DE3716856A1 - Liquid-crystal display cell - Google Patents

Liquid-crystal display cell

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    • G02F1/13392—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers dispersed on the cell substrate, e.g. spherical particles, microfibres

Abstract

In order to prevent the formation of gas bubbles at low temperatures, it is proposed in the case of liquid-crystal display cells (modules) to provide harder spacing particles in the sealing beads than in the region of the liquid-crystal material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristall- Anzeigezelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a liquid crystal Display cell according to the preamble of the claim 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.The ones required for liquid crystal cells (LCD) small distances are on the order of about 5 to 50 microns and are generated in such a way that between the cover plate consisting mainly of glass th spacer particles in targeted or statistical Brings distribution. These spacer particles are located themselves in the liquid crystal material and are transparent and designed to be largely invisible stay cash. They preferably consist of calibrated Sections of glass fiber or beads. Still located such spacer particles also in the area of you tion seams or the subdivision seams which in general mean from a hardened plastic adhesive, e.g. B. an acrylic adhesive or epoxy adhesive. This one Sealing seams have the task that with liquid crystal filled cavity between the carrier plates hermetically sealed against the outside.  Although it is the top job of spacer particles is a constant distance over the entire surface ensure, but operating conditions can kick where you prefer one to a certain Degree of disruptive change in distance accepted as other disturbing phenomena. One more disturbing appearance is that at very never low temperatures, as in the lower operating range or can occur during storage, gas bubbles form can, the liquid evaporated in a vacuum consist of crystal material. This phenomenon then occurs when the liquid crystal is temperature-dependent pulls together strongly and the spacer particles on prevent approach of the cover plates.

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.The present invention is based on the object a liquid crystal display cell mentioned in to improve the way that a disturbing gas bubbles formation largely avoided at low temperatures becomes.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is accomplished by the in the hallmark of the patent claims 1 specified features solved.

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.The main advantage of the invention is therein see that through the non-deformable spacer ensured in the area of the sealing beads is that the desired exact distance between reversibly resets the cover plates when the Liquid crystal cell back to normal temperature is operated richly. It has been shown that such occurred at low temperatures Gas bubbles may persist for a long time until they are completely gone again. Such gas bubbles  but disturb optically far more than z. Legs slight change in distance, especially if this change in distance really only occurs when the liquid crystal cell extremely low temperatures is exposed. Through the described invention a compromise favorable for the operation of the cell reached.

Anhand des in der Figur dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.Based on the preferred shown in the figure The invention is exemplary embodiment below explained in more detail.

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.The figure shows an enlarged cross-section of a part through a liquid crystal cell with the two glass cover plates 1 and 2 and in between the liquid crystal material 4th On the inner surfaces of the glass plates 1 and 2 there are, in a known manner, electrically conductive coverings 7 and 8 designed as electrodes.

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 5 unterschiedlichen Flüssigkristallflächen innerhalb der Zelle vorhanden sein. The exact distance between the two glass plates 1 and 2 is ensured by spacer particles 5 and 6 . These spacer particles are circular and have either the shape of spheres or wire sections. The spacing particles 5 present in the area of the liquid crystal are transparent and electrically insulating. The spacer particles 6 provided in the area of the sealing beads 3 do not necessarily have to be transparent and insulating. The sealing beads 3 are preferably made of an organic adhesive, e.g. B. a cured acrylic resin or epoxy resin. Such you device beads 3 are preferably present on the circumference of the liquid crystal cell. However, they can also be present for the department 5 different liquid crystal areas within the cell.

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.According to the present invention, the spacer particles 5 in the area of the liquid crystal 4 now consist of an elastic plastic material, which is selected in shape and material so that it can occur at very low temperatures, the temperature range in the lower operating temperature range or during storage is sibel deformable. Such temperatures are, for example, temperatures below -40 ° C. Suitable materials are e.g. B. plastics based on benzo guanamine-formaldehyde or plastics based on polydivinylbenzene. According to a development of the invention, these spacer particles 5 in the region of the liquid crystal material 4 consist of beads, since a deformability of the beads can be achieved more easily than a deformability of fiber sections.

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.According to a further feature of the invention, the spacer particles 6 in the area of the sealing beads 3 consist of a glass particle which is non-deformable at low temperatures and the pressures which occur, which are expediently formed from glass fiber sections. It has been shown that it is of crucial importance for the intended purpose that, as stated according to the invention, spacer particles made of different materials are used.

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 einer Verteilung von etwa 10 bis 30 Kügelchen/mm2 enthalten.The plastic beads in the area of the liquid crystal material 4 have, for example, a hardness of 123 on the Rockwell scale and, for example, a diameter of 9 μm and contain a distribution of about 10 to 30 beads / mm 2 .

Die Glasfaserabschnitte im Bereich der Dichtungswülste besitzen in diesem Fall ebenfalls einen Durchmesser von 9 µm.The glass fiber sections in the area of the sealing beads in this case also have a diameter of 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.
1. Liquid crystal display cell with a flat, closed cavity filled with the liquid crystal, which is formed by two glass plates which are connected to one another by means of beads made of sealing material, the distance between the glass plates being determined by a plurality of interposed spacing elements, characterized by the Combination of the following features:
  • a) In the area of the sealing beads, spacer particles made of a material are provided which cannot be deformed at temperatures in the range of low operating temperatures due to the pressures that occur.
  • b) In the area of the liquid crystal, spacer particles made of an elastic material are provided, which are reversibly deformable at temperatures in the range of low operating temperatures due to the pressures that arise, caused by the different expansion coefficients of the materials used.
2. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzteilchen im Bereich der Dichtungswülste aus Glas bestehen.2. Liquid crystal display cell according to claim 1, characterized in that the spacer particles in Area of the sealing beads made of glass. 3. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzteilchen im Bereich der Dichtungswülste aus Glaskügelchen oder insbesondere aus Glasfaserabschnitten bestehen.3. A liquid crystal display cell according to claim 2, characterized in that the spacer particles in Area of the sealing beads made of glass beads or consist in particular of glass fiber sections. 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.4. Liquid crystal display cell according to one of the An sayings 1 to 3, characterized in that the Di stamped particles in the area of the liquid crystal from one polymeric plastic. 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.5. A liquid crystal display cell according to claim 4, characterized in that the spacer particles a plastic based on benzoguanamines, such as e.g. a benzoguanamine-formaldehyde plastic, be stand. 6. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzteilchen aus einem Kunststoff auf Basis von Polydivinylbenzene bestehen.6. A liquid crystal display cell according to claim 4, characterized in that the spacer particles a plastic based on polydivinylbenzene consist. 7. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach einem der An­ sprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Di­ stanzteilchen aus Kunststoff-Kügelchen bestehen.7. Liquid crystal display cell according to one of the An sayings 4 to 6, characterized in that the Di Stamped particles consist of plastic balls.
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