagert.
• Dort beschädigen sie die Orientierungsschicht, so daß es im Endeffekt zu den geschilderten Distanzfehlern und Kontrasteinbußen kommt. Die Glasfasern würden nicht zerbrechen, wenn man die Differenz zwischen Außen- und Innendruck auf Werte von beispielsweise 100 Torr verringert. Dann kämen allerdings Füllzeiten zustande, die im Rahmen einer Serienfertigung nicht mehr akzeptiert werden können.
• Bei dem vorgeschlagenen SKA-Typ liegen die Distanzelemente den Trägerplatten flächig an, so daß bruchbedingte Abstandsschwankungen und Segmentsäume nicht zu befürchten sind. überdies geben die Abstandshalter keinerlei Fertigungsprobleme auf und können ohne weiteres eng tolerierte Querschnitte erhalten.
• In der DE-OS 24 Oó 623 findet sich bereits der Hinweis, daß die Abstandspartikel unter anderem auch Würfelform haben und aus Glas bestehen können. Diese Distanzierwürfel sollen allerdings ausschließlich in der Rahmen masse eingebettet sein und zudem wie die Körner aus der zitierten DE-AS 21 59 165 hergestellt und fraktioniert werden.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.
• Der Lösungsvorschlag soll nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in der beigefügten Figur in einem schematischen Seitenschnitt dargestellt ist, näher erläutert werden.
• Die Figur zeigt eine 7-Segment-Flüssigkristallanzeige, die nach dem Prinzip der sogenannten Drehzelle (DE-AS 21 58 563) arbeitet. Das Display enthält im ein zelnen einen vorderen Linearpolarisator 1, eine vordere Trägerplatte (Vorderplatte) 2y eine hintere Trägerplatte (Rückplatte) 3, einen hinteren, zum vorderen gekreuzten Linearpolarisator 4 sowie einen Reflektor 6. Die beiden Trägerplatten sind über einen Rahmen 7 hermetisch dicht miteinander verbunden. Die vom Rahmen und den beiden Substraten begrenzte Kammer ist mit einer Flüssigkristallsubstanz 8 gefüllt.
• Beide Trägerplatten sind auf ihren einander zugewandten Seiten jeweils mit elektrisch leitenden Belägen (Elektrodensegmente 9 auf der Vorderplatte, Rückelektrode 11 auf der Rückplatte) und außerdem mit plattenparallel orientierenden Schichten 12, 13 überzogen. Zur Distanzierung der beiden Substrate sind Distanzelemente 14 vorgesehen, die sich in der Flüssigkristall-Kammer befinden. Diese Distanzelemente sind im vorliegenden Fall Glasfaserstückchen mit einem rechteckigen Profil.
• Die Glasfaser läßt sich folgendermaßen problemlos herstellen: Man zieht einen rechteckigen Glasstab bei erhöhten Temperaturen zu einer Faser aus, die dann ebenfalls einen Rechteck-Querschnitt, allerdings mit leicht abgerundeten Kanten, erhält. Die Kantenverrundung läßt sich verringern, wenn man von einem Glas stab mit "Kissen"-Profil ausgeht.
• Auch aus anders vorgeformten Glas stäben lassen sich Rechteck-Fasern erzeugen, beispielsweise dann, wenn man das Glas durch eine geeignet gestaltete Düse zieht oder die noch heiße Faser unmittelbar hinter dem Ziehofen plattwalzt.
• Die Abmessungen der Faserabschnitte können in weiten Grenzen variieren. Bewährt haben sich Teilchen mit folgenden Größenrelationen: 1,3 4 b/a 4 2,5 und 1,3 4 c/a g 15 (a = Höhe, b = Breite und c = Lange des Partikels).
• Die Abstandhalter werden sinnvollerweise durch ein Sieb aufgetragen, und zwar derart, daß nur die segmentfreien Bereiche der Trägerplatte Faserabschnitte erhalten und daß keine zwei Distanzelemente übereinander zu liegen kommen. Das aufgesiebte Teilchenmuster bleibt bei den nachfolgenden Arbeitsschritten erhalten, da die Fasern nicht wegrollen können.
• Wenn es auf eine extrem hohe Brucn>estigkeit ankommt oder wenn man auch weniger stabile Materialien verwendenwi7li so empfiehlt es sich, die Distanzelemente hohl zu machen oder mit einer Schicht zu überziehen, die ständig unter einer mechanischen Druckspannung steht. Denn ein hohler Körper reagiert relativ ela -stich auf Druckbeanspruchungentund Druckspannungen in der Außenhaut verringern den Einfluß von Mikrorissen in der Faseroberfläche, die bekanntlich zu lokalen Spannungsüberhöhungen führen und somit die Festigkeit herabsetzen. Beide Maßnahmen verbessern übrigens auch bei Distanzelementen mit anderen Profilen die Belastbarkeit.
• Hohle Distanzelemente lassen sich in der gleichen Weise wie Abstandshalter mit einem Vollprofil herstellen.
• Zur Erzeugung einer Druckmanschette könnte man entweder einen überzug mit einem geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten bei erhöhten Temperaturen auftragen oder einen Mantelwerkstoff mit einer geringeren Viskosität nehmen und damit die Faser umgeben, so lange sie noch in der Ziehvorrichtung eingespannt ist und somit unter Zugspannung steht.
• Da die Abstandshalter große Auflageflächen haben, bietet es sich an, einen Teil dieser Partikel als Kontaktbrücken für die Elektrodendurchkontaktierung zu verwenden. Dabei genügt es, wenn die Kontakt-Distanzelemente, die dann sinnvollerweise im Rahmen untergebracht sind, lediglich an ihrer Oberfläche elektrisch leitend gemacht werden Zu diesem Zweck könnte man beispielsweise Quarzglasfasern in ein Aluminiumbad tauchen.
• Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So brauchen die Abstandshalter nicht streng quaderförmig zu sein, da es lediglich darauf ankommt, zwei exakt voneinander beabstandete Kontaktflächen zu schaffen. Insofern sind auch Abstandshalter denkbar, deren Breite entlang der Längsachse variiert , etwa von kleinen Werten an den Enden zur Mitte hin zunimmt. Im ubrigen sei darauf hingewiesen, daß die Distanzelemente den Trägerplatten auch dann "anliegen", wenn diese mit einer oder mehreren Schichten versehen sind.
• 1 Figur, 12 Patentansprüche.
• Leerseite

Claims (12)

1. Patentansprüche 1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit zwei zueinander parallelen Trägerplatten, die durch einen Rahmen dicht miteinander verbunden sind, wobei die durch den Rahmen und die beiden Trägerplatten gebildete Kammer mit einer Flussigkristallschicht gefüllt ist und außerdem Distanzelemente enthält, die die beiden rägerplatten in einem bestimmten Abstand zueinander halten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Distanzelemente t14) langgestreckt sind, ein rechteckiges Profil haben und den beiden Trägerplatten (2, 3) jeweils flächig anliegen.
2. 2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Distanzelemente (14) aus Glas bestehen.
3. 3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Distanzelemente (14) aus Kunststoff bestehen.
4. 4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Distanzelemente (14) aus einem Metalloxid bestehen.
5. 5. Anzeigevorrichtung nach einem der AnsprUche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß gilt 1,3 4 b/a 4 2,5 und 1,3 4 c/a 4 15 (a = Höhe des Distanzelements, b = Breite des Distanzelements, c = Länge des Distanzelements).
6. 6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Distanzelemente (14) hohl sind.
7. 7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Distanzelemente (14) aus einem Kern und einem den Kern umschließenden Mantel bestehen, wobei der Mantel unter einer Druckspannung steht.
8. 8. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich die Distanzelemente (14) auch im Rahmen befinden und daß zumindest die im Rahmen befindlichen Distanzelemente (14) an ihrer Oberfläche-elektrisch leitend sind.
9. 9. Anzeigevorrichtung nach--Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die an ihrer Oberfläche die elektrisch leitenden Distanzelemente (14) jeweils aus einer mit Aluminium beschichteten Quarzglasfaser bestehen.
10. 10. Verfahren zur Herstellung von Distanzelementen einer Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Glasstab mit einem im wesentlichen rechteckigen, ggf.

    hohlen Profil bei erhöhten Temperaturen zu einer Faser ausgezogen wird und daß anschließend die Faser abschnittsweise zerkleinert wird.
11. 11. Verfahren zur Herstellung von Distanzelementen einer Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein ggf. hohler Glasstab bei erhöhten Temperaturen durch eine Duse mit einer rechteckigen Öffnung zu einer Faser ausgezogen wird und daß anschließend die Faser abschnittsweise zerkleinert wird.
12. 12. Verfahren zur Herstellung von Distanzelementen einer Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein ggf. hohler Glasstab bei erhöhten Temperaturen zu einer Faser ausgezogen wird, daß anschließend die noch heiße Faser auf das rechteckige Profil gewalzt und anschließend abschnittsweise zerkleinert wird.