DE2242389A1

DE2242389A1 - Einrichtung zur aufnahme von fluessigkeitskristallmaterial als schicht von ganz bestimmter dicke sowie verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2242389A1
Application number: DE2242389A
Authority: DE
Inventors: Bernard Feldman; Leo J Jacobson; Wendell A Ross
Original assignee: TRANSPARENT CONDUCTORS Inc
Current assignee: TRANSPARENT CONDUCTORS Inc
Priority date: 1971-08-31
Filing date: 1972-08-29
Publication date: 1973-03-15
Also published as: US4148128A; US4050786A; JPS4837096A

Description

W. 582

Augsburgj den 29. August 1972

Transparent Conductors, Inc., l4ll N. Firestone Road, Goleta, California 93017, V.St.A.

Einrichtung zur Aufnahme von Flüssigkeitskristallmaterial als Schicht von ganz bestimmter Dicke sowie Verfahren zu

ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Aufnahme von Flüssigkeitskristallmaterial als Schicht von ganz bestimmter Dicke sowie Verfahren zur Herstellung solcher Einrichtungen.

Derartige Einrichtungen finden hauptsächlich Anwendung

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bei Anzeigeeinrichtungen, bei welchen sich das Flüssigkeitskristallmaterial zwischen elektrischen Kontakten befindet, die einen ganz bestimmten Abstand voneinander aufweisen.

Das Phänomen, das ein elektrooptisches Material, wie beispielsweise ein Flüssigkeitskristall, in Abhängigkeit von einem angelegten elektrischen Potential sein Durchlässigkeitsvermögen ändert, läßt sich zur Sichtanzeige von Informationen verwenden, wie beispielsweise Fernsehen, Computergrafiken, optische Verschlüsse mit veränderlicher Lichtdurchlässigkeit, usw.. Während Anzeigeeinrichtungen, die auf diesem Prinzip arbeiten, weitgehend bekannt sind, haben die bei der Herstellung solcher Einrichtungen auftretenden Probleme ihren praktischen Einsatz bislang begrenzt. Ein solches Problem besteht darin, daß mit hoher Frequenz Kurzschlüsse durch die Flüssigkeitsschicht hindurch auftreten, insbesondere wenn diese zur Erzielung eines Betriebes mit niedriger Spannung sehr dünn ist. Solche Kurzschlüsse treten gewöhnlich deshalb auf, weil es nicht gelingt einen genauen Kontaktabtsand im Bereich der gesamten Flüssigkeitsschicht einzuhalten.

Außerdem hat sich gezeigt, daß sich die Eigenschaften einiger Flüssigkeitskristalle schnell verschlechtern, wenn sie nicht vakuumdicht innerhalb der Anzeigeeinrichtung

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eingeschlossen sind. Das Erfordernis eines vakuumdichten Abschlusses kompliziert das Herstellungsverfahren bekannter Anzeigeeinrichtungen, da nur Teile aus anorganischen Verbindungen verwendet werden können.

Ein weiteres Problem besteht in der Schwierigkeit, das Durchlässigkeitsvermögen des Flüssigkeitskristalls bei sich ändernden Kontaktspannungen gleichzuhalten. Da die Lichtdurchlässigkeitseigenschaften des Flüssigkeitskristalls von dem Spannungsgradienten innerhalb der Flüssigkeit und damit von dem Kontaktabstand abhängig sind, ist es zur Aufrechterhaltung des Durchlässigkeitsvermögens wichtig, den Abstand zwischen den Kontakten im gesamten Flüssigkeitsbereich genau gleichzuhalten. Das gilt insbesondere dann, wenn die Lichtdurchlässigkeitseigenschaften nichtlinear von dem Spannungsgradienten abhängen; eine Sättigung ist unerwünscht. Außerdem wird durch einen ungleichmäßigen Kontaktabstand die Wirkung der angelegten Spannung in Bereichen geringsten Kontaktabstandes konzentriert und dadurch zusätzlich zu den ungleichmäßigen optischen Eigenschaften eine schnellere Verschlechterung der Flüssigkeitskristalleigenschaften hervorgerufen.

Wegen dieser und anderer Probleme ist bislang die

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Herstellung zuverlässiger und langlebiger Flüssigkeitskristallanzeigeeinrichtungen sehr schwierig. Besonders schwierig und trotzdem sehr erwünscht ist die Herstellung einer dauerhaften dünnen Flüssigkeitsschicht. Diese erbringt, wie erwähnt, zusammen mit den Vorteilen einer stärkeren Lichtstreuung bei niedrigeren Spannungen einen gleichmäßigeren Kontrast zwischen lichtdurchlässigen und lichtstreuenden Segmenten einer Anzeigeeinrichtung und die Vermeidung ungleicher Stromdichten, welche die Lebensdauer verringern.

Das genaue Einhalten des Abstandes zwischen den elektrischen Kontakten ist dann besonders schwierig, wenn der eine Kontakt eine nicht ebene Fläche und der andere Kontakt flexibel ist, damit er sich an diese nicht ebene Fläche anpassen kann. Mit den bekannten Methoden ist es in einem solchen Fall nicht möglich, einen genauen Kontaktabstand zu erzielen.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine verbesserte Einrichtung zur Aufnahme eines Flüssigkeitskristallmaterials zu schaffen, bei welcher sich die Schichtdicke dieses Materials auf einfachere Weise genau einhalten läßt. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Einrichtung angegeben werden.

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Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung eine Einrichtung zur Aufnahme von Flüssigkeitskristallmaterial als Schicht von ganz bestimmter Dicke, welche durch ein Substrat mit einer ersten Oberfläche, ferner durch ein, eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche bildendes weiteres Substrat und durch eine Vielzahl von zwischen den beiden Substraten verteilte und einen bestimmten Abstand zwischen den beiden Substraten zur Erzielung der genannten Schichtdicke des Flüssigkeitskristallmaterials erzeugende Abstandshalter gekennzeichnet ist»

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zur Aufnahme eines Flüssigkeitskristallmaterials als Schicht von ganz bestimmter Dicke zwischen getrennten Elektroden, welches durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

a) Auswählen eines elektrisch leitende Flächenbereiche aufweisenden Substrats,

b) Ausbilden einer Vielzahl von Abstandshaltern auf

der Oberfläche eines weitere leitende Flächenbereiche aufweisenden weiteren Substrats derart,

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daß die Abstandshalter von dieser Oberfläche vorragen und mindestens über Mittelbereiche derselben verteilt sind, und

c) Zusammenfügen der beiden Substrate derart, daß die einen und die weiteren leitenden Flächenbereiche einander gegenüberliegen und durch die verteilten Abstandshalter einen bestimmten Abstand voneinander aufweisen.

Als bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung werden Flüssigkeitskristallanzeigeeinrichtungen genannt, welche eine vakuumdicht eingeschlossene elektrooptische Flüssigkeit enthalten, beispielsweise einen nematischen Flüssigkeitskristall zwischen wahlweise erregbaren elektrischen Kontakten, deren Abstand voneinander über große Bereiche hin genau eingehalten ist, so daß ein ganz bestimmter Potentialgradient in der elektrooptischen Flüssigkeit erzeugt und damit Kurzschlüsse vermieden werden«

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die elektrischen Kontakte bzw. Leiter in Form bestimmter Muster jeweils auf den Substraten aufgebracht, wobei das eine der beiden Substrate sowie dessen zugeordneter Leiter vorzugsweise durchsichtig sind· Die leitenden Flächen

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der Substrate sind einander gegenüberliegend in bestimmtem Abstand voneinander durch eine erste Pritte aus normalerweise undurchsichtigen Glasteilchen gehaltert, welche mit einem der Substrate verschmolzen sind. Eine dichtere zweite Pritte ist auf eines der Substrate derart aufgebracht, daß sie zwar das von den beiden einander gegenüberliegenden elektrischen Leitern gebildete Muster umgibt, jedoch nicht in dieses hineinragt, und anschließend in sich sowie mit beiden Substraten verschmolzen, wodurch die Substrate miteinander verbunden und gleichzeitig vakuumdicht verschlossen sind. Eine elektrooptische Flüssigkeit, wie beispielsweise ein nematischer Flüssigkeitskristall, wird mit einem Brechungsindex gewählt, welcher demjenigen der ersten Fritte entspricht, und in den Bereich eingebracht, welcher die erste Fritte umschließt und durch die zweite Fritte begrenzt ist. Die Flüssigkeits-Fritte-Grenze wird aufgrund der einander angepaßten bzw. miteinander übereinstimmenden Brechungsindizes optisch unsichtbar. Andererseits können die Teilchen, ohne daß die Brechungsindizes übereinstimmen, so spärlich verteilt werden, daß sie den elektrooptischen Effekt der Flüssigkeit nicht stören. Durch das Anlegen eines elektrischen Potentials an die Kontakte auf den einander gegenüberliegenden Substraten wird in der Flüssigkeit und in den Abstandshaltern aus Glasfritte ein elektrischer Gradient erzeugt und es werden die gewünschten Änderungen

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in der Durchsichtigkeit bzw. Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkeit hervorgerufen. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung läßt sich eine sehr dünne Flüssigkeitsschicht leicht erreichen, welche den Vorteil einer größeren Umschaltgeschwindigkeit bringt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung wird eine Flüssigkeitskammer auf einem durchsichtigen Substrat gebildet. Das Substrat trägt, wie oben erwähnt, einen im wesentlichen durchsichtigen elektrischen Leiter in Form eines bestimmten Musters, welches mit Segmenten von anzuzeigenden Zeichen und Symbolen übereinstimmt. Während der Herstellung einer solchen Einrichtung wird eine ätzbare Substanz in ganz bestimmter Dicke auf das Substrat aufgebracht und anschließend mit einem Muster derart versehen , daß auf die beschichteten Segmente ein elektrischer Leiter mit iiner Vielzahl von gesonderten Stützschenkeln aufgebracht werden kann, welche bis zu nicht beschichteten Flächenbereichen des Substrats vorragen. Bei dem anschließenden Ätzen des Abstandsmaterials und einem folgenden Beschichten der Oberfläche mit einem Isolator bleibt ein abgeschlossener, langgestreckter Hohlraum zwischen dem gemusterten Leiterauftrag auf dem Substrat und dem mehrschenkeligen elektrischen Leiter zurück. Dieser Hohlraum wird anschließend über dafür vorgesehene Tunnels

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mit einem Flüssigkeitskristall gefüllt. Zur Erzeugung einer Sichtanzeige wird ein elektrisches Potential wahlweise zwischen die leitende Substratbeschichtung und den mehrschenkeligen Leiter angelegt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine vollständige Anzeigeeinrichtung

nach der Erfindung,

die Fig. IA

und IB im Querschnitt bzw. in Draufsicht

eine Ausfuhrungsform der in Fig. 1 dargestellten Anzeigeeinrichtung,

die Fig. IC

bis IG Abwandlungen des Aufbaues der in den

Fig. 1, IA und IB dargestellten Anzeigeeinrichtungen,

Fig. 2 noch eine weitere Ausfuhrüngsform des

Aufbaues der in den Fig. 1, IA und IB dargestellten Anzeigeeinrichtungen,

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die Fig, 3A-3E einzelne Schritte des Herstellungsverfahrens der in den Fig. 1,IA und IB dargestellten Anzeigeeinrichtung,

die Fig. ¹IA

und ¹JB eine andere Art von Abstandshaltern

für die in den Fig. 1, IA und IB dargestellte Anzeigeeinrichtung,

die Fig. 5A

und 5B im Querschnitt eine andere bevor

zugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung,

die Fig. 6A-6E Schritte des Herstellungsverfahrens

der in den Fig. 5A und 5B gezeigten Anzeigeeinrichtung,

Fig. 7 eine andere Form des Aufbaues der

in den Fig. 5A und 5B dargestellten Anzeigeeinrichtung, und

die Fig. 8A-8C verschiedene Herstellungsschritte

für die in Fig. 7 dargestellte Anzeigeeinrichtung nach der Erfindung,

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Das Phänomen, daß ein Flüssigkeitskrist-all bzw» eine ähnliche Substanz beim Anliegen eines elektrischen Feldes eine Änderung seiner Durchsichtigkeit, Parbfilterung, Polarisation, usw. erfährt, ist seit langem bekannt. Eine allgemeine Darstellung dieses Phänomens ist in der Zeitschrift "Scientific American", April 1970, Seite 100, beschrieben. Aus den US-PS 3 499 112, 3 ²JlO 999 und 3 '322 ist die Anwendung dieses Phänomens bei Anzeigeeinrichtungen bekannt.

Wie oben bereits erwähnt, ist es bei der Herstellung einer Plüssigkeitskristallanzeigeeinrichtung schwierig, einen vakuumdichten Verschluß herzustellen und zur Verhinderung von Kurzschlüssen und zur Einhaltung eines gleichmäßigen elektrischen Feldgradienten in der gesamten elektrooptischen Flüssigkeit und damit zur Einhaltung eines gleichmäßigen Durchlässigkeitsvermögens in sämtlichen Teilen des Anzeigemusters einen überall gleichmäßigen Abstand sicherzustellen.

Fig. 1 zeigt als ein Anwendungs- bzw. Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung eine vollständige Anzeigeeinrichtung, welche vakuumdicht verschlossen ist und einen ganz bestimmten und gleichmäßigen Abstand aufweist. Das als Beispiel verwendete Anzeigemuster liefert

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eine numerische Information unter Verwendung von segmentierten Figur-8-Mustern. Es lassen sich jedoch auch leicht andere Anzeigemuster erzielen. Die vollständige Anzeigeeinrichtung weist ein vorzugsweise durchsichtiges unteres Substrat 12 und ein vorzugsweise durchsichtiges oberes Substrat 14 auf. Die Innenfläche des unteren Substrats 12 trägt vorzugsweise durchsichtige elektrische Leiter, welche in Form eines in ausgezogenen Linien in Fig. 1 dargestellten Musters aufgebracht sind und Segmente 15 eines Figur-8-Musters bilden. Auf das obere Substrat 14 ist ein elektrischer Leiter 16, welcher durch gestrichelte Linien dargestellt ist, in Form eines Musters aufgebracht, welches die durch den Umfang jedes Figur-8-Musters begrenzte Fläche zwar überdeckt, jedoch geringfügig kleiner ist, um Überdeckungsfehler zu kompensieren, ohne unerwünschte Teile der Anzeige zu aktivieren. Von jedem Segment 15 aus führt ein aufgebrachter durchsichtiger elektrischer Leiter 15a zu jeweils einem von geradzahlig numerierten Kontakten 18-30 und 18a - 30a, welche als Dickfilmaufträge auf den Rand des Substrats 12 aufgebracht sind. Das Substrat 14 nimmt eine etwas geringere Fläche als das Substrat 12 ein, so daß sich die Kontakte 18-30 und l8a-3Oa über den durch das Substrat 14 überdeckten Bereich hinaus erstrecken können. Der elektrische Leiter 16 auf dem Substrat 14 führt über eine Dickfilmbrücke 17a zwischen den beiden Substraten

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zu einem elektrischen Dickfilmkontakt 17 auf dem Substrat 12,

Ein dichter geschmolzener Fritteverschluß 32, welcher in Fig. 1 durch gestrichelte Linien dargestellt ist, umschließt umfangsmäßig den Bereich zwischen den beiden Substraten 12 und 14 und ragt an beiden Seiten über die Ränder des Substrats l4 vor. Der Fritteverschluß 32 besteht vorzugsweise aus einer anorganischen Substanz, wie beispielsweise Glas, welche dicht aufgebracht, zusammengeschmolzen sowie mit den beiden Substraten 12 und 14 verschmolzen ist und für den Bereich zwischen den beiden Substraten 12 und 14 einen vakuumdichten seitlichen Abschluß "bildet» In dem dichten Fritteverschluß 32 sind an zwei Stellen Tunnels 3^ gebildet, welche das Füllen eines durch die beiden Substrate 12 und 14 und den Verschluß 32 begrenzten Bereiches 35 mit einer elektrooptischen Flüssigkeit, beispielsweise einem Flüssigkeitskristall ermöglichen,

Iri Fig. 2 ist eine andere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung dargestellt* bei welcher ein dichter Fritteverschluß 32a bzw, ein anderes Verschlußmaterial im wesentlichen sämtliche Flächenbereiche zwischen den beiden Substraten 12 und 14 mit Ausnahme von Bereichen über den Segmenten 15 und von Tunneln 34a zwischen

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den Segmenten und zwischen den Segmenten und der äußeren Umgebung bedeckt.

Bei beiden in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen verschließt ein Verschlußmittel 36 die Enden der Tunnel 3^ und 3¹Ja, nachdem der Bereich zwischen den Substraten mit einem Flüssigkeitskristall gefüllt worden ist.

In den Fig. IA und IB sind weitere Ansichten der in Fig. 1 dargestellten Anzeigeeinrichtung dargestellt. In Fig. IB sind die beiden Substrate 12 und 14 voneinander getrennt so dargestellt, wie sie vor dem Zusammenfügen angeordnet sind. Die Innenflächen der Substrate sind dabei auf den Beschauer gerichtet. Durch einen Pfeil i3t angedeutet, wie die Substrate in die richtige Lage zueinander gebracht werden, damit sie anschließend verschlossen werden können. Das Substrat Ik ist ein wenig geneigt zur Zeichenebene dargestellt, als ob es zum dichten Anlegen an das Substrat umgeklappt werden muß. Auf dem Substrat I¹I ist die elektrisch leitende und durchsichtige Beschichtung 16 derart dargestellt, daß sie eine Fläche einnimmt, welche den Bereich des Figur-8-Musters 15 fast bis zu den Rändern überdeckt, ohne dabei die Leiter 15a zu überdecken. Das Substrat 12 Weist

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gemäß der Darstellung in Fig. IB die Segmente 15 und die Leiter 15a zu den äußeren elektrischen Kontakten 18-30 und l8a-3Oa auf dem Rand des Substrats 12 auf; der Fritteverschluß 32 mit den Tunneln 34 ist die ganze Anordnung umgebend ebenfalls dargestellt. Außerdem sind Fritteteilchen 44 in zufälliger Verteilung über die Fläche des Substrats 12, vorzugsweise innerhalb des durch den dichten Fritteverschluß 32 begrenzten Bereiches dargestellt. Die Fritteteilchen sind am besten in Fig. IA ersichtlich, welche einen Querschnitt längs der Linie 1A-1A in Fig. 1 zeigt. Die mit dem Substrat 12 verschmolzenen Fritteteilchen 44 halten die beiden Substrate 12 und 14 in ganz bestimmtem Abstand zueinander. Die Teilchen 44 sind zwar hier als Glaskügelchen dargestellt, sie können jedoch auch die Form von Körnern bzw, unregelmäßige Formen mit typischen Durchmessern in einem Bereich von 5 /A^ bis 25 UM haben. Bei Bedarf sind zwar auch andere Größen möglich, jedoch haben dünnere Flüssigkeitsschichten den Vorteil einer größeren Umschaltgeschwindigkeit.

Die dichte geschmolzene Fritte 32 schließt den zwischen den Substraten 12 und 14 befindlichen Flüssigkeitskristall 45 seitlich vakuumdicht ein. Der Fritteverschluß ist hier als eine Art teilweiser Kehlsaum zwischen den Substraten dargestellt, welcher zum Teil noch den vertikalen

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Rand des Substrats Ik bedeckt. Es kann auch ein vollständigerer "Kehlsaum" bzw, überhaupt kein Kehlsaum verwendet werden.

Anstelle der durch den Verschluß 32 hindurchführenden Tunnel 3k können zum Einfüllen des Flüssigkeitskristalls in den Substraten 12 oder Ik Löcher vorgesehen werden.
Diese Löcher werden anschließend verschlossen.

Die in den Fig. IA und IB dargestellten Pritteteilchen kk können eine genau festgelegte obere Grenze ihrer Größenverteilung haben, so daß sie zahlreiche Pfeiler gleicher Höhe bilden, welche die beiden Substrate 12 und Ik tragen und in bestimmtem Abstand voneinander halten. Zahlreiche kleinere Teilchen, welche mit den größeren Teilchen bzw. mit den Substraten selbst verschmolzen sind, können vorhanden sein. *

Wenn die elektrooptischen Eigenschaften des Flüssigkeitskristalls von einem direkten Kontakt mit den elektrisch
leitenden Beschichtungen 15 und 16 abhängig sind, müssen die Zwischenräume zwischen den Substraten 12 und Ik und um die Fritteteilchen kk herum bis zu einem bestimmten Grad mit diesen Beschichtungen 15 und 16 in Verbindung stehen.

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Wenn lediglich ein elektrostatisches Feld zum Induzieren des elektrooptischen Effektes erforderlich ist, so ist ein Kontakt nicht notwendig.

Gemäß Pig· IB geben die Fritteteilchen 44 denjenigen Teilen des Substrats 12, an welchen sie anliegen bzw. mit welchen sie verschmolzen sind, ein mattscheibenartiges Aussehen. Bei der in Fig. IA dargestellten fertigen Anzeigeeinrichtung, bei welcher der Flüssigkeitskristall 45 die Fritteteilchen 44 in dem Bereich zwischen den Substraten und 14 umgibt, ist das mattscheibenartige Aussehen aufgrund der miteinander übereinstimmenden Brechungsindizes zwischen den Fritteteilchen und der Flüssigkeit 45 nicht mehr vorhanden. Fritteteilchen und Flüssigkeitskristalle mit verschiedenen Brechungsindizes stehen für diesen Zweck zur Verfügung. Als ein Beispiel sei eine Kombination einer "Corning 400 Mesh Nr. 757O"-Fritte mit einem nematischen Flüssigkeitskristall genannt.

Bei selektivem Anlegen eines elektrischen Potentials zwischen die Segmente 15 und den Leiter 16 wird bewirkt, daß gewünschte Segmente 15 des Figur-8-Musters das Licht streuen, anstatt es durchzulassen. Die gewünschten'aktivierten Segmente werden durch Hintergrund- oder Seitenbeleuchtung der Anzeigeeinrichtung in Fig. 1 sichtbar gemacht. Dadurch,

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daß die Anzeige umgedreht und bewirkt wird, daß der elektrische Leiter 16 reflektiert, wird auch bei Verwendung von Prontbeleuchtung eine Sichtanzeige erzielt.

Es sei bemerkt, daß bei der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung nach der Erfindung zahlreiche Änderungen vorgenommen werden können. Es ist bereits erwähnt worden,daß die Möglichkeit besteht, durch Verwendung eines reflektierenden Leiters mit Reflexionsbetrieb zu arbeiten. Außerdem kann den Substraten 12 und 14, den leitenden Beschichtungen 15 und 16, den Teilchen 44, der Flüssigkeit 45 bzw. dem Verschluß 32 bei Bedarf eine bestimmte Färbung bzw. Polarisation gegeben werden. Die Flüssigkeit 45 kann ihre Farbe oder andere Eigenschaften, wie beispielsweise ihre Polarisation, in Abhängigkeit von der elektrischen Anregung ändern.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, mit einer spärlicheren Verwendung von Fritteteilchen 44 einen zufriedenstellend gleichmäßigen Abstand ohne wesentliche Verschlechterung der optischen Eigenschaften der Flüssigkeit sogar dann zu erzielen, wenn die Brechungsindizes nicht einander angepaßt sind bzw. nicht miteinander übereinstimmen.

Weitere andere Ausführungsformen des Aufbaues der

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Anzeigeeinrichtung, welche auf der oben beschriebenen Art der Abstandshaltung beruhen, können hergestellt werden und sind in den Fig. IC und IG dargestellt. In diesen Figuren sind die Teilchen nicht auf das Substrat 12 sondern auf das Substrat 14 aufgebracht und mit diesem verschmolzen. Beide Lösungen sind möglich»

In Fig. IC ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher Substrate 12a und l4a gekrümmt anstatt eben sind. In der Praxis wird ein Substrat, beispielsweise das Substrat 14a, starr ausgeführt und in die gewünschte Form gebracht. Das andere Substrat 12a ist flexibel und hat vorzugsweise etwa die gewünschte Form des Substrats 14a. Allerdings muß auf seinen Umfang ein Druck ausgeübt werden, damit es sich an die Form des Substrats 14a anpaßt. Dadurch ist es möglich, daß sich das Substrat 12a durch Ausüben eines Druckes auf die beiden Substrate, durch welchen diese zusammengepreßt werden, an die Hülle der Fritteteilchen 44a anlegt, bevor ein Verschlußmittel 32a eingebracht wird. Im übrigen ist der Aufbau dieser Anordnung im wesentlichen der gleiche wie in den Fig, IA und IB bzw. in abgewandelter Form in Fig. 2 dargestellt.

Die beschriebene Anordnung von Stützpfeilern, welche die beiden Substrate in Fig. IC voneinander trennen, ist

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im Falle von gekrümmten Substraten, bei welchen eines mindestens teilweise anpassungsfähig ist, besonders günstig verwendbar. Die Fritteteilchen Ma, welche mit dem Substrat l4a verschmolzen sind, sorgen für einen genauen und gleichbleibenden Abstand zwischen den Substraten auch über große Flächenbereiche hinweg, welch letztere viele Quadratzentimeter groß sein können. Ohne das erfindungsgemäße Pfeilersystem der Trennung bestünde keine Möglichkeit, das anpassungsfähige Substrat in der richtigen Lage zu dem starren Substrat fest zu haltern.

Einen wichtigen Anwendungsfall für die in Fig· IC dargestellte Einrichtung stellen optische Linsen bzw. überdeckungen dar. Optische Verzerrungen werden durch Anpassen der Brechungsindizes der Flüssigkeit 45 und des Verschlußmittels 32a an die Fritteteilchen 44a beherrscht. In Fig. ID ist eine weitere Art von Fritteteilchen 44b dargestellt, bei welcher die in ihrer Größe weniger gleichmäßigen Teilchen miteinander und mit dem Substrat 14 verschmolzen werden, um die Stützpfeiler zu bilden, welche eine verhältnismäßig gleichförmige Hüllfläche für den Abstand der beiden Substrate voneinander aufweisen. In Fig. IE dargestellte Fritteteilchen 44c haben nicht nur zufällige Größe sondern auch eine zufällige Form und stellen eine der üblicherweise zur Verfügung stehenden Frittearten dar.

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Die Fritteteilchen 44c werden während der Hersteilungsschritte, die weiter unten beschrieben sind, miteinander verschmolzen und ergeben für die beiden Substrate Stützpfeiler von im wesentlichen gleicher Höhe. In Fig.. IF nehmen Fritteteilchen 44d eine endgültige, im wesentlichen halbkugelige Gestalt an, da während eines weiter unten beschriebenen Schmelzschrittes beim Herstellungsprozeß die kombinierte Wirkung höherer Schmelzwärme und Oberflächenspannung verwendet wird. In Fig. IG ist eine weitere Form von Fritteteilchen am Beispiel von Teilchen 44e dargestellt. Hier sind die Fritteteilchen mit beiden Substraten 12 und 14 verschmolzen und durch Einwirkung von Wärme und Druck auf die Substrate leicht verformt worden. Bei dieser Anordnung besteht eine Verbindung zwischen beiden Substraten, welche statt durch ein Verschlußmittel durch die Pfeiler selbst erzeugt wird. Diese Anordnung ermöglicht große Anzeigeflächen, bei welchen die gesamte Anzeigeeinrichtung mit Ausnahme der äußeren Ränder zwischen den Substraten in den durch die verformten Fritteteilchen 44e freigelassenen'Zwischenräumen einen Flüssigkeitskristall enthält. Der Druck, welcher zur Verformung der Teilchen führt, bewirkt außerdem, daß ein Kontakt mit mehr Teilchen und demzufolge eine"Verbesserung der Stützwirkung und der Stärke des Pfeilersystems erzielt wird.

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Bei dem in den Fig. IC-IG dargestellten Aufbau der Anzeigeeinrichtung haben die Pritteteilchen eine unregelmäßigere Gestalt, was bei NichtVorhandensein des Flüssigkeitskristalls in den Zwischenräumen zwischen den Substraten und um die Fritteteilchen herum das mattscheibenartige Aussehen verstärkt. Dieses verstärkte mattscheibenartige Aussehen verschwindet jedoch in Gegenwart der Flüssigkeit bzw. des Verschlußmittels, wie oben beschrieben, vollständig bzw. fast vollständig. In den Fig. 1C-1F sind Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt, bei welchen die Abwandlung gemäß Fig. 2 verwendet wird, bei welcher das Verschlußmittel 32a den größten Teil des Bereiches zwischen den Substraten einnimmt. Bei Bedarf ist es möglich, stattdessen die in Fig. 1 dargestellte Ausfuhrungsform zu wählen.

Weitere Abwandlungen einschließlich verschiedener Kombinationen der oben beschriebenen Aufbauarten sind möglich.

Da es verhältnismäßig einfach ist, Fritteteilchen mit gleichmäßigen bzw. ungleichmäßigen Durchmessern kommerziell herzustellen, stellt die Verwendung solcher Teilchen als Abstandshalter für die Leiter einer Flüssigkeitskristall-

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anzeigeeinrichtung eine einfache und billige Möglichkeit zur Erzielung von Transparenz und genauem Abstand über große Flächen hinweg ohne Kurzschlüsse sowie zur Erzielung eines vakuumdichten Verschlusses der vollständigen Anzeigeeinrichtung dar. Die einzelnen Herstellungsschritte einer solchen erfindungsgemäßen Einrichtung werden ausführlicher unter Bezugnahme auf die Fig. 3A-3E beschrieben.

In Fig. 3A ist das obere bzw. untere Substrat 14 bzw. mit elektrisch leitenden Beschichtungen 16 bzw. 15 dargestellt. Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise sind beide Substrate 12 und 14 sowie die Beschichtungen 15 und 16 jeweils durchsichtig. Die Beschichtung 16 kann, wenn Durchsichtigkeit an dieser Stelle nicht erforderlich ist, auch ein undurchsichtiger Epoxysilberkitt sein.

Für die Herstellung der beschichteten Substrate mit den Beschichtungen 16 und der gemusterten Anordnung 15 stehen mehrere Verfahren zur Verfügung. Vorzugsweise werden Glasrohlinge mit einer üblicherweise verfügbaren Zinnoxidbeschichtung eingekauft und anschließend so geätzt, daß sich die gewünschten Muster der Beschichtungen 15 und 16 ergeben.

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Anschließend wird, wie in Fig. 3B dargestellt, eine in einem thixotropen Medium 50, wie beispielsweise Äthylzellulose, verteilte Glasfritte 46 durch Siebdruck, Aufsprühen oder Aufwalzen auf die leitende Fläche 16 aufgebracht, wobei eine Schicht von in dem Medium 50 verteilten Glasteilchen 46 zurückbleibt· Dazu kann eine "400 Mesh Corning Nr. 757O"-Fritte verwendet werden.

Anschließend wird, wie in Fig. 3C dargestellt, das Substrat 12 erhitzt, um das thixotrope Medium 50 zu entfernen und um die Fritte mit der Beschichtung 16 zu verschmelzen, wobei die geschmolzenen Teilchen 44 zurückbleiben.

Gemäß Fig. 3D wird eine dichte Fritte 52 umfangsmäßig auf das Substrat 12 aufgebracht. Die Fritteteilchen in der Fritte 52 sind so gewählt, daß sie bei einer niedrigeren Temperatur als die Teilchen 44 schmelzen, so daß dann, wie in Fig. 3E dargestellt, wenn die Substrate 14 und bei einer erhöhten Schmelztemperatur einander gegenüberliegend in der richtigen Stellung gegeneinandergepreßt werden, die Fritte 52 schmilzt und den Fritteverschluß bildet, ohne daß sich die Teilchen 44 verformen können. Außerdem ist es bei Bedarf möglich, daß nur der Umfang der Anzeigeeinrichtung erhitzt wird, so daß während des

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in Fig, 3E dargestellten Verfahrensschrittes nur die Fritte 52 aufgeheizt wird.

Beim Aufbringen der Fritte 52 auf das Substrat 12 in Fig. 3D werden die Tunnel 34 an bestimmten Stellen gemäß Fig. 1 vorgesehen , so daß die sich im Anschluß an den in Fig. 3E dargestellten "Verfahrensschritt ergebende Anzeigeeinrichtung mit einem Flüssigkeitskristall gefüllt werden kann und sich die in den Fig. 1 und IA dargestellte Anordnung ergibt. Der Füllschritt, welcher zu der fertigen Anzeigeeinrichtung gemäß Fig. 1 führt, wird-vorzugsweise so ausgeführt, daß ein Flüssigkeitskristall in einen Tunnel 34 eingefüllt wird, während gleichzeitig zur Verhinderung von Luftblasen an dem anderen Tunnel evakuiert wird.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß die Dicke der leitenden Beschichtungen für die Segmente 15 und 16 in den Zeichnungen zu Darstellungszwecken übertrieben groß dargestellt ist und daß im praktischen Fall ihre Dicke im Vergleich zu dem Durchmesser der Teilchen 44 und zu den Abständen zwischen den Substraten von vernachlässigbarer Größe ist.

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Es ist zwar vorteilhaft, für den Fritteverschluß 32 in Fig. 1 bzw. den Fritteverschluß 32a in Fig. 2 Glas zu verwenden, es können jedoch auch andere Arten von Klebe- bzw. Haftmittelri verwendet werden· Beispielsweise kann Lötzinn oder gebrannte Keramik und, wenn ein vakuumdichter Verschluß nicht erforderlich ist, auch ein Epoxyklebemittel verwendet werden.

Wegen der engen Toleranzen und wegen der Anordnung der Teile in unmittelbarer Nähe voneinander sollten große Unterschiede der Wärmeausdehnungskoeffizienten bei den starren Teilen vermieden werden, da solche Unterschiede zu große Spannungen innerhalb der Anzeigeeinrichtung hervorrufen würden.

Zur Herstellung der in den Fig. IC-IG dargestellten Anzeigeeinrichtungen müssen einige Abwandlungen der in den Fig. 3A-3E dargestellten Verfahrensschritte vorgenommen werden. Zur Herstellung der in Fig. IC dargestellten Anordnung wird bei dem Verfahrensschritt in Fig. 3E eine ausreichend starke Druckbeaufschlagung vorgenommen, damit sich die beiden Substrate an die Hülle der Fritteteilchen anpassen. Die Darstellung der in den Fig. JE-IF dargestellten Anzeigeeinrichtungen folgt im wesentlichen dem gleichen Verfahren, es wird jedoch eine andere Art von Fritteteilchen verwendet,

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i, ♦-

wie oben angegeben. Zur Herstellung der in Fig. IE dargestellten Anzeigeeinrichtung v/erden die Pritte und das Medium bis zu einer ganz bestimmten Stärke mit einer ausreichend dichten Pritte aufgetragen, die zu Pfeilern schmilzt. In Pig. IF wird zum Umwandeln der Anordnung von Fig. 3B in die Anordnung von Fig_e 3C vorzugsweise zusätzliche Wärme angewendet, damit die Fritteteilchen zu halbkugeligen Pfeilern verschmelzen. Bei allen Anordnungen, mit Ausnahme der in Fig. IG dargestellten Anordnung, wird die Fritte ,52 auf sämtliche Bereiche aufgebracht, mit Ausnahme des Flächenbereiches der Anzeigesegmente. Bei der in Fig. IG dargestellten Anzeigeeinrichtung werden, wenn die beiden Substrate in der richtigen Lage zueinander zusammengebracht sind, Wärme und Druck derart ausgeübt, daß Fritteteilchen 44e mit beiden Substraten verschmelzen und sich geringfügig verformen. Unterschiede in der Schmelzwärme zwischen der Fritte 52 und den Teilchen 4Me können geringer sein als bei den vorhergehend beschriebenen Anordnungen, um ein gleichzeitiges Schmelzen sowohl der Teilchen 44e wie auch der Fritte 52 hervorzurufen. Hierbei kann ein Substrat flexibel sein, um die Herstellung großflächiger Anzeigeeinrichtungen zu erleichtern.

Es ist auch möglich, anstelle einer Fritte aus Glas-

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teilchen andere Substanzen zu verwenden, welche durch Eintauchen in einen Flüssigkeitskristall durchsichtig gemacht werden können. In den Figuren 4A und ¹IB ist ein Beispiel für ein anderes Abstandsmaterial dargestellt· Pig. ¹IA zeigt ein Gitter aus Glasfasern 59» welche anstelle der Teilchen ^k in den Fig. IA und IB verwendet werden können. Das Herstellungsverfahren und das Endprodukt sind zwar gleich den oben bereits beschriebenen, jedoch hat das Endprodukt gemäß der Darstellung in Fig. 4B anstelle der Glasteilchen ein als Zwischenschicht zwischen den Substraten 12 und I^ angeordnetes Gitter aus Glasfasern 59·

Ein anderer Aufbau zur Erzeugung eines konstanten Abstandes innerhalb einer Flüssigkeitskristallschicht zwischen elektrischen Leitern ist in den Fig· 5A und 5B dargestellt. In Fig. 5A trägt ein Substrat 60 aus einem durchsichtigen Material, wie beispielsweise Glas, einen durchsichtigen elektrischen Leiter 62, welcher auf dasselbe in einem bestimmten Muster aufgebracht ist, das die Segmente der für Anzeigezwecke wahlweise zu aktivierenden Segmente bildet. Es wird in analoger Weise zu den Beschichtungen 15 in den Fig. IA und IB hergestellt. Die leitende Beschichtung 62 ist von einem elektrischen Leiter 64 umgeben, welcher normalerweise nicht durchsichtig

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ist. Er ist in bestimmtem Abstand von dem Substrat 60 durch eine Vielzahl von Schenkeln 66 gehaltert. Die Schenkel 66 sind besser aus Pig, 5B ersichtlich, welche einen Schnitt längs der Linie 5B-5B in Fig, 5A zeigt* Die Schenkel 66 sind durch öffnungen 68 voneinander getrennt.

Ein elektrisch isolierendes Material 70 ist auf das Substrat 60 aufgebracht, umgibt das elektrisch leitende Material 64 und dringt mindestens teilweise in die öffnungen bzw, Zwischenräume 68 zwischen den Schenkeln 66 ein. Daraus ergibt sich ein Hohlraum zwischen den Leitern 64 und 62, welcher bei einer fertigen Anzeigeeinrichtung dem durch die Segmente 15 und die Tunnel 34 in Fig. 2 gezeigten Muster folgt. Ein Flüssigkeitskristall 72 wird durch die Tunnels derart eingepreßt, daß er die Hohlräume zwischen den Leitern 62 und 64 vollständig ausfüllt.· Wie in Fig. sind elektrische Kontakte vorgesehen, welche von dem beschichteten Leiter 62 zu Stellen außerhalb der Anzeigeeinrichtung führen. Die durch den Leiter 64 gebildeten Hohlräume laufen vorzugsweise mit einem äußeren Kontakt zusammen, damit ein elektrisches Potential angelegt werden kann, bzw, der Kontakt kann über eine leitende Beschichtung

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auf dem Substrat 60 erfolgen, welche einen oder mehrere der Schenkel 66 berührt.

Eine genaue und dauerhafte Einhaltung des Abstandes zwischen den Leitern 62 und 64 wird im Bereich der Flüssigkeit 72 durch das in den Fig, 6A-6E dargestellte Herstellungsverfahren erzielt. In Fig. 6A ist eine elektrisch leitende Beschichtung 82 in einem vorgegebenen Muster auf ein Substrat 80 aufgebracht worden» Außerdem ist eine ätzbare Substanz 8¹I, wie beispielsweise eine stromlose Verkupferung oder Vernickelung, bis zu einer genau festgelegten Stärke auf die Oberfläche des den Leiter 82 tragenden Substrats 80 aufgebracht worden. Ein gleichmäßiger Auftrag kann in einem stromlosen Bad unter Anwendung bekannter Verfahren erzielt werden, indem ei \e genaue Temperaturregelung vorgenommen wird. Es lassen sich Schichtstärken von weniger als 0,025 mm herstellen·

In Fig. 6b sind das Substrat 80 und das ätzbare Material 84 dargestellt, nachdem durch eine Ätzung das gesamte Material 84 mit Ausnahme eines Teiles 86, welcher die Elektrode 82 vollständig bedeckt und zur Kompensation von Überdeckungstoleranzen und Randfeldern um ein bestimmtes Stück über diese hinausragt, entfernt worden ist. Bei dem Entfernen des Materials 84 werden außerdem Finger 88 an

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denjenigen Stellen stehengelassen, an welchen zum Schluß die Zwischenräume 68 zwischen den Schenkeln 66 vorhanden sind. Zum Entfernen des Materials 84 kann eines von mehreren geeigneten Ätz- und Abdeckverfahren verwendet werden.

In Fig. 6C ist ein undurchsichtiges Leitermaterial 90, beispielsweise eine leitende Pritte, um den verbleibenden Teil 86 des Abstandsmaterials 84, beispielsweise mittels eines Siebdruck- und Brennverfahrens, aufgebracht worden. Der Leiter 90 wird mittels Siebdruck in einem solchen Muster aufgedruckt, daß das leitende Material die Zwischenräume zwischen den Fingern 88 ausfüllt und die Schenkel 66 in Fig. 5B bildet. Das Muster des Leiters 90 könnte alternativ auch dadurch hergestellt werden, daß eine gleichmäßige leitende Beschichtung entsprechend geätzt wird.

Anschließend werden gemäß Fig. 6D die übrigen Teile des Abstandsmaterials 86 und der Finger 88 herausgeätzt, wobei vorzugsweise ein Ultraschallätzverfahren zur Anwendung kommt. Das den Leiter 90 und den Leiter 82 bildende Material darf bei den Ätzverfahren, die zur Entfernung des restlichen Teils 86 des Materials 84 angewendet werden, nicht angegriffen werden. Der Zwischenraum zwischen den Schenkeln der Leiter 90 erleichtert während der Ätzung das Entfernen

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des Materials unterhalb des Leiters,

In Fig. OB ist ein isolierendes und vakuumdicht verschließendes Material 92 auf das Substrat.80 aufgebracht worden, beispielsweise durch Siebdruck- und Brennverfahren. Die optischen Eigenschaften des Isolators 92 können von klar bis lichtundurchlässig reichen, je nach Wunsch. Schließlich wird durch Füllen der Hohlräume zwischen den Leitern und 90 über einen äußeren Zugang mit einem Flüssigkeitskristall die in den Fig. 5A und 5B dargestellte Anzeigeeinrichtung erzielt.

Als Abwandlung ist es zur Vermeidung der Ultraschallätz- und Füllschritte möglich, für das Material 86 eine elektrooptische Festsubstanz zu verwenden. Da in diesem Fall kein Ätzen des Materials 86 erforderlich ist, brauchen

die Schenkel 66 nicht durch Öffnungen 68 zur Erleichterung des Ätzens voneinander getrennt zu sein.

Der genaue Abstand der Leiter 64 und 62 in Fig. 5A und 5B wird durch die genau gesteuerte Dicke, bis zu welcher das Material 84 aufgetragen wird, sichergestellt. Dieser Abstand wird sodann durch die Schenkel 66 aufrechterhalten,

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welche den Leiter 64 in bezug auf die leitende Beschichtung starr und fest haltern.

Wegen der Nebeneinanderanordnung einer Anzahl unterschiedlicher Substanzen ist es erforderlich, die Wärmeausdehnungskoeffizienten genau zu steuern, um das Erzeugen von Spannungen innerhalb der in den Pig« 5A und 5B sowie in den Pig. 6A-6E dargestellten Anzeigeeinrichtungen während der Herstellung zu verhindern. Insbesondere muß darauf geachtet werden, daß die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Isolationsmaterials 70, des Substrats 60 und des Leiters 64 übereinstimmen und daß der Ausdehnungskoeffizient des Materials 84 größer ist als derjenige des Leiters 64.

Ein anderer Aufbau kann dadurch erzielt werden, daß beispielsweise die Schenkel 66 nicht an den Rändern sondern im Mittelbereich des Leiters 64 angeordnet werden. In diesem Fall wird das leitende Muster 62 an Stellen entfernt, an welchen die Schenkel zum Schluß das Substrat berühren sollen. Das Vorhandensein der Stützschenkel in der Mitte des wahlweise abgedunkelten Segments kann zwar bemerkbar sein, die Gesamtwirkung kann jedoch beim Anzeigebetrieb vernachlässigbar sein,

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Die in den Fig, 5A, 5B und 6A-6P dargestellte Gesamtanordnung kann mit der Pritteteilchenstützanordnung der vorhergehend beschriebenen Figuren derart kombiniert werden, daß sich eine Anordnung der in den Fig. 7 und 8A-8C gezeigten Art ergibt. In Fig. 7 wird das Substrat 60 und die gemusterte leitende Beschichtung 62 in der bei Pig, 5A beschriebenen Art vorgesehen. Außerdem werden der Leiter 64, welcher als der mit den Schenkeln versehene Leiter ausgebildet ist, und die isolierende Beschichtung 70 vorgesehen. Zwischen den beiden Leitern 62 und 64 bildet jedoch eine Vielzahl von geschmolzenen Pritteteilchen 94 Stützpfeiler für den Leiter in bezug auf das Substrat 60» Ein Plüssigkeitskristall 96 ist zwischen die beiden Leiter 62 und 64 und um die geschmolzenen Fritteteilchen 94 herum eingefüllt, wie im Falle der in den Pig, IA und IB dargestellten Anordnung,

Unterschiede in dem Herstellungsverfahren, welche zu der Anordnung gemäß Pig, 7 führen, gegenüber dem in den Fig. 6A-6E dargestellten Verfahren sind in den Fig. 8A-8C dargelegt. In Fig, 8A ist das Substrat 60, welches den gemusterten Leiter 62 trägt, mittels eines Siebdruck- bzw· anderen Verfahrens bis zu einer genau gesteuerten Stärke mit einer Substanz 98 beschichtet worden· Die Substanz 98 besteht aus einem Medium 100 und zwei verschiedenen Arten

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von Pritteteilchen 102 und 104, welche in zufälliger Verteilung vermischt sind. Anschließend wird gemäß Fig. 8B das Medium verdampft und die Fritteteilchen werden während eines ErwärmungsSchrittes miteinander verschmolzen. Das Ergebnis ist vorzugsweise eine massive Schicht aus geschmolzener Fritte, wie beispielsweise Glas, wobei die massive Schicht aus Klümpchen miteinander abwechselnder Frittearten 102 und 104 zusammengesetzt ist. Daran schließen sich die in den Fig. 6b und 6C dargestellten Schritte an, die zur Herstellung eines mit Schenkeln versehenen Leiters um die aus den Teilchen 102 und 104 gebildete Schmelzfr itte herum führen.

Eine der Frittearten, in diesem Fall die Teilchen 104, ist mittels einer Säurelösung ätzbar, während die Fritteteilchen 102 nicht ätzbar sind. Beim Ätzen mit einer solchen Säurelösung werden sämtliche Fritteteilchen 1O4 ausgewaschen und nur die geschmolzenen Fritteteilchen 102 zwischen dem Leiter 1Q6 und dem leitenden Muster 62 zurückgelassen. Die sich ergebenden Zwischenräume werden anschließend mit dem Flüssigkeitskristall gefüllt, wie oben beschrieben, damit sich die in Fig. 7 dargestellte Anordnung ergibt. Es ist klar, daß sich die dargestellte Anordnung von Teilchen und Pfeilern in den Zeichnungen zu Darstellungs-

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zwecken regelmäßiger darstellt als es bei der einzelnen Anzeigeeinrichtung der Fall sein wird·

Der in den Fig. 8A-8C dargestellte doppelte Fritteprozeß kann zur Herstellung der in Fig, I bzw· Fig. IB dargestellten Anzeigeeinrichtung verwendet werden, indem die Schritte dieses Prozesses zusätzlich zu den Schritten in den Fig. 3A-3E ausgeführt werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind zwar Substrate mit gleichen Abständen voneinander dargestellt worden, es können jedoch auch Ausführungsformen hergestellt werden, bei welchen die oben beschriebenen Pfeiler zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Abstandsänderung verwendet werden, welch letztere bei Änderungen der angelegten Signale sich in Fläche bzw· Ausdehnung ändernde elektrooptische Effekte erzeugt.

Oben sind schließlich zwar Anzeigeeinrichtungen beschrieben worden, bei welchen die Brechungsindizes von Fritte und Flüssigkeit einander angepaßt sind bzw. übereinstimmen, die Fritte kann jedoch auch in begrenzten oder vollständigen Mustern derart angewendet werden, daß sie ständig wahrnehmbar bleibt, indem eine gewollte Brechungsfehlanpassung bzw, eine Färbung verwendet wird;

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dadurch kann beispielsweise eine Überdeckungsanordnung geschaffen werden. In einem solchen Fall werden in bezug auf die Pig. IA und IB die Brechungsindizes der Flüssigkeit 45 und der Teilchen 46 absichtlich verschieden gewählt oder aber die Teilchen bzw. die Flüssigkeit gefärbt, damit sie für den Anwender ausreichend sichtbar bleiben und dieser dadurch noch die Art der Zeichen erkennen kann, welche angezeigt werden können.

Im Rahmen der Erfindung bietet sich dem Fachmann über die beschriebenen Ausführungsbeispiele hinaus selbstverständlich eine Vielzahl von Vereinfachungs- und Verbesserungsmöglichkeiten sowohl hinsichtlich des Aufbaues als auch des Herstellungsverfahrens der erfindungsgemäßen Einrichtung.

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Claims

Patentansprüche;

\J Einrichtung zur Aufnahme von Flüssigkeitskristallmaterial als Schicht von ganz bestimmter Dicke, gekennzeichnet durch ein Substrat (12, 12a) mit einer ersten Oberfläche, ferner durch ein, eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche bildendes weiteres Substrat (14, l4a) und durch eine Vielzahl von zwischen den beiden Substraten verteilte und einen bestimmten Abstand zwischen den beiden Substraten zur Erzielung der genannten Schichtdicke des Flüssigkeitskristallmaterials (45) erzeugende Abstandshalter (44, 44a, 44b, 44c, 44d, 44e)_e

2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (12a, 14a) nicht eben sind und daß eines der Substrate derart flexibel ist, daß es sich der Form des anderen Substrats anpassen kann«

3, Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (44, 44a, 44b, 44c, 44d, 44e) Fritteteilchen aus einem lichtdurchlässigen Material sind,

4, Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich-

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net, daß die Fritteteilchen (44, 44a, 44b, 44c) in Klümpchen geschmolzen sind und daß ein Teil dieser Klümpchen beide Substrate (12, 12a, 14, l4a) berührt und trägt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (44d) etwa halbkugelförmige Isolatoren sind, die mit einem der beiden Substrate (12 bzw. 14; 12a bzw. 14a) verschmolzen sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (44e) mit beiden Substraten (12, 14 bzw. 12a, 14a) verschmolzen sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (44, 44a, 44b, 44c, 44d, 44e) für ihre Durchmesserverteilung eine obere Grenze haben.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitskristallmaterial (45) zwischen den Substraten (12, 14; 12a, 14a) die Abstandshalter (44, 44a, 44b, 44c, 44d) umschließt und daß die Brechungsindizes der Abstandshalter und des Flüssigkeitskristallmaterials etwa übereinstimmen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

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dadurch gekennzeichnet, daß ein vakuumdichter Umfangsverschluß (32) das Flüssigkeitskristallmaterial (45) zwischen den Substraten (12, l4j 12a, 14a) seitlich einschließt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der vakuumdichte Umfangsverschluß (32) eine geschmolzene anorganische Pritte ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (59) ein Gitter aus Isolationsmaterial bilden.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Oberflächen in Bereichen, welche ein bestimmtes Muster (15* 16) bilden, jeweils leitend sind, daß ferner die Abstandshalter (44, 44a, 44b, 44d) mit einem der beiden Substrate (12 bzw, 14; 12a bzw. l4a) verschmolzen sind und daß um den die Abstandshalter enthaltenden Bereich zwischen den Substraten herum ein vakuumdichter Umfangsverschluß (32) angeordnet ist.

13· Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Muster (15, 16) aus den Segmenten einer

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segmentierten Informationsanzeige gebildet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex des Plüssigkeitskristallmaterials (45) mit dem Brechungsindex der -nicht leitenden Abstandshalter (44, 44a, 44b, 44c, 44d, 44e) übereinstimmt und daß mindestens eines der beiden Substrate einschließlich seiner leitenden Oberfläche durchsichtig ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Umfangsverschluß (32) zwischen den Substraten (12, 14; 12a, 14a) Tunnels (34) hindurchgeführt sind, welche die Bereiche zwischen den Substraten mit Außen verbinden und das Einfüllen des Plüssigkeitskristallmaterials ermöglichen.

16. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitskristallmaterial (45) zwischen den Substraten (12, 14; 12a, 14a) die Abstandshalter (44, 44a, 44b, 44c, 44d, 44e) umschließt und daß das Gebiet der Abstandshalter und des Plüssigkeitskristallmaterials in bestimmten Bereichen stets sichtbar ist.

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17· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Substraten (12, I¹I; 12a, 14a) eine Kammer mit bestimmter Dicke gebildet ist, welche das Flüssigkeitskristallmaterial (45) zwischen wahlweise erregbaren Mehrfachelektroden (15, 16; 15a) enthält, daß ferner das eine Substrat lichtdurchlässig ist, daß weiter auf eine Fläche dieses Substrats ein lichtdurchlässiger Leiter aufgebracht ist, welcher die erste Oberfläche mit leitenden Teilen für eine oder mehrere der Elektroden bildet, daß fernerhin die der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche sich der Form der ersten Oberfläche anpaßt, wobei die zweite Oberfläche leitende Teile aufweist, welche eine oder mehrere der Elektroden bilden, und daß die Abstandshalter über ein Gebiet verteilt sind, welches durch die einander gegenüberliegenden Bereiche der ersten und zweiten Oberflächen bestimmt ist (Fig. 2).

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (44, 44a, 44b, 44c, 44d) nicht leitende Pfeiler aus anorganischem Material sind,

19. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß das Flüssigkeitskristallmaterial (96) zwischen Elektroden (62, 64) angeordnet ist, so daß- Änderungen der Lichtdurchlässigkeitseigenschaften des Flüssigkeitskristallmaterials in Abhängigkeit von einem an diese Elektroden angelegten Signal sichtbar sind, daß ferner eines der Substrate (60) durchsichtig ist, daß ferner auf dieses eine Substrat eine durchsichtige leitende Beschichtung (62) aufgebracht ist, daß weiter ein elektrischer Leiter (64) vorgesehen ist, welcher einen Teil dieser Beschichtung des einen Substrats überdeckt, wobei dieser Leiter eine Vielzahl gesonderter, elektrisch isolierter Abstandshalter (66) aufweist, welche den Leiter (64) in bestimmtem Abstand von der Beschichtung (62) tragen, und daß schließlich eine Anordnung (92) zum dichten Abschluß des Leiters an der Beschichtung vorgesehen ist, so daß ein Entweichen des zwischen den Leiter und der Beschichtung des einen Substrats (60) eingeschlossenen Flüssigkeitsmaterials verhindert ist.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (66) mit dem elektrischen Leiter (64) ein gemeinsames Teil bilden.

21. Einrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Abstandshalter nicht leitende Schenkel sind, welche den elektrischen Leiter (64) in seinem Mittelbereich tragen,

22. Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zur Aufnahme eines Plüssigkeitskristallmaterials als Schicht von ganz bestimmter Dicke zwischen getrennten Elektroden, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Auswählen eines elektrisch leitende Flächenbereiche aufweisenden Substrats,

b) Ausbilden einer Vielzahl von Abstandshaltern auf

der Oberfläche eines weitere leitende Flächenbereiche aufweisenden weiteren Substrats derart,daß die Abstandshalter von dieser Oberfläche vorragen und mindestens über Mittelbereiche derselben verteilt sind, und

c) Zusammenfügen der beiden Substrate derart, daß die einen und die weiteren leitenden Flächenbereiche einander gegenüberliegen und durch die verteilten Abstandshalter einen bestimmten Abstand voneinander aufweisen,

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23· Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt b) eine Vielzahl von nicht leitenden Teilchen auf die Oberfläche des weiteren Substrats aufgebracht und an dieser zum Haften gebracht wird.

24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c) auf eines der beiden Substrate umfangsmäßig eine dichte Pritte aus anorganischem Material aufgebracht wird und daß während des Zusammenfügens der beiden Substrate derart Wärme und Druck zugeführt werden, daß durch die dichte Pritte zwischen den beiden Substraten ein vakuumdichter seitlicher Verschluß gebildet wird.

25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt b) ein lösbares Material in ganz bestimmter Schichtstärke auf das eine Substrat aufgebracht wird, daß ferner ein leitendes Material derart auf dieses lösbare Material aufgebracht wird, daß es die leitenden Flächenbereiche des einen Substrats überdeckt und die Abstandshalter aufweist, welche zu der Oberfläche des einen Substrats hin vorragen und diese berühren, und daß. schließlich das lösbare Material aus dem Zwischenraum zwischen dem leitenden Material und der Oberfläche des einen Substrats entfernt wird.

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26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Aufbringen des lösbaren Materials an diesem ein gezahnter seitlicher Rand gebildet wird und daß beim Aufbringen des leitenden Materials dasselbe durch die Zahnlücken in dem seitlichen Rand hindurch bis an die Oberfläche des einen Substrats gebracht wird, so daß es die Abstandshalter als eine Vielzahl gesonderter Schenkel bildet.

27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Aufbringen des lösbaren Materials ein lösbares Widerstandsmaterial aufgebracht wird und daß beim Entfernen des lösbaren Materials das lösbare Widerstandsmaterial als die Abstandshalter zwischen dem leitenden Material und der Oberfläche des einen Substrats stehengelassen wird.

28. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Substrate flexibel ist, daß ferner beim Zusammenfügen der Substrate auf diese ein Druck ausgeübt wird, damit sich das flexible Substrat in dem durch die Abstandshalter festgelegten Abstand an die Form des anderen der beiden Substrate anpaßt, und daß endlich in

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einem weiteren Schritt die beiden Substrate derart dicht miteinander verbunden werden, daß der Bereich zwischen den beiden Substraten gegenüber der Umgebung vakuumdicht verschlossen ist,

29· Verfahren nach Anspruch 22., dadurch gekennzeichnet, daß schmelzbare Abstandshalter verwendet werden, daß ferner zum Ausbilden der Abstandshalter auf der Oberfläche des weiteren Substrats die Abstandshalter mit einem Medium vermischt aufgebracht werden, und daß endlich ein weiterer Schritt vorgesehen ist, in welchem dieses Medium entfernt wird und die Abstandshalter mit einem der beiden Substrate fest verbunden werden.

30. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß schmelzbare Abstandshalter verwendet werden und daß die zusammengefügten Substrate so stark erhitzt werden, daß die Abstandshalter mit beiden Substraten . verschmelzen,

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Substrate während des Erhitzens gegeneinandergepreßt werden, so daß die Abstandshalter mit beiden Substraten verschmolzen und teilweise deformiert werden.

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