CH652512A5

CH652512A5 - DISPLAY DEVICE WITH LIQUID CRYSTAL.

Info

Publication number: CH652512A5
Application number: CH346481A
Authority: CH
Inventors: Gerold Dr Braendli; Fredy Heusler; Wolfgang Dr Kluge
Original assignee: Videlec Ag
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1985-11-15
Also published as: GB2099169B; JPS57202520A; GB2099169A; DE3215492A1

Description

Die Erfindung betrifft eine: Anzeigevorrichtung mit Flus- Die Abstandshalter 7 sind gleichzeitig mit der Entspiege-sigkxistall nach dem^Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie em iungsschicht 5 durch Siebdruck aufgedruckt. Die organische Verfahren zu deren Herstellung. Orientierungsschicht wird darüber aufgeschleudert. Indie io f °^e Anzeigevorrichtung ist bekannt aus DE-OS 55 Zelle jst ein nematischer Flüssigkristall 9 eingefüllt. Auf den 28 15 405 Die dort beschriebenen Distanzierelemente smd platten j und 2 sind Linearpolarisatoren 10 und 11 ange-Glaskugeln mit einem Durchmesser kleiner als 30 um. Die bracht The invention relates to a: display device with flow. The spacers 7 are printed simultaneously with the anti-reflective sigkxistall according to the preamble of claim 1 and em layer 5 by screen printing. The organic process for their production. Orientation layer is spun on top. In the io f ° ^ e display device is known from DE-OS 55 cell jst a nematic liquid crystal 9 is filled. On the 28 15 405, the spacing elements smd plates j and 2 described there are linear polarizers 10 and 11 ang glass balls with a diameter of less than 30 .mu.m. It brings

Kugeln werden entweder durch Auftropfen einer Lösung, in Die Funktionsweise solcher Anzeigevorrichtungen ist be- Balls are either by dropping a solution into the way in which such display devices work.

der die Distanzierelemente mit einem definierten Abstand kannt z ß aus dem Aufsatz VOn M. Schieckel in Elektroniker enthalten sind, oder auf elektrostatische Weise auf den Trä- 60 Nr 6/1976 s EL1-EL6. Auf eine Beschreibung der Funkgerplatten verteilt. Die Distanzierelemente sind in den Elek- tionsweise wird deshalb verzichtet. who knows the spacing elements with a defined distance are contained in the article by M. Schieckel in electronics engineers, or electrostatically on the Trä- 60 Nr 6/1976 s EL1-EL6. Distributed on a description of the radio plates. The spacer elements are therefore not used.

trodensegmenten eingefasst. Oder es gibt zu den Elektroden Die Abstandshalter 7 sind vorzugsweise Glasfasern von 2 trimmed segments. Or there are to the electrodes. The spacers 7 are preferably glass fibers from FIG. 2

noch eine Fixierschicht, welche dann die Distanzierelemente bis 20 |xm Durchmesser. Bis zu einer Länge von 300 (im sind enthält. Diese Fixierschicht liegt ausserhalb der Anzeigeberei- die Fasern in der Zelle nicht beobachtbar. Auch können Glas-che und in gleicher Höhe mit den Elektroden. Diese Anord- es Börner mit einem Durchmesser von maximal 20 um verwen-nung ist so gewählt, um Abschattungseffekten vorzubeugen. det werden. another fixing layer, which then the spacing elements up to 20 | xm diameter. Up to a length of 300 (in are included. This fixing layer lies outside the display area - the fibers in the cell cannot be observed. Glass panes and at the same height as the electrodes can also be used. This arrangement with a diameter of maximum 20 To be used is chosen in order to prevent shadowing effects.

Diese können entstehen bei dem schrägen Aufdampfen einer Die Abstandshalter 7 können auch aus anderen nichtlei- These can arise during the oblique evaporation of the spacers 7 can also be made of other non-

orientierenden Schicht. Die Fixierschicht und die Elektroden tenden Materialien hergestellt sein, z.B. aus Aluminiumoxid. orienting layer. The fixing layer and the electrode materials are made, e.g. made of aluminum oxide.

Die Flächendichte der Abstandshalter 7 sollte zwischen 2 x 10~6 und 50 x 10~6 g/cm2 betragen, damit die Abstandshalter nicht beobachtbar sind, und sie trotzdem den Abstand zwischen den Platten genügend genau definieren. The surface density of the spacers 7 should be between 2 x 10 ~ 6 and 50 x 10 ~ 6 g / cm2, so that the spacers cannot be observed, and yet they define the distance between the plates with sufficient accuracy.

Die Entspiegelungsschicht 5 besteht aus einem harten Material mit einem Brechungsindex zwischen 1.5 und 2.2, wie aus DE-OS 28 52 395 bekannt ist. The anti-reflective layer 5 consists of a hard material with a refractive index between 1.5 and 2.2, as is known from DE-OS 28 52 395.

Eine Schicht aus Gd203 wird besonders bevorzugt. Sie hat einen Brechungsindex von etwa 1.7 und eine optische Schichtdicke von Xj4, d.h. in der Grössenordnung von 0.1 |xm. Die Entspiegelungsschicht 5 wird zusammen mit den Abstandshaltern 7 durch Siebdruck über den Platten 1 und 2 im Sichtfeldbereich aufgedruckt. Die Abstandshalter 7 können auch nur auf eine der Platten 1,2 aufgedruckt werden. Statt Siebdruck kann die Schicht 5 mit den Abstandshaltern 7 auch durch ein maskiertes Aufspritzen aufgetragen werden. Dabei wird die Schicht 5 mit einer Spritzpistole durch eine Metallfolie hindurch gespritzt, wie bei dem üblichen Farbspritzen. Diese Technik hat unter anderen den Vorteil, dass dünnere Schichten als beim Siebdruck aufgetragen werden können, und die Auswahl der aufzutragenden Materialien viel grösser ist. A layer of Gd203 is particularly preferred. It has a refractive index of about 1.7 and an optical layer thickness of Xj4, i.e. in the order of 0.1 | xm. The anti-reflective layer 5 is printed together with the spacers 7 by screen printing over the plates 1 and 2 in the field of view. The spacers 7 can also be printed only on one of the plates 1, 2. Instead of screen printing, the layer 5 with the spacers 7 can also be applied by masked spraying. The layer 5 is sprayed with a spray gun through a metal foil, as in the usual paint spraying. Among other things, this technique has the advantage that thinner layers can be applied than with screen printing, and the choice of materials to be applied is much larger.

Die Orientierungsschicht 6 besteht aus einem weichen organischen Material, vorzugsweise Polyamidimid. Sie wird zu einer Dicke von 5 bis 10 nm über der Entspiegelungsschicht 5 aufgeschleudert und erhält ihre Orientierung durch einen Reibvorgang mit einem Samttuch. Da das Material sehr weich ist, wird mit einem schwachen Anpressdruck gerieben, so dass die Abstandshalter 7 kaum losgelöst werden. Diese Orientierungsschicht 6 hat eine Doppelfunktion, indem einerseits die Abstandshalter 7 eine zusätzliche Haftung bekom- The orientation layer 6 consists of a soft organic material, preferably polyamideimide. It is spun to a thickness of 5 to 10 nm over the anti-reflective layer 5 and receives its orientation through a rubbing process with a velvet cloth. Since the material is very soft, rubbing is carried out with a weak contact pressure, so that the spacers 7 can hardly be detached. This orientation layer 6 has a double function in that, on the one hand, the spacers 7 are given additional adhesion.

3 652 512 3,652,512

men und andererseits die Flüssigkristallmoleküle in ihrer Nähe eine starke Orientierung erfahren. On the other hand, the liquid crystal molecules in their vicinity experience a strong orientation.

Die Anzeigevorrichtung kann statt in Transmissionsbetrieb auch in Reflexionsbetrieb verwendet werden, wozu dann ein (nicht gezeichneter) Reflektor notwendig ist. Einzelheiten hierzu sind aus obengenanntem Aufsatz von M Schieckel bekannt. The display device can also be used in reflection mode instead of in transmission mode, for which purpose a reflector (not shown) is then necessary. Details of this are known from the above article by M Schieckel.

Auch kann statt des nematischen Flüssigkristalls ein cholesterinischer Flüssigkristall in der Zelle eingefüllt sein. Dann 10 kann die Anzeigevorrichtung wie z.B. in US-A 3 833 287 betrieben werden. Die Polarisatoren 10 und 11 sind dann überflüssig. Instead of the nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal can also be filled in the cell. Then the display device, e.g. operated in US-A 3 833 287. The polarizers 10 and 11 are then superfluous.

Bei Gast-Wirt-Zellen mit internem Reflektor gemäss DE-OS 27 16 609 wird die Entspiegelungsschicht 5 mit den 15 Abstandshaltern 7 nur über der Frontelektrode 3 auf der Frontplatte 1 aufgedruckt. Auch in diesem Fall sind dann Polarisatoren nicht notwendig. In guest-host cells with an internal reflector according to DE-OS 27 16 609, the anti-reflective layer 5 with the 15 spacers 7 is printed only on the front plate 3 on the front plate 1. In this case too, polarizers are not necessary.

Die erfindungsgemässe Anzeigevorrichtung wird mit besonderem Vorteil nach den in den Ansprüchen 9 und 10 ange-20 gebenen Verfahren hergestellt. Dadurch ergeben sich nicht nur die Vorteile, dass durch das gleichzeitige Aufdrucken der Abstandshalter 7 und der Entspiegelungsschicht 5 mindestens ein Arbeitsgang gespart wird, sondern es wird auch ein Schweben der Abstandshalter 7 in der Luft vermieden, so 25 dass auch eine bessere Arbeitshygiene gewährleistet ist. The display device according to the invention is produced with particular advantage by the method specified in claims 9 and 10. This not only has the advantages that the simultaneous printing of the spacers 7 and the anti-reflective layer 5 saves at least one operation, but also prevents the spacers 7 from floating in the air, so that better work hygiene is also ensured.

Da die Abstandshalter 7, insbesondere beim Orientierungsreiben, kaum mehr losgelöst werden, treten viel weniger Kantenstörungen durch sich anhäufende Abstandshalter auf. Die Lebensdauer wird dadurch erheblich grösser. 30 Die vereinfachten Arbeitsvorgänge bewirken zusätzlich einen kleineren Ausschuss, was bei grossen Produktionszahlen von ganz besonderer Bedeutung ist. Since the spacers 7 can hardly be detached, particularly when orienting, much less edge disturbances occur due to accumulating spacers. The lifespan will be considerably longer. 30 The simplified work processes also result in a smaller scrap, which is particularly important for large production numbers.

C C.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

652512 2 PATENTANSPRÜCHE werden von einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen.652512 2 PATENT CLAIMS are covered by an electrically insulating layer.

1. Anzeigevorrichtung mit einem Flüssigkristall (9) zwi- Sodann wird sie von einer anorganischen orientierenden sehen zwei zueinander parallelen Platten (1,2), die mit einer Schicht überdeckt. 1. Display device with a liquid crystal (9) between. Then it will see an inorganic orienting two parallel plates (1, 2) covered with a layer.

Umrandung (8) eine abgeschlossene Zelle bilden, und mit ei- Die obengenannte Anzeigevorrichtung beansprucht viele ner Mehrzahl von Abstandshaltern (7) aus nichtleitendem 5 verschiedene Materialien, und die Fertigung einer solchen Material, und Elektroden (3,4) auf den Platten (1,2) an der Vorrichtung erfordert eine Mehrzahl verschiedener Techni-Innenseite der Zelle, und mit einer Schicht (5), die die Ab- ken. Beispielsweise müssen diejenigen Bereiche der Fixier-standshalter (7) fixiert, dadurch gekennzeichnet, dass diese schicht weggeätzt werden, welche später die Elektrodenseg-Schicht (5) mindestens auf der Frontplatte (1) der Zelle vorge- mente enthalten. Dies bedeutet, dass viele verschiedene Prosehen ist, und eine Entspiegelungsschicht ist, die die Elektro- duktionsschritte erforderlich sind. Border (8) form a closed cell, and with a - The above-mentioned display device requires many ner plurality of spacers (7) made of non-conductive 5 different materials, and the production of such a material, and electrodes (3,4) on the plates (1 , 2) on the device requires a plurality of different technology inside of the cell, and with a layer (5) that the Abken. For example, those areas of the fixing stand holder (7) must be fixed, characterized in that these layers are etched away, which later contain the electrode segment layer (5) at least on the front plate (1) of the cell. This means that there are many different pros and an anti-reflective coating that the electro-production steps are required for.

den (3,4) überdeckt, dass diese Schicht (5) mit einer die Flüs- Aus DE-OS 28 52 395 sind Elektrodenbeschichtungen für sigkristallmoleküle orientierenden organischen Schicht (6) Flüssigkristallzellen bekannt. Die Schichten bestehen aus anüberzogen ist, und dass die Abstandshalter (7) über das ganze organischem Material und haben einen Brechungsindex im Sichtfeld der Zelle verteilt sind. Bereich von 1.5 bis 2.2, sowie Schichtdicken zwischen 50 nm (3, 4) covers that this layer (5) with a liquid crystal cell is known from DE-OS 28 52 395 electrode coatings for organic layer (6) orientating sigrystal molecules. The layers consist of coated and that the spacers (7) are distributed over the whole organic material and have a refractive index in the field of view of the cell. Range from 1.5 to 2.2, and layer thicknesses between 50 nm

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-15 und 200 nm. Diese Schichten dienen zur Entspiegelung der zeichnet, dass über der Rückelektrode (4) und über der Rück- Elektroden, damit diese bei Nicht-Betrieb unsichtbar sind, platte (2) ein interner Reflektor angeordnet ist. Dieser Effekt ist begründet in der Interferenzoptik an dünnen 2. Display device according to claim 1, characterized-15 and 200 nm. These layers serve for the anti-reflective coating that over the back electrode (4) and over the back electrodes so that they are invisible when not in use, plate (2) an internal reflector is arranged. This effect is due to the interference optics on thin ones

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Schichten. 3. Display device according to claim 1 or 2, characterized layers.

gekennzeichnet, dass mindestens ein Linearpolarisator (10) In dieser bekannten Flüssigkristallzelle sind keine Ab- characterized in that at least one linear polarizer (10) in this known liquid crystal cell no

auf der äusseren Seite der Frontplatte (1 ) angeordnet ist. 20 standshalter vorgesehen, und können auch nicht ohne weite- is arranged on the outer side of the front panel (1). 20 stands are provided, and can also not without

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- res zugefügt werden. Grossflächige Anzeigevorrichtungen mit zeichnet, dass die Entspiegelungsschicht (5) aus Gd203, ln203, Flüssigkristall können daher mit der genannten Technik nicht MgO oder A1203 besteht, und eine optische Schichtdicke von hergestellt werden. 4. A display device according to claim 1, thereby added. Large-area display devices also indicate that the anti-reflective layer (5) made of Gd203, In203, liquid crystal cannot therefore consist of MgO or A1203 using the technique mentioned, and an optical layer thickness of.

X/4 besitzt, und dass die orientierende Schicht (6) eine Dicke Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Anzei- X / 4, and that the orienting layer (6) has a thickness. The object of the invention is therefore to provide a display

von 2 bis 15 nm hat. 25 gevorrichtung der eingangs genannten Art und ein Verfahren from 2 to 15 nm. 25 device of the type mentioned and a method

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zu ihrer Herstellung derart zu gestalten, dass bei hoher opti-zeichnet, dass die orientirende Schicht (6) aus Polyamidimid, scher Güte, insbesondere entspiegelten Elektroden, und bei Polyvinylalkohol, fluorierten linearen Polymeren, Poly-para- minimiertem Herstellungsaufwand eine präzise Einstellung Xylylen, Polyesterimid oder Polyimid besteht. des Plattenabstandes auch' bei grossflächigen Anzeigen mög- 5. A display device according to claim 1, characterized in to its manufacture in such a way that at high opti-records that the orienting layer (6) made of polyamideimide, high quality, in particular anti-reflective electrodes, and in the case of polyvinyl alcohol, fluorinated linear polymers, poly -para- minimized manufacturing effort, there is a precise setting of xylylene, polyesterimide or polyimide. of the plate spacing is also possible with large-area displays

6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 30 lieh ist. 6. Display device according to one of claims 1 to 5, 30 is loaned.

dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (7) aus Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merk- characterized in that the spacers (7) from

Körnern bestehen von maximal 20 um Durchmesser, oder male der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Grains consist of a maximum of 20 µm in diameter, or male of claims 1 and 8 solved.

aus Fasern, die maximal 300 um lang sind und einen Durch- Dadurch, dass die Entspiegelungsschicht die Abstands messer von 2 bis 20 ^m haben, und dass die Flächendichte der fréter fixiert, und die Elektroden überdeckt, ergibt sich der Abstandshalter (7) 2 x 10 bis 50 x 10 g/cm betragt. 35 wichtige Vorteil, dass nunmehr auch grossflächige entspie- The spacer (7) 2 results from fibers that are a maximum of 300 µm long and have a diameter x 10 to 50 x 10 g / cm. 35 important advantage that now also large-scale relaxation

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- gelte Anœigen einfach herstellbar sind. Insbesondere sind zeichnet, dass die Abstandshalter (7) aus Glas oder AI2O3 be- jetzt auch grossflächige Punktmatrixanzeigen herstellbar. Abstehen. rT schattungseffekte treten nicht auf, da die geriebene organische 7. A display device according to claim 6, characterized in that it is easy to manufacture. In particular, it is shown that the spacers (7) made of glass or Al2O3 can now also produce large-area dot matrix displays. Stand out. rT shading effects do not occur because the grated organic

8. Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung Orientierungsschicht solche nicht zulässt. Die Verteilung der nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Trä- 40 Abstandshalter über das ganze Sichtfeld ergibt grosse pro-gerplatten (12) zurerst die Elektroden (3,4) aufgebracht wer- duktionstechnische Vorteile, ohne dass dadurch aber die opti-den, sodann die Abstandshalter (7) zusammen mit der Ent- sche Quaiität der Anzeige vermindert wird. 8. A method for producing a display device orientation layer does not allow such. The distribution of the advantages according to claim 1, characterized in that large spacer plates (12) are initially applied to the support spacers over the entire field of view, the electrodes (3, 4) being produced without the optically then the spacer (7) is reduced together with the decisive quality of the display.

spiegelungsschicht (5) durch Siebdruck oder durch ein mas- Nachstehend wird die Erfindung anhand von einem in ei- reflection layer (5) by screen printing or by a mas- The invention is based on a

kiertes Aufspritzen auf mindestens eine der beiden Platten (1, ner Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher er- spraying onto at least one of the two plates (FIG. 1, drawing shown in greater detail)

2) aufgetragen werden, sodann die orgamsche Schicht (6) auf 45 i£utert die Entspiegelungsschicht (5) durch Aufschleudern aufgetra- Dabei zeigt die einzige Figur eine erfindungsgemässe An-gen wird, und dann die organische Schicht (6) zur Onentie- Zeigevorrichtung rung des Flüssigkristalls (9) gerieben wird. Die Frontplatte i und die Rückplatte 2 bilden zusammen mit der Umrandung 8 eine hermetisch abgeschlossene Zelle. 50 Auf den Platten 1 und 2 sind die Frontelektrode 3 bzw. die „ ^ 4 Rückelektrode 4 durch Kathodenzerstäubung aufgetragen. 2) are then applied, then the organic layer (6) is applied to 45 the anti-reflective layer (5) by spin coating. The only figure shows an inventive method, and then the organic layer (6) to the onentie pointing device tion of the liquid crystal (9) is rubbed. The front plate i and the rear plate 2 together with the border 8 form a hermetically sealed cell. 50 The front electrode 3 and the “4 electrode 4” are applied to the plates 1 and 2 by sputtering.