专利名称：固化被金属掩蔽的可紫外固化的密封剂的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用紫外(UV)固化的密封剂将两个物体固定在一起的改进方法，特别涉及一种固化被金属元件掩蔽的密封剂的方法和系统。
在可UV固化密封剂中，UV辐射可引起密封剂中引发剂的释放，导致密封剂(例如环氧)的交联或固化。在存在UV不能穿过的金属部分时，存在着UV辐射不能到达密封剂区的问题。例如，在UV光垂直于密封剂的平面入射时，只有密封剂的未被金属掩蔽部分会受UV辐射的影响。结果，留在金属下面的密封剂一般无法固化。如果存在交替的金属线，只有未被金属覆盖的密封剂固化，于是形成固化和未固化聚合物交替区。这种情况(因此成问题)一般存在于平板显示器的边界，在那里屏板的输入／输出线阻挡用于固化构成显示器的两玻璃屏板间的密封剂的UV辐射。
一般说，在利用液晶材料填充屏板之前，用于平板显示器的玻璃基板利用热固性氧树脂固定在一起。这种方法可以使用较高的固化温度，是由于液晶不会暴露于这些高温(液晶不能允许的)下。这种热密封法可以形成非常坚固的密封。
一般情况下，窄丝密封材料分散在构成屏板的两基板之一的整个外围，除用于液晶填充的很小区域空着外。然后，两块基板结合在一起，烘焙复合体以固化密封剂。填充了液晶后，用UV环氧树脂密封小的填充开口，并利用在平行于屏板的方向上的一个或多个UV灯的辐射固化或交联。
根据授予Ishihara等人的美国专利5263888公开的内容，新提出的一个方法利用了一点滴填充法或ODF。在固定于第二基板上之前，液晶淀积于两基板之一上。然后，在整个外围上应用UV密封剂，以固定第一基板与第二基板，并利用一个或多个汞灯的UV辐射固化密封剂。这种程序的问题在于，在利用垂直入射UV照明时，两基板上都存在会妨碍UV光到达密封剂的金属区。
一种克服该问题的先前提到的暴露方法使用边缘照明与例如激光器等高强度UV光源。然而，由于UV会穿过胶态密封的横向侧，进入液晶区，所以这种方法会造成液晶损伤。还提出采用阻挡壁克服该可能问题的方法，但由于这会增大制造周期的成本，所以屏板制造商显然不愿意采用这种方法。
因此，本发明的目的是提供一种利用可固化密封剂较好是UV密封剂但也可以采用其它波长密封剂将两个物体固定在一起的改进方法。
本发明再一目的是提供一种固化被金属元件掩蔽的可UV固化密封剂的方法和系统。
本发明使用其取向可以使之甚至在密封剂被屏板基板的金属化部分掩蔽时也能到达密封剂的高强度激光或灯辐射。在第一实施例中，屏板包括向外延伸到其外围的金属线，调节聚焦、扫描的UV激光较好是脉冲的强度。在辐射垂直或几乎垂直入射到屏板平面时，光指向所说金属或被掩蔽区，金属被吸收的强UV激发通量加热。热能从金属传递到密封剂上，于是可以利用热局部固化密封剂。该实施例中，密封剂可利用热或光子辐射固化。
在激发扫描到不含掩蔽金属的相邻区域时，降低激光强度，密封剂直接利用UV光子固化。
在第二实施例中，通过设在屏板表面上的附加玻璃部件使UV光折射，或者直接通过该玻璃部件或利用一组光管，需要的UV激光进入掩蔽区。该结构中，激光以非常小的角度进入密封剂，因而穿到掩蔽金属下，为固化密封剂提供需要的光子。
在第三实施例中，UV光利用漫反射器反射回到要固化的区域。
图1是展示带有设置于两基板间外围部分的UV密封剂的两基板的示图，UV激光通过与上基板光耦合的折射率匹配调节块几乎平行于屏板的平面的方式瞄准。
图2示出了允许光以小角度进入以便穿到金属下用于固化密封剂的第二折射率匹配三角形调节块。
图3是以一定角度装配有光管或光纤阵列辐射密封剂的UV透明调节块的示图。
图4示出了将穿过密封剂传输的UV光漫射回密封剂的反射表面。
图5是可以利用二次激光或光传感器或探测器及计算机调节UV激光或高强度灯泡以使掩蔽和未掩蔽密封剂区间的UV激光强度的时序同步的系统示图。
以下介绍利用脉冲或cw光源较好是UV激光到达难以到达的某些区域以便固化环氧或聚合密封剂的不同方法。激光器可以是固定式的，其光束由合适的反射镜扫描。此外，下面将介绍调节激光强度的方法，以提供(ⅰ)可直接从UV光获取的用于固化密封剂的某些部分的UV光子和(ⅱ)吸收不透明金属区中的UV光子的装置。
该方法提供通过热传导传递到密封剂的热能，并固化其它情况下被掩蔽的区域。这种情况下，密封剂可以是“混合”密封剂，即聚合物密封剂中的引发剂在UV及热能的作用下反应，使密封剂发生交联的密封剂。这种情况下，未到达可UV固化的密封剂的UV光接收通过热传导从金属来的热能，金属被直接吸收的UV光能加热。
图1示出了UV光100是如何用于固化位于两基板103和104的外围边缘附近的密封剂101的情况，除基板103具有会妨碍垂直入射光穿过到达密封剂101的构图金属区105外，基板103对于UV光是透明的。然而，由于UV光束100以小角度106引入(15度量级)，UV光束100能够垂直接近密封剂的掩蔽区。
UV透射调节块201设在基板103上，并借助流体耦合剂202与基板103光耦合。耦合剂202允许光以很少的损失通过调节块201到达基板103，并利用光束的折射或弯曲将光耦合进基板内金属105之下。UV光100以相对于调节块201的面107的较小角θ入射，因此几乎没有反射或折射。角θ根据金属导体105的尺寸和两金属导体间的间隔选择。对于例如平板显示器等许多应用来说，入射光的典型角度可以是相对于水平面7-15度。由于折射率匹配耦合剂202的缘故，在耦合剂表面处光束没有折射。
调节块201可以借助于由计算机控制的机械臂(未示出)与UV光100同步沿基板103移动。为了固化基板103和104的整个外围区，需要UV光100和调节块201沿两基板的整个外围区进行扫描。为增大到达掩蔽区被密封剂101吸收的UV光量，可以也以相对于水平面约7-15度的角度，从调节块的相对端(例如通过面107和108)向调节块201中引入光，所说角度不限于上述范围。在调节块201移动时，可利用任何已知装置调节透镜109保持角θ。在调节块201沿表面移动时，通过使透镜和光束源与调节块同步移动，可以保持角θ恒定。在光由光纤传送时这尤其有利。
图2示出了包括具有平面212的三角形调节块210的另一折射率匹配调节块结构。平面212的定位可以使光束100借助反射镜214在基本与平面212正交的角度取向，从而使反射和折射最少。这种设置也需要折射率匹配流体202，它应以基本与图1的调节块201相同的方式移动，以便将光耦合到在其它情况下被金属105掩蔽的区域之下。
或者，光耦合调节块和激光器可以是固定的，而使屏板相对于固定光耦合器移动。
图3示出了将UV辐射耦合到密封剂的另一实施例。这里调节块300沿基板103和104的一边设置。调节块300较好是对UV光透明，尽管不必这样。能够传输UV的光管或光纤301以相对于水平面的小角度设置，以便光管或光纤301的端部与基板103或与调节块300的UV透明部分接触。
较好是来自激光器302的UV光束指向光管301，再次使用耦合流体202将光管301或调节块300光耦合到基板103，从而光再次以相对于水平面的较小角度在层202没有折射的情况下进入基板103。这种情况下，密封剂101的基板边缘辐射期间(即调节块在整个基板边缘长度上延伸时)，UV光束和调节块300都不需要移动。然而，为密封多个边缘，需要使用多个调节块和光管或带有一组光管的一调节块移动到构成基板103外围的不同边。调节块还可以从图示的位置旋转180度设置，以便从所示出的相反方向向在其它情况下被垂直入射光掩蔽的区域入射UV光。
图4示出了再一实施例，其中来自例如UV灯或较好是散焦激光器的UV源400的光入射到靠近密封条101的基板103的一个或多个边上。为了固化密封条101的被金属105掩蔽的部分，在基板104下设置反射器401。因此，UV光被反射并较好被反向散射到基板104和密封条101中，使被掩蔽的密封剂部分固化。反射器401可以是平滑的，较好是未抛光或带有微米大小的微粒，以提供漫反射，后者可以提供较好的散射光分布，可以使光到达密封剂101的所有部分。
这里，UV光源和反射器制作成保持静止，而屏板相对于UV光源和反射器移动，反之也可以。
图5示出了又一实施例中，其中聚焦的扫描UV激光器500设于基板103之上。这里，来自激光器500的UV激光的强度在其扫过基板103的外围以固化密封剂101时可以改变。例如小He-Ne激光器(mw功率范围)等二次激光器501指向密封剂区。在来自He-Ne激光器501的光束被金属105强反射时，光束扫过半镀银的反射镜502到达光探测器504。强反射使探测器504输出一个信号表示来自激光器500的光束已到达金属区105。这进而使调节器506去增大激光或光源500的强度，以便通过加热固化掩蔽区。相反，弱反射表示来自激光器500的光束到达未掩蔽区，所以可以将调节的UV功率适当地减小到直接固化密封剂。
反射镜502和508与探测器504同步移动，以保持调节的UV光束和He-Ne光束与构图的金属同步。移动由计算机(未示出)控制。
应理解，上述介绍仅是对本发明的例示。所属领域的技术人员可以做出各种替换和改进。因此，本发明将包括落在所附权利要求书范围内的所有这种替换、改进和变化。
权利要求
1.一种结合第一基板和第二基板的方法，所说第一基板对光辐射透明，其上包括金属结构，所说方法包括以下步骤a)在所说第一和第二基板间设置可固化密封剂，所说密封剂的某些部分由于所说金属结构而局部与所说光辐射屏蔽；及b)将所说光辐射以避免所说金属结构阻挡所说光辐射的角度引向所说密封剂，以便所说密封剂暴露于所说光辐射，并由此有助于固化。
2.根据权利要求1的方法，其中在步骤b)中通过在所说第一基板的表面上在所说光辐射的路径上设置光透射调节块形成所说角度。
3.根据权利要求2的方法，其中所说调节块的表面借助于与所说第一基板的所说表面之间的折射率匹配材料光耦合到该表面。
4.根据权利要求2的方法，其中所说光辐射在所说调节块处取向为可以使光辐射从中射出并以所说角度进入所说第一基板，所说角度设置为使所说光辐射将位于所说金属结构下的密封剂曝光。
5.根据权利要求2的方法，其中所说方法还包括以下步骤c)使所说调节块和光辐射沿所说第一基板表面移动，将沿所说第一基板界面的所说密封剂区域曝光。
6.根据权利要求4的方法，其中步骤b)使所说光辐射取向为进入所说调节块的一个面，使由所说调节块产生的反射和其中的折射最小，同时仍确保所说光辐射以所说角度射出。
7.根据权利要求4的方法，其中所说调节块包括多个光纤。
8.根据权利要求1的方法，其中所说光辐射在紫外光范围。
9.一种结合第一基板和第二基板的方法，所说第一基板对光辐射透明，其上包括金属结构，所说方法包括以下步骤a)在所说第一和第二基板间设置可固化密封剂，所说密封剂的某些部分由于所说金属结构而局部与所说光辐射屏蔽；及b)将所说光辐射引向所说密封剂；c)在所说金属结构阻挡所说光辐射的区域，增大所说光辐射的能量，使所说光能量发生作用，加热所说金属结构，直接暴露于所说辐射下的所说密封剂因而固化，被所说金属结构掩蔽的所说密封剂借助于所说热量至少部分固化。
10.根据权利要求8的方法，其中步骤c)在所说第一基板处引导询问光束，同时所说第一基板相对于该光束移动，监测所说第一基板产生的反射，使用所说反射产生的信号控制所说光能源发射的能量。
11.根据权利要求9的方法，其中所说光辐射在紫外范围。
12.一种结合第一基板和第二基板的方法，所说第一和第二基板对光辐射都是透明的，至少所说第一基板上包括金属结构，所说方法包括以下步骤a)在所说第一和第二基板间设置可固化密封剂，所说密封剂的某些部分由于所说金属结构而局部与所说光辐射屏蔽；及b)在一反射器上定位所说第一和第二基板；c)引导所说光辐射通过所说第一基板、所说第二基板和所说密封剂，在未被所说金属结构掩蔽的地方，所说辐射被所说反射器回射，打在被所说金属结构掩蔽的密封剂上。
13.根据权利要求10的方法，其中所说反射器具有提供针对入射光辐射的漫反射作用的反射表面。
14.根据权利要求12的方法，其中所说光辐射在紫外光范围。
全文摘要
本发明提供一种固化用于将两基板固定在一起的密封剂的方法。密封剂需要借助于热或UV光子固化。为克服金属图形引起的掩蔽问题,激光形式的UV光以倾斜角入射,同时由于入射的小角度造成的强反射的缘故,没有损失光。另一方法使用相当强脉冲的静止或移动激光束,该激光束可以加热金属图形区,提供固化密封剂的热能,同时提供穿过金属图形的开口区的UV光子,使之接近密封剂,从而引起混合密封剂光解固化。
文档编号G02F1/1339GK1295311SQ0013163
公开日2001年5月16日 申请日期2000年10月20日 优先权日1999年10月22日
发明者罗伯特·J·范古特佛德, 詹姆斯·H·格劳尼, 格里斯·G·豪哈姆 申请人:国际商业机器公司