DE3716856C2 - Flüssigkristall-Anzeigezelle mit Abstandsteilchen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristall- Anzeigezelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die bei Flüssigkristallzellen (LCD) erforderlichen geringen Abstände sind in der Größenordnung von etwa 5 bis 50 µm und werden in der Weise erzeugt, daß man zwischen die vorwiegend aus Glas bestehenden Deckplat­ ten Abstandsteilchen in gezielter oder statistischer Verteilung einbringt. Diese Abstandsteilchen befinden sich im Flüssigkristallmaterial und sind transparent und so ausgebildet, daß sie optisch weitgehend unsicht­ bar bleiben. Sie bestehen bevorzugt aus kalibrierten Glasfaserabschnitten oder Kügelchen. Weiterhin befinden sich solche Abstandsteilchen auch im Bereich der Dich­ tungsnähte bzw. der Unterteilungsnähte, die im allge­ meinen aus einem erhärteten Kunststoffkleber, z. B. einem Acrylkleber oder Epoxyd-Kleber, bestehen. Diesen Dichtungsnähten kommt die Aufgabe zu, den mit Flüssig­ kristall ausgefüllten Hohlraum zwischen den Träger­ platten hermetisch gegen den Außenraum abzuschließen. Wenngleich es die oberste Aufgabe der Abstandsteilchen ist, einen über die gesamte Fläche konstanten Abstand sicherzustellen, so können doch Betriebszustände auf­ treten, bei denen man lieber eine bis zu einem gewissen Grad störende Abstandsänderung in Kauf nimmt, als andere störende Erscheinungen. Eine solche weitere störende Erscheinung besteht darin, daß bei sehr nie­ drigen Temperaturen, wie sie im unteren Betriebsbereich bzw. beim Lagern auftreten können, sich Gasblasen bilden können, die aus quasi im Vakuum abgedampftem Flüssig­ kristallmaterial bestehen. Diese Erscheinung tritt dann auf, wenn sich der Flüssigkristall temperaturbedingt stark zusammenzieht und die Abstandsteilchen ein An­ nähern der Deckplatten verhindern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Flüssigkristall-Anzeigezelle in der Weise zu verbessern, daß eine störende Gasblasen­ bildung bei niedrigen Temperaturen weitgehend vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die nicht verformbaren Abstandsteil­ chen im Bereich der Dichtungswülste sichergestellt wird, daß sich der gewünschte exakte Abstand zwischen den Deckplatten reversibel wieder einstellt, wenn die Flüssigkristallzelle wieder in normalen Temperaturbe­ reichen betrieben wird. Es hat sich nämlich gezeigt, daß solche bei niederen Temperaturen aufgetretenen Gasblasen ggf. über lange Zeit erhalten bleiben, bis sie wieder völlig verschwunden sind. Solche Gasblasen stören aber optisch weitaus stärker als z. B. eine geringfügige Abstandsänderung, insbesondere dann, wenn diese Abstandsänderung wirklich nur dann auftritt, wenn die Flüssigkristallzelle extrem niederen Temperaturen ausgesetzt wird. Durch die beschriebene Erfindung wird also ein für den Betrieb der Zelle günstiger Kompromiß erreicht.

Anhand des in der Figur dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.

Die Figur zeigt im Querschnitt vergrößert einen Teil durch eine Flüssigkristallzelle mit den beiden gläser­ nen Deckplatten 1 und 2 und im dazwischen befindlichen Flüssigkristallmaterial 4. Auf den Innenflächen der Glasplatten 1 und 2 befinden sich in bekannter Weise elektrisch leitende, als Elektroden ausgebildete, Beläge 7 und 8.

Der genaue Abstand der beiden Glasplatten 1 und 2 wird durch Abstandsteilchen 5 und 6 sichergestellt. Diese Abstandsteilchen sind kreisrund und haben entweder die Form von Kügelchen oder aber von Drahtabschnitten. Die im Bereich des Flüssigkristalls vorhandenen Abstands­ teilchen 5 sind transparent und elektrisch isolierend. Die im Bereich der Dichtungswülste 3 vorgesehenen Abstandsteilchen 6 müssen nicht unbedingt transparent und isolierend sein. Die Dichtungswülste 3 bestehen bevorzugt aus einem organischen Kleber, z. B. einem ausgehärteten Acrylharz oder Epoxydharz. Solche Dich­ tungswülste 3 sind bevorzugt am Umfang der Flüssig­ kristallzelle vorhanden. Sie können aber auch zur Abteilung von 5 unterschiedlichen Flüssigkristallflächen innerhalb der Zelle vorhanden sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen nun die Abstandsteilchen 5 im Bereich des Flüssigkristalls 4 aus einem elastischen Kunststoffmaterial, das in der Form und im Material so gewählt ist, daß es bei sehr niedrigen Temperaturen, die im unteren Betriebstempe­ raturbereich bzw. beim Lagern auftreten können, rever­ sibel verformbar ist. Solche Temperaturen sind bei­ spielsweise Temperaturen unter -40°C. Dafür geeignete Materialien sind z. B. Kunststoffe auf Basis von Benzo­ guanamin-Formaldehyd oder aus Kunststoffen auf der Basis von Polydivinylbenzene. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bestehen diese Abstandsteilchen 5 im Bereich des Flüssigkristallmaterials 4 aus Kügelchen, da eine Verformbarkeit der Kügelchen leichter erzielt werden kann als eine Verformbarkeit von Faserabschnit­ ten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen die Abstandsteilchen 6 im Bereich der Dichtungswülste 3 aus einem bei niederen Temperaturen und den dabei auftre­ tenden Drücken nicht verformbaren Glasteilchen, die zweckmäßig aus Glasfaserabschnitten gebildet werden. Es hat sich gezeigt, daß es für den angestrebten Zweck von ausschlaggebender Bedeutung ist, daß, wie erfindungs­ gemäß angegeben, Distanzteilchen aus unterschiedlichen Materialien verwendet werden.

Die Kunststoffkügelchen im Bereich des Flüssigkristall­ materials 4 haben beispielsweise eine Härte von 123 auf der Rockwell-Scala und beispielsweise einen Durchmesser von 9 µm und sind in einer Verteilung von etwa 10 bis 30 Kügelchen/mm² enthalten.

Die Glasfaserabschnitte im Bereich der Dichtungswülste besitzen in diesem Fall ebenfalls einen Durchmesser von 9 µm.

Claims (7)

1. Flüssigkristall-Anzeigezelle mit einem mit dem Flüssigkristall ausgefüllten, flachen, abgeschlossenen Hohlraum, der durch zwei Glasplatten gebildet ist, die mittels Wülsten aus Dichtungsmaterial miteinander verbunden sind, wobei der Abstand der Glasplatten voneinander durch mehrere zwischengefügte Distanzteil­ chen bestimmt ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• a) Im Bereich der Dichtungswülste sind Distanzteilchen aus einem Material vorgesehen, das bei Temperaturen im Bereich niederer Betriebstemperaturen infolge der dabei auftretenden Drücke nicht verformbar sind.
• b) Im Bereich des Flüssigkristalls sind Distanzteilchen aus einem elastischen Material vorgesehen, die bei Temperaturen im Bereich niederer Betriebstemperaturen infolge der dabei auftretenden Drücke, hervorgerufen durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien, reversibel verformbar sind.

2. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzteilchen im Bereich der Dichtungswülste aus Glas bestehen.

3. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzteilchen im Bereich der Dichtungswülste aus Glaskügelchen oder insbesondere aus Glasfaserabschnitten bestehen.

4. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Di­ stanzteilchen im Bereich des Flüssigkristalls aus einem polymeren Kunststoff bestehen.

5. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzteilchen aus einem Kunststoff auf Basis von Benzoguanaminen, wie z. B. einem Benzoguanamin-Formaldehyd-Kunststoff, be­ stehen.

6. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzteilchen aus einem Kunststoff auf Basis von Polydivinylbenzene bestehen.

7. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach einem der An­ sprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Di­ stanzteilchen aus Kunststoff-Kügelchen bestehen.