DE3821820A1

DE3821820A1 - Verfahren zur herstellung einer fluessigkristallzelle

Info

Publication number: DE3821820A1
Application number: DE3821820A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl Chem Brosig
Original assignee: Nokia Unterhaltungselektronik Deutschland GmbH
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1990-02-08
Also published as: DE68908556D1; US5108332A; WO1990000263A1; EP0422058A1; DE68908556T2; JPH03505491A; EP0422058B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 35 32 486 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle bekannt, bei dem zuerst ein Abstandsrahmen auf ein erstes Substrat gebracht wird und anschließend der Flüssigkristall im Bereich des Abstandsrahmens auf das Substrat gedruckt wird. Danach wird die Flüssigkristallzelle mit einem zweiten Substrat verschlossen.

Das bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß die durch Drucken auf das Substrat aufgebrachte Menge an Flüssigkristallmaterial eine große Mengentoleranz erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle anzugeben, bei der das Flüssigkristallmaterial einfach und in einer genau definierten Menge eingebracht werden kann.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen und dem Rest der Beschreibung zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele des Verfahrens werden im folgenden beschrieben.

In einer Figur ist der Querschnitt einer Flüssigkristallzelle schematisch abgebildet.

Ein erstes Substrat 1 ist auf einer Seite, in der Figur auf der unteren Seite, mit einem Polarisationsfilter 2 und auf der anderen Seite mit einer transparenten Elektrode 3 versehen. Durch den Abstandsrahmen 4 ist das erste Substrat 1 mit dem zweiten Substrat 5 verbunden. Das zweite Substrat 5 weist auf der einen, zum ersten Substrat 1 zeigenden Seite transparente Elektroden 6 auf. Auf der anderen Seite trägt das zweite Substrat 5 einen Polarisationsfilter 7. Der von den Substraten 1 und 5 und dem Abstandsrahmen 4 gebildete Raum nimmt den Flüssigkristall 8 auf.

Die Substrate 1 und 5 können aus Glas, Kunststoff oder einem anderen geeigneten transparenten Material bestehen. Sie können die Abmessungen einer Flüssigkristallzelle haben, die auch eine größere Fläche aufweisen, auf der mehrere Flüssigkristallzellen gleichzeitig hergestellt werden können. Der Abstandsrahmen 4 kann aus einem Abstandskörper bestehen, der die Flüssigkristallzelle in mehrere Bereiche unterteilt. Ebenso ist es auch möglich, daß im Flüssigkristall Kugeln oder Faserteilchen als Abstandshalter vorhanden sind.

Bei dünnen Flüssigkristallzellen, und wenn der ansteuerbare Bereich der Flüssigkristallzelle die Randbereiche des Flüssigkristalls nicht mit einschließt, können die beiden Substrate auch direkt miteinander verklebt sein (nicht abgebildet).

Die Flüssigkristallzelle 9 kann als Flüssigkristallanzeige oder als Lichtventil eines optischen Druckers verwendet werden. Bei der Verwendung als Flüssigkristallanzeige ist beim Reflexionsbetrieb auf dem Polarisationsfilter ein Spiegel angebracht, der beim Transmissionsbetrieb entfällt oder weggeklappt wird.

Da Flüssigkristallzellen an sich bekannt sind, wird hier nicht auf weitere Einzelheiten eingegangen.

Bei der Beschreibung der Herstellung der Flüssigkristallzelle 9 wird davon ausgegangen, daß die Substrate 1, 5 schon in bekannter Weise mit den üblich transparenten Elektroden 3, 6, Isolationsschichten (nicht gezeigt), Orientierungsschichten (nicht gezeigt) und Polarisationsfiltern 2, 7 versehen sind, wobei die Polarisationsfilter 2, 7 auch noch später angebracht werden können.

Auf dem entsprechend vorbereiteten ersten Substrat 1 wird der Abstandsrahmen 4 aufgebracht. Dann wird pulverisiertes Flüssigkristallmaterial in den vom Abstandsrahmen 4 und dem ersten Substrat 1 gebildeten Raum gestreut. Hierzu wird zur Vorbereitung des Flüssigkristallpulvers zunächst Flüssigkristallmaterial in ein Gefäß gebracht, das mit flüssigem Stickstoff in Wärmekontakt steht. Das Flüssigkristallmaterial wird dadurch auf eine Temperatur von etwa T=100 K abgekühlt. Es wird anschließend in einem Mörser zermahlen. Die Pulverkorngröße sollte nach dem Mahlen kleiner als 50 Mikrometer sein, da sich die Flüssigkristallzelle sonst beim Verschließen zu stark auf aufbäckt, wobei die Schichten der Substrate beschädigt werden können.

Im nächsten Schritt wird die Pulvermenge des Flüssigkristallmaterials jeweils für eine Flüssigkristallzelle abgewogen und kann danach auf das Substrat gestreut werden.

Das Pulver wird nach dem Einstreuen in den vom Abstandsrahmen und dem ersten Substrat 1 gebildeten Raum bei Raumtemperatur getrocknet. Beim Einwiegen muß der sich verflüchtigende Anteil des Flüssigkristallmaterials berücksichtigt werden.

Nach dem Trockungsvorgang wird das entsprechend vorbereitete zweite Substrat 5 unter Vakuum mit einem Druck p kleiner als 500 Pascal (N/m²) auf den Abstandsrahmen 4 gelegt und mit diesem fest verbunden. Die Flüssigkristallzelle 9 wird somit dicht verschlossen. Anschließend wird die Flüssigkristallzelle 9 über den Klärpunkt des Flüssigkristalls 8 erhitzt, der sich in dem Raum, der durch die beiden Substrate 1 und 5 und den Abstandsrahmen 4 eingeschlossen wird, gleichmäßig verteilt. In diesen Raum noch verbliebene Gase werden vom Flüssigkristall 8 aufgenommen.

Die als Abstandshalter (nicht gezeigt) dienenden Kugeln oder Faserteilchen können entweder vor dem Aufbringen des Flüssigkristalls 8 auf das erste Substrat 1 oder danach auf den Flüssigkristall 8 gestreut werden. Ebenso können diese Abstandshalter schon im Flüssigkristallmaterial verteilt enthalten sein.

Das Verschließen der Flüssigkristallzelle 9 erfolgt je nach den verwendeten Materialien der beiden Substrate 1, 5 und des Abstandsrahmens 4 beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen.

Anstelle des Abstandsrahmens kann auch ein Kleberand als Randbegrenzung verwendet werden, der beim Verschließen der Flüssigkristallzelle gequetscht wird. Hierbei ist darauf zu achten, daß das Flüssigkristallmaterial beim Verschließen noch pulverförmig oder zumindest hochviskos ist, damit es nicht in die Breite gequetscht wird.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallzelle mit einem ersten und einem zweiten Substrat, bei dem das Flüssigkristallmaterial zuerst auf das erste Substrat aufgebracht und die Zelle mit dem zweiten Substrat verschlossen wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Abkühlen des Flüssigkristallmaterials auf eine Temperatur niedriger als 20 Grad unter dem Schmelzpunkt;
b) Trocknen des Flüssigkristallmaterials;
c) Zermahlen des Flüssigkristallmaterials in eine Pulvergröße kleiner als 50 Mikrometer;
d) Aufbringen einer Randbegrenzung auf das erste Substrat (1);
e) Streuen des Flüssigkristallmaterials in den Raum, der vom ersten Substrat (1) und der Randbegrenzung gebildet wird;
f) Verschließen der Flüssigkristallzelle (9) mit dem zweiten Substrat (5) in Vakuum;
g) Erhitzen des Flüssigkristallmaterials über den Klärpunkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Randbegrenzung ein Abstandsrahmen (4) auf das erste Substrat (1) aufgebracht und mit diesem verbunden wird, und daß die Flüssigkristallzelle (9) durch Aufbringen des zweiten Substrats (5) auf den Abstandsrahmen (4) verschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Randbegrenzung ein Kleberand auf das erste Substrat aufgebracht und mit diesem verbunden wird, daß die Flüssigkristallzelle durch Aufbringen des zweiten Substrats auf den Kleberand und anschließendes Quetschen des Kleberandes verschlossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristallmaterial vor dem Zermahlen auf eine Temperatur von etwa 100 K abgekühlt wird.