CH634422A5

CH634422A5 - Anzeigeelement mit zwei planparallelen, durch abstandshalter in einem abstand voneinander gehaltenen platten.

Info

Publication number: CH634422A5
Application number: CH1110878A
Authority: CH
Inventors: Walter Dr Schmidt
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1978-10-27
Publication date: 1983-01-31
Also published as: FR2440046B1; GB2034095B; DE2848865A1; US4308533A; HK37182A; GB2034095A; FR2440046A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Anzeigeelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Zur Darstellung von Information werden heute bekannter-massen sowohl selbstleuchtende wie auch nicht selbstleuchtende Anzeigeelemente verwendet. Verschiedene solcher nach unterschiedlichen Prinzipien funktionierender Typen von Anzeigeelementen bestehen in ihrer Grundstruktur aus zwei parallel in bestimmtem Abstand angeordneten Platten, die partiell mit elektrisch leitfähigen, der anzuzeigenden Information funktionell angepassten Elektroden belegt sind. Zu der genannten Art von Anzeigeelementen zählen Flüssigkristallanzeigen verschiedener Typen, elektro-chromatische, elektrophoreti-sche und ferroelektrische Anzeigeelemente, welche Arten von Anzeigeelementen eine ausführlichere Darstellung in dem Buch «Nonemissive Electrooptic Displays», von A.R. Kmetz and F.K. von Willisen, Plenum Press 1976, S. 201 ff., erfahren haben. Als eine gemeinsame Eigenheit der verschiedenen genannten Typen von Anzeigeelementen sei noch vermerkt, dass sowohl die Elektroden der einen Platte, wie auch die der der ersten gegenüberliegenden Platte elektrisch mit einer Spannungs- bzw. Stromquelle verbunden werden, mit deren Hilfe die darzustellende Information durch geeignetes Ansteuern des Anzeigeelementes sichtbar gemacht wird.

Allen diesen Anzeigeelementen ist ferner gemeinsam, dass die begrenzenden Platten, meist Gläser, in einem bestimmten, der Funktion der Anzeige optimal entsprechenden Abstand zueinander gehalten werden müssen. Dieser Abstand kann von wenigen Mikrometern bis zu einigen hundert Mikrometern betragen.

Die Dicke des von den beiden Platten gebildeten Zwischenraumes ist von entscheidender Bedeutung für die Funktion, aber insbesondere auch für die optische und elektrische Güte und für die Lebensdauer einer Anzeige. Deshalb müssen möglichst kleine Abweichungen von der Solldicke über die gesamte Fläche eines Displays, sowie von Display zu Display innerhalb einer Fabrikationscharge, angestrebt werden. Bekanntermassen wird, etwa gemäss der CH-PS 584 949, der durch die beiden Platten gebildete Zwischenraum durch eine elektrisch isolierende Randverklebung hermetisch nach aussen hin abgeschlossen. Dieser Klebesteg muss auf Grund der vorher angeführten Gründe eine möglichst gleichmässige Dicke im Betrag der Solldicke des Zwischenraumes aufweisen, wozu sich im genannten Stand der Technik keine Hinweise finden.

Eine gewisse Verbesserung der Genauigkeit kann nach der DE-OS 24 06 623 dadurch erzielt werden, dass der Klebe- oder Verschlussmasse mechanisch stabile Partikel zugemischt werden, deren Durchmesser dem optimalen Plattenabstand entspricht. Nach dem in dieser Schrift beschriebenen Verfahren werden die Platten während des Klebevorganges bei flüssigem Zustand der Klebemasse, durch geeignete Vorrichtungen soweit zusammengedrückt, bis sie auf den beigemischten Partikeln aufliegen und somit ein Minimalabstand garantiert wird. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass Pulver nicht mit beliebig enger ICorngrössenverteilung hergestellt werden können, woraus eine mehr oder weniger grosse Streuung des Plattenabstandes resultiert.

Deshalb wurden, wie z. B. aus der DE-OS 26 29 765 bekannt, Verfahren entwickelt, bei denen das Pulver durch kurze Stücke von Glasfasern ersetzt wird. Glasfasern haben einen exakt definierten Durchmesser und sind besser geeignet zur Herstellung von Anzeigeelementen mit engen Dickentoleranzen. Ausserdem sind sie, bedingt durch die relativ lange Auflagelinie, mechanisch stabiler. Mit Glasfasern könnte das Problem eines hinreichend genauen und konstanten Abstandes zwischen den Platten gelöst werden, sie verhindern jedoch leider gleichzeitig die Lösung des folgenden, sehr wichtigen Problems.

Wie bereits vorher erwähnt, ist zum Betreiben eines Anzeigeelementes eine elektrische Kontaktierung sowohl der Vorder- wie auch der Rückelektrode notwendig.

Dies könnte durch ein seitliches Herausführen der entsprechenden Elektrodenbahnen auf von aussen zugänglichen Plattenbereichen bewerkstelligt werden, was aber erstens sehr umständlich und kostspielig und zweitens nicht immer möglich ist.

Es ist daher im höchsten Masse wünschenswert, wenn nicht von der Anwendung her eine Notwendigkeit, dass alle Kontaktanschlüsse des Anzeigeelementes in einer Ebene liegen, d. h. auch die Kontaktanschlüsse z. B. der Rückelektrode müssen durch eine elektrisch leitfähige Brücke auf die Ebene der Kontaktbahnen der Vorderelektrode geführt werden.

Diese elektrisch leitfähige Brücke zwischen den beiden Elektroden kann, wie etwa in der genannten Schrift CH 584 949 oder der DE-OS 25 55 822, durch Anbringen eines oder mehrerer Kontaktpunkte aus Leitsilber, Leitepoxy oder eines silberhaltigen Glases im Falle glasverlöteter Platten erzeugt werden. Ausserdem wurden Versuche unternommen, dem Kleber selbst leitfähige Pulver, wie Metallkügelchen, Graphitpulver oder auch halbleitendes Siliziumcarbid beizumengen. Jedoch brachten alle diese Methoden nicht den gewünschten Erfolg, da diese elektrisch leitfähigen Pulver dieselben Nachteile aufweisen, wie die aus der DE-OS 24 06 623 zur Begrenzung des Plattenabstandes bereits bekannten festen Partikel. Ausserdem sind Metallpulver in der entsprechenden Feinheit und Durchmesserselektion sehr teuer.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die guten Ergebnisse bezüglich der Dickentoleranz bei Verwendung von Glasfaserstücken als Abstandsbegrenzer mit einer einfachen Durchkontaktierung der Elektroden zu vereinen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Kohlenstoffasern werden vorzugsweise verwendet; sie sind in praktisch allen gewünschten Durchmessern kommerziell zu erhalten, z. B. von der Firma Union Carbide Corporation, New

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York. Sie sind billig, leicht in kurze Stücke zu zerschneiden und definierten Minimalabstand der Platten 1,2 der unteren Platte 2

besitzen eine sehr kleine Scherfestigkeit. Dies ist ein wesentli- genähert wurde. Auf die nochmalige Darstellung der Fasern 8c eher Vorteil, da bei sich zufällig kreuzenden Fasern bei der bis 8g wurde der Übersichtlichkeit willen in Fig. 2 verzichtet,

geringsten Druckbelastung eine der beiden Fasern bricht. Aus- Die Fig. 2 zeigt, wie durch die abstandhaltende Wirkung der lei-

serdem ist ihr elektrischer Widerstand hinreichend klein, um 5 tenden Fasern 8a bis 81 auch eine vollkommene Parallelität der eine gute elektrische Verbindung zu gewährleisten. Sie gehen Platten zueinander garantiert wird, wodurch eine gleichmäs-

keinerlei chemische Wechselwirkung mit Klebstoffen ein, kor- sige Dicke des optisch veränderbaren Mediums 4 über dem radieren nicht und sind - wie Versuche zeigten - in Glaslot bei gesamten Zwischenraum 5 gewährleistet ist, was z. B. für die

Temperaturen über 500 °C - stabil. Güte von Anzeigeelementen, welche als optisch veränderbares

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Fig. 1 -3 einge- io Medium 4 einen Flüssigkristall verwenden, von zentraler Wich-

hend erläutert. Dabei zeigt: tigkeit für die Güte des Anzeigeelementes ist.

Fig. 1 ein im Grundriss dargestelltes Beispiel eines erfin- In Fig. 3 ist der in Fig. 2 mit einem Kreis hervorgehobene dungsgemässen Anzeigeelementes, bei dem die obere Platte Ausschnitt vergrössert dargestellt. Ferner ist in Fig. 3 die als der Anschaulichkeit wegen längs ihres linken und oberen Ran- dünne Schicht auf der Platte 2 aufgetragene Elektrode 3b ein-

des abgebrochen dargestellt ist, 15 gezeichnet. Die Grössenverhältnisse sind allerdings nicht ent-

Fig. 2 den dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel eines erfin- sprechend wiederzugeben!

dungsgemässen Anzeigeelementes entsprechenden Seitenriss, So ist vor allem die Elektrodenschicht 3b im Vergleich zu

Fig. 3 eine vergrösserte Darstellung des in Fig. 2 durch den Platten 1 und 2 viel zu dick dargestellt. Ebenso müsste der einen Kreis hervorgehobenen Teils dieses Anzeigeelementes, Zwischenraum 5 für das optisch veränderbare Medium 4 im all-

wobei hier die obere Platte ganz ausgezogen ist und eine 20 gemeinen bedeutend schmaler dargestellt sein. Hierzu sei das

Schnittdarstellung gewählt worden ist, Beispiel einer modernen Flüssigkristallanzeige angeführt, bei

Fig. 4 eine weitere Darstellung dieses Anzeigeelementes im der die Dicke des Zwischenraumes 5 für den als optisch ver-

Schrägriss, wobei hier die Platten einander noch nicht auf die änderbares Medium 4 verwendeten Flüssigkristall zwischen

Solldistanz genähert sind. 4-50 Jim, die Dicke der Elektroden zwischen 20-140 nm und die

Fig. 1 zeigt eine Ansicht von oben auf ein erfindungsgemäss 25 Dicke der Platten 1,2 je nach Anwendung zwischen 0,3 und hergestelltes Anzeigeelement. Dieses besteht zunächst aus einigen nm beträgt.

zwei meist aus Glas gefertigten Platten 1 und 2. Die untere bzw. Aus der Fig. 4 geht hervor, wie gemäss der vorliegenden rückwärtige Platte 2 ist dabei ganz, die obere bzw. vordere Erfindungen die Durchkontaktierung z. B. zwischen der Elek-Platte 1 teilweise abgebrochen dargestellt. Die Elektroden, von trode 3a der oberen Platte 1 und der Anschlusselektrode 9b der welchen hier nur die Elektrode 3b und die Anschlusselektrode 30 unteren Platte 2 hergestellt wird, wobei jedoch in Fig. 4 die 9b mit gestrichelten Linien angedeutet sind, sind sehr dünne, im Platten nicht im Sollabstand, sondern der Übersichtlichkeit halaligemeinen nur wenige 10 nm Schichtdicke aufweisende, ber weiter voneinander entfernt gezeichnet sind. Nachdem durchsichtige leitende Schichten, welche auf den einander dann die Platten 1 und 2 bis zu dem durch den Durchmesser der zugewandten Seiten der Platten 1,2 aufgebracht sind. Zwi- Fasern 8a, 8b, 8e, 8f zugelassenen Abstand gegeneinander sehen den beiden Platten 1 und 2 befindet sich ein optisch ver- 35 gedrückt worden sind, befindet sich keine Klebemasse mehr, änderbares Medium 4, wie aus der Fig. 3 ersichtlich. als welche meistens ein Glaslot verwendet wird, z. B. zwischen Bei der Herstellung eines erfindungsgemässen Anzeigeele- den einzelnen Fasern 8a, 8b und der elektrisch zu verbindenden mentes werden in den die beiden Platten 1,2 verbindenden Elektrode 3a und der Anschlusselektrode 9b. Vielmehr befin-Klebsteg 7, für welchen, je nach Art des optisch veränderbaren den sich dann die Fasern mit ihrer Längsachse parallel zu den Mediums 4, Glaslot oder eine sonstige als Klebe- oder Ver- 40 Platten in innigen Kontakt mit den elektrisch zu verbindenden schlussmasse geeignete Substanz wie Epoxiharz, Kunststoffkle- Teilen, so dass die Fasern, je nach Leitfähigkeit der verwende-ber usw. verwendet wird, Stücke von elektrisch leitenden ten Fasern, eine gute elektrische Kontaktbrücke zu bilden verFasern 8a bis 81, welche alle denselben, genau definierten mögen. So weisen insbesondere Kohlenstoffasern sowohl eine Durchmesser und eine genau definierte elektrische Leitfähig- relativ hohe elektrische Leitfähigkeit, d. h. einen sehr geringen keit aufweisen, zugemischt. Die mit solchen Stücken elektrisch 45 elektrischen Widerstand, als auch eine relativ grosse mechani-leitender Fasern 8a-81 vermischte Klebemasse wird im noch sehe und thermische Stabilität auf, so dass durch die Verwen-weichen Zustand, beispielsweise randseitig, auf die untere dung von Graphit- bzw. Carbonfasern sowohl das Problem der Platte 2 aufgetragen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liegen die ein- Einstellung einer optimalen Dicke mit enger Toleranz wie auch zelnen Fasern wahllos verteilt und bereits weitgehend mit ihren das Problem der Durchkontaktierung zwischen Rück- und VorLängsachsen parallel zur Platte 2 auf derselben auf. Noch even- 50 derelektrode optimal gelöst wird.

tuelle sich kreuzende Stücke von Fasern zerbrechen beim Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch mit nachfolgenden Aufdrücken der oberen Platte 1 auf die untere anderen Fasern realisiert werden kann, sofern diese nur mit der

Platte 2. für die betreffende Anwendung hinreichenden elektrischen

In Fig. 2 ist das in Fig. 1 gezeigte Beispiel einer erfindungs- Leitfähigkeit versehen sind und eine genügende mechanische gemäss hergestellten Zelle im Seitenriss dargestellt, und zwar 55 und thermische Stabilität aufweisen sowie in der entsprechen-

in einer Phase, in welcher bereits die obere Platte 1 bis zum den Grösse und Genauigkeit des Durchmessers erhältlich sind.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

634422 PATENTANSPRÜCHE

1. Anzeigeelement mit zwei planparallelen, durch Abstandhalter in einem Abstand voneinander gehaltenen Platten, die auf den einander zugewandten Seiten mit Elektroden versehen sind, mit einem Medium in dem durch die einander zugewendeten Platten gebildeten Zwischenraum, das durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden in seinen optischen Eigenschaften veränderbar ist, mit einem die beiden Platten verbindenden Klebesteg sowie mit elektrisch leitenden Verbindungen von den Elektroden der einen Platte zu Anschlusselektroden der anderen Platte, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstandhalter zwischen den Platten (1,2) und zugleich als elektrisch leitende Verbindung von den Elektroden (3a) der einen Platte (1) zu den Anschlusselektroden (9b) der anderen Platte (2) elektrisch leitende Fasern (8a bis 81) mit konstantem Durchmesser vorgesehen sind.

2. Anzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch leitende Fasern (8a bis 81) Kohlenstofffasern vorgesehen sind.

3. Verfahren zur Herstellung eines Anzeigeelementes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Fasern (8a bis 81) der Klebemasse des die Platten (1,2) verbindenden Klebestegs (7) zugemischt werden und nach dem Auftragen des die leitenden Fasern (8a bis 81) enthaltenden verbindenden Klebestegs (7) die Platten (1,2) bis zu einem Abstand, der durch den Durchmesser der verwendeten leitenden Fasern (8a bis 81) bestimmt wird, zusammengedrückt werden.