DE2931113A1 - Liq. crystal display with two parallel support plates - has longitudinal spacers of rectangular cross-section, abutting both support plates - Google Patents

Abstract

The two parallel support plates are firmly coupled by a sealing frame, forming a chamber filled with a liq. crystal layer. The two support plates are spaced by distance pieces (14) of elongated type with rectangular cross section, which abut with their surfaces the two support plates (2,3). The distance pieces may be of glass, plastics, or a metal oxide. They are of specified geometry relative to their height, width and length. They are hollow and may have an inner core and a compression sheath. Some distance pieces are contained in the frame and may be electrically conductive on the surface consisting in this instance of aluminium coated quartz blast fibres. The arrangement provides secure distancing of both support plates, as well as use of materials safeguarding long service life.

Description

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und VerfahrenLiquid crystal display device and method

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.for producing such a device. The invention relates to a Liquid crystal display device according to the preamble of claim 1 and relates also relies on a process by which such a display can be manufactured. A liquid crystal cell of the type mentioned is known from DE-AS 21 59 165.

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.If the frame alone is no longer sufficient, the two carrier plates to keep at the required distance from each other, one is forced into the cell chamber insert further spacer elements. These spacers can, for example, as recommended in the publication cited at the beginning, be glass grains. Glass grains can be produced and applied relatively easily, but do not result in any particularly exact plate spacing, as it is achieved through a screening process selected and therefore scatter around a medium size. It stands to reason, therefore, instead Pieces of glass fiber that have long been known as a frame component (DE-OS 22 54 940), to be distributed via the display field. Glass fibers are not just easy to manufacture, but also have a well-defined diameter. However, it has surprisingly been found that glass fibers of their transverse dimensions cannot always guarantee the minimum distance to be expected. Also had to you find that with liquid crystal displays (FKA "s) with glass fiber spacing optical disturbances occurred again and again at the edges of the image segments.

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.The invention is based on the object of a liquid crystal display to create whose plates are reliably spaced from each other and whose Display quality is retained even over long operating times. These According to the invention, output is provided by a display device having the features of Claim 1 solved.

Der Lösungsvorschlag beruht auf folgender Beobachtung.The proposed solution is based on the following observation.

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.In the meantime there has been a general move towards the liquid crystal substance to be introduced into the display by a so-called "vacuum filling". At this Filling technology, the display and a liquid crystal container are placed in an evacuable one Vessel, pumps out, dips the display into the liquid and finally ventilates the container. During ventilation, there is a load on the glass fibers that make up the carrier plates only contact along a surface line, a pressure, in which they often burst. Fragments then wander around in the liquid crystal layer and are preferred by currents that arise when the layer is switched deposited at the segment edges.

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.There they damage the orientation layer, so it ends up being comes to the described distance errors and loss of contrast. The fiber optics would don't break when you look at the difference between external and internal pressures reduced by, for example, 100 Torr. Then, however, filling times would come about, which can no longer be accepted in the context of series production.

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 the proposed SKA type, the spacer elements lie on the carrier plates flat, so that break-related fluctuations in distance and segment seams do not close are feared. In addition, the spacers do not present any manufacturing problems and can easily obtain cross-sections with narrow tolerances.

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.In DE-OS 24 Oó 623 there is already a note that the spacer particles among other things also have a cube shape and can be made of glass. These spacer cubes however, should only be embedded in the frame mass and also how the grains from the cited DE-AS 21 59 165 are produced and fractionated.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.Advantageous refinements and developments of the invention are Subject to additional claims.

Der Lösungsvorschlag soll nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in der beigefügten Figur in einem schematischen Seitenschnitt dargestellt ist, näher erläutert werden.The proposed solution should now be based on a preferred embodiment, which is shown in the attached figure in a schematic side section, are explained in more detail.

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.The figure shows a 7-segment liquid crystal display, which according to the Principle of the so-called rotary cell (DE-AS 21 58 563) works. The display contains in detail a front linear polarizer 1, a front support plate (front plate) 2y a rear support plate (back plate) 3, a rear, crossed to the front Linear polarizer 4 and a reflector 6. The two carrier plates are over a frame 7 hermetically sealed to one another. The one from the frame and the two The chamber limited to substrates is filled with a liquid crystal substance 8.

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.Both carrier plates are on their mutually facing sides with electrically conductive coatings (electrode segments 9 on the front plate, back electrode 11 on the back plate) and also with layers oriented parallel to the plate 12, 13 coated. Spacer elements 14 are used to separate the two substrates provided, which are located in the liquid crystal chamber. These spacers are in the present case pieces of glass fiber with a rectangular profile.

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.The glass fiber can be easily produced as follows: Man pulls a rectangular glass rod out into a fiber at elevated temperatures, which then also have a rectangular cross-section, but with a slightly rounded one Edge, receives. The edge rounding can be reduced if you stick from a glass goes out with "pillow" profile.

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.Rectangular fibers can also be made from differently preformed glass rods generate, for example, if the glass is designed by a suitable The nozzle pulls or the still hot fibers are flattened immediately behind the drawing furnace.

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).The dimensions of the fiber sections can vary within wide limits. Particles with the following size relationships have proven useful: 1.3 4 b / a 4 2.5 and 1.3 4 c / a g 15 (a = height, b = width and c = length of the particle).

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.The spacers are sensibly applied through a sieve, in such a way that only the segment-free areas of the carrier plate fiber sections received and that no two spacer elements come to rest on top of each other. The sifted Particle pattern is retained in the subsequent work steps because the fibers can't roll away.

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.When it comes to extremely high brittleness or when If you also use less stable materials, it is advisable to use the spacer elements to make hollow or to cover with a layer that is constantly under a mechanical one Compressive stress is. Because a hollow body reacts relatively ela -stich to pressure loads Compressive stresses in the outer skin reduce the influence of micro-cracks in the fiber surface, which, as is well known, lead to local excessive stresses and thus the strength reduce. Incidentally, both measures also improve with spacer elements with other profiles the resilience.

Hohle Distanzelemente lassen sich in der gleichen Weise wie Abstandshalter mit einem Vollprofil herstellen.Hollow spacers can be used in the same way as spacers manufacture with a full profile.

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.To create a pressure cuff one could either use a cover with a lower coefficient of thermal expansion at elevated temperatures apply or use a sheath material with a lower viscosity and so that the fiber surrounds as long as it is still clamped in the pulling device and is therefore under tension.

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.Since the spacers have large contact surfaces, it is advisable to some of these particles act as contact bridges for the electrode through-hole plating to use. It is sufficient if the contact spacer elements, which then make sense are housed in the frame, only made electrically conductive on their surface For this purpose, one could, for example, put quartz glass fibers in an aluminum bath dive.

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.The invention is not limited to the illustrated embodiment. So the spacers do not need to be strictly cuboid, as it is only it is important to create two contact surfaces that are exactly spaced from one another. In this respect, spacers are also conceivable, the width of which varies along the longitudinal axis , increases from small values at the ends towards the middle. For the rest, be on it pointed out that the spacer elements "rest" against the carrier plates even if these are provided with one or more layers.

1 Figur, 12 Patentansprüche.1 figure, 12 claims.

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Claims (12)

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.Claims 1. Liquid crystal display device with two to each other parallel carrier plates, which are tightly connected to one another by a frame, wherein the chamber formed by the frame and the two carrier plates with a Liquid crystal layer is filled and also contains spacers that the keep the two carrier plates at a certain distance from each other, that is to say it is noted that the spacer elements t14) are elongated have a rectangular profile and lie flat against the two carrier plates (2, 3). 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.2. Display device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the spacer elements (14) are made of glass. 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.3. Display device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the spacer elements (14) are made of plastic. 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.4. Display device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the spacer elements (14) consist of a metal oxide. 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).5. Display device according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t, that applies 1.3 4 b / a 4 2.5 and 1.3 4 c / a 4 15 (a = Height of the spacer element, b = width of the spacer element, c = length of the spacer element). 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.6. Display device according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the spacer elements (14) are hollow. 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.7. Display device according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the spacer elements (14) consist of a core and consist of a jacket surrounding the core, the jacket being under compressive stress stands. 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.8. Display device according to one of claims 1 to 7, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the spacer elements (14) are also in the frame are located and that at least the spacer elements (14) located in the frame on their Surface-electrically conductive. 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.9. Display device according to - claim 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the electrically conductive spacer elements on their surface (14) each consist of a quartz glass fiber coated with aluminum. 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.10. Process for the production of spacer elements of a display device according to claim 2, that a glass rod with an essentially rectangular, possibly hohlen Profil bei erhöhten Temperaturen zu einer Faser ausgezogen wird und daß anschließend die Faser abschnittsweise zerkleinert wird.hollow profile drawn out into a fiber at elevated temperatures and that the fiber is then cut up in sections. 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.11. Process for the production of spacer elements of a display device according to claim 2, d a d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that a possibly hollow glass rod at elevated temperatures through a nozzle with a rectangular one Opening to a fiber is drawn and that then the fiber in sections is crushed. 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.12. A method for producing spacer elements of a display device according to claim 2, that a possibly hollow one Glass rod is drawn into a fiber at elevated temperatures that then the still hot fibers are rolled onto the rectangular profile and then in sections is crushed.