专利名称：制造多个电光元件特别是液晶元件的方法
技术领域：
本发明涉及制备多个具有至少三个基片和两个由如液晶等的液体填充的腔的电光或光电元件的方法。本发明特别涉及一批这种元件的集体制造方法，其中将批料(batch)分成分立的元件的步骤变得更为方便。
在本领域中双液晶元件已公知，并用于例如形成彩色图像显示器件。例如公开在专利申请No.WO89/00300中的这种双元件包括三个平行的基片，借助两个密封架成对连接的中间基片和两个外基片。中间基片和相互面对设置的外基片的表面带有一组电极，分别在中间基片和两个外基片之间限定的两个腔由液晶填充。
目前根据两种方法进行这种类型元件的制造。
根据第一种方法，制备两批常规元件，即带两个基片和一个腔，每批的元件包含需要的液晶。两批料被分为分立的元件，使用适当的粘合剂材料通过粘接将一批的分立的元件组装到另一批的分立的元件上。
为了制造这些批料的每个元件，准备两个大的玻璃或合成材料板，将多组电极和导电材料通路的图形制备在这些板的相反面，密封材料淀积在一个所述板上，批料的每个元件的设置填充开口，密封材料在每组电极的周围延伸。然后组装这两个基板，形成包括几列开口元件的组装件。然后通过玻璃划线和断裂技术(参见例如US专利No.US-A-4224093)或通过沿平行的直线切割将组装件分为直线形的窄带。由于每个元件有一个沿窄带边缘的填充开口，所以然后填充元件，并密封它们的开口，然后沿垂直于先前的直线将窄带分为分立的矩形元件。
该方法的第一个不足在于由此制得的双元件有四个基片，因此具有相当大的厚度。另一不足是由于此时由两个粘接的板形成的中间基片的双重厚度，两层的液晶之间增加了视差效应。因此这显然对显示的图像有害。而且，该方法涉及大量的操作，使它变得麻烦和更昂贵。
根据第二个方法，由于常规的划线和切割技术不能同时切三个基片，因此需要一个接着一个地制备带三个基片的元件。由此在每个元件上分别进行每个制造步骤，使得这种元件的制备更慢，自然比成批地进行更昂贵。
本发明的一个目的是通过提供一种集体制造方法克服以上提到的现有技术的缺点，在该方法中，包括至少三个基片的多个元件以单批制备，然后这种批料能够以廉价的方式容易地分为分立的元件，并且不会有损坏分立元件的危险。
由此本发明涉及一种多个复合(multiple)分立电光或光电元件的集体制造方法，每个元件包括-至少两个由液体填充的腔，每个由设置在外基片和中间基片之间的密封架限定界限；-设置在朝向另一基片的每个基片表面上的电极；该方法的特征在于包括至少以下步骤(a)提供至少一个为所有元件共有的中间板，每个元件的中间基片将形成于其中，第一和第二外板为与所有元件共有，两个外基片分别形成于其中，中间板和至少第一或第二外板透明；(b)在相互面对的第一和第二外板以及中间板的这些表面上形成多组电极的图形，每组电极与各个元件相关；(c)在相互面对的至少一个所述表面上淀积密封材料形成多个密封架，每个密封架与各个元件相关；(d)在中间板内沿每个分立元件的轮廓形成机械阻力最小的区域；(e)将中间板与第一和第二外板的每个板组合，以便由第一和第二外板携带的图形与中间板携带的电极图形相互配合(cooperate)；(f)利用密封材料将第一和第二板粘接到中间板；(g)在第一和第二外元件的外表面上形成限定出每个分立元件轮廓的划线；(h)通过沿每个元件的轮廓折断第一和第二外板以及中间板将批料分为分立的元件；(i)用液体填充每个分立元件的腔，腔由第一和第二板、中间板和密封架限定出。
由于这些特征，包括一个或多个用于形成中间基片的板的一批元件的集体制造，看起来是不可能的，但现在已变得可能，通过划线和折断外板的技术以常规的方式进行将批料分离成分立元件的分离步骤。在外板上施加力，以便沿划线断裂它们，也在最小阻力的区域内折断一个或多个中间板，随后将批料分离为分立的元件。如果需要，可以修整元件中间基片的边。
根据优选实施例，沿每个分立元件的轮廓切出长而连续或不连续的槽形成最小机械阻力区域，由此通过至少材料一个的桥将形成中间基片的中间部分连接到中间板的其余部分，优选地通过材料的四个桥。
这些桥的存在可以允许在一个或多个中间板能够经受组装之前的不同处理和多个操作步骤所需要的机械阻力和在分离的步骤由批料容易分离分立元件所需要的脆性之间获得折衷。
参考附图通过非限制性的例子给出的对优选实施例的以下说明中，本发明的其它特点和优点将变得很显然。
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图1为根据本发明制造期间一批双液晶显示(LCD)元件的局部示意图，-图2为沿图1的线Ⅱ-Ⅱ的中间板的示意剖面图，-图3为划线形成步骤(g)之后批料的局部俯视图，-图4为从图1的批料上分离出并将它的两个顶角局部切掉后双元件的示意性平面图，以及-图5和6分别为沿图4的Ⅴ-Ⅴ和Ⅵ-Ⅵ线从图1的批料上分离出的双元件的示意性剖面图。
具体参考图1，可以看到制造期间一组1双LCD元件2(图4)，所有这种元件都由三个叠加的板限定出，即两个外板4和8以及中间板6。外板4和8为所有的元件2共有，可用于分别形成每个分立元件的上和下基片4a和8a。板6也为所有的元件2共有，并用于形成每个分立元件2的中间基片6a。
板6和至少板4是透明的。在示出的例子中，三个板4、6和8透明，并例如由玻璃板形成。当然也可以由如合成材料等的其它材料形成。
同样参考图5和6，可以看到每个双元件2包括两个腔10和12，每个含有一种类型的液晶。这两个腔分别由基片4a和6a、6a和8a以及将板4和8粘接到板6的各密封架14、16限定。
在图1所示的组装件中，各密封架14和16沿每个元件2的有源表面的外轮廓形成，密封架14和16具有矩形构形。这些密封架用密封材料以常规的方式形成。也可以看到填充开口18、20分别设置在每个元件2的密封架14、16内，面朝小薄壁22，小薄壁22的作用是阻档填充元件后密封开口18和20的粘合剂材料的栓塞。
如下面将更精确地介绍的，为了便于填充元件2，沿每个元件2的相同边缘和在相对的顶角内设置开口18、20。
基片4a和6a的相面对表面的每一个包括一组平行的透明电极E4a和E6a1，这些组相互垂直地取向。类似地，基片8a和6a的相面对表面的每一个包括一组平行的透明电极E8a和E6a2，这些组相互垂直地取向。为了清楚起见，在图1中省略了施加到面向板4的板6的表面的组E6a1。这种垂直设置电极允许在基片6a和8a之间限定其像素位于每个这种矩阵的各电极的交叉点处的两个像素矩阵。通过在相同矩阵的交叉电极上施加控制电压，可以修改处于相关交叉点处液晶的光学条件，这对于本领域中的技术人员来说是公知的。每个电极是由常规光刻技术淀积的导电条形成，并优选由氧化铟锡(ITO)制成。
在图4、5和6中，同样可以明白每个元件2包括三个直线形边24、26和28，其中相对于显示出的另外两个，基片4a、6a和8a分别横向地伸出，靠近边缘，电极E4a、E6a1、E6a2和E8a的延伸超出密封架14和16形成一系列接触焊盘PC4a、PC6a1、PC6a2和PC8a。这些接触焊盘用做这种电极的外连接。元件2的外轮廓的其余部分，即示出例中的单个边，位于三个玻璃板4、6和8的相同位置处。
应该注意在图4中，基片4a的左边一个角被局部地切掉，露出电极E6a1。基片4a和6a的右上角被局部地切掉露出电极E8a。
LCD元件2的制造优选以下面的方式进行。板4和8的每一个都以常规的方式将它们的电极组E4a和E8a分别覆盖在它的一个表面，这些电极组的每一个都与分立的元件相关。板6用电极组E6a1和E6a2覆盖在它的两个表面上。板4的电极组E4a面对板6的电极组E6a1，而板8的电极组E8a面对板6的电极组E6a2。如果需要，如滤光器或介质层(未显示)等的对准层或其它元件也可以淀积在这些电极组上。对于本领域中的技术人员来说电极和层淀积技术已公知，因此不再进行介绍。
也应该明白以上提到的接触焊盘与电极同时制成。
用于形成密封架14和16以及薄壁22的材料施加到带有电极的板4和8的表面。应该清楚该材料仅施加到带有电极组的板6的表面上，或甚至该材料可以局部地施加到板4、6和8的每个面对的表面上。
在示出的例子中，应该注意密封架14和16没有完全划出与它们相关联的图形E4a、E6a1、E8a和E6a2的边界线，特别是它们设置成便电极E4a、E6a1、E8a和E6a2的部分PC4a、PC6a1、PC8a和PC6a2横向地延伸越过密封架14和16，并形成以上介绍的接触焊盘。
根据本发明的制造步骤，沿板6中每个分立元件的轮廓设置一个或多个最小机械阻力的区域30，完成的分立元件的中间基片将形成于其中。根据一个实施例，沿每个元件的轮廓切一个或多个连续的槽32形成区域30，以便通过至少一个材料桥34，优选四个桥34，将构成基片6a的中心部分连接到板6的其余部分，如图1和3所示。将基片6a连接到板6其余部分的桥的宽度和长度主要取决于板6的厚度。通过例子，对于厚度约0.3到1mm的板6，桥的整个长度，即连续的槽的两端之间的距离，在0.3mm和2mm之间，它们的宽度为Wmm。
这些槽优选通过高压喷水切割机在一个操作步骤中切成，优选地使用自动控制的高压喷水切割机。水注和产生它的喷嘴优选固定不动，而机器在平面内移动板6，以便水注跟随在批料上要切割的轨迹线。然而，也可以采用移动喷射的技术。不必说可以使用其它的手段制出这些槽，例如使用喷沙或激光切割机(Co2或准分子激光器)。
当在板6上淀积电极组之后制成槽时，如果需要，该板的两个表面将通过例如用常规方式淀积和去除的光刻胶层来保护。
根据未示出的另一实施例，沿每个元件的轮廓通过切割形成最小阻力的区域，多个槽相互稍微间隔开，类似于虚线的点。当然沿元件的轮廓提供低机械阻力的区域可以为任何类型的形状。例如也可以在板6的一个或两个表面上沿元件的轮廓腐蚀槽，以便借助厚度很小的薄壁将基片6a固定到板6的其余部分，该厚度足以承受在初始处理步骤期间施加在板上的应力而不会断裂。
一旦制成最小机械阻力的区域30，板6就与板4和8组合，以便由板4和8携带的电极组与板6携带的电极组对准或配合。然后通过密封材料形成的架14和16将板4和8粘接到板6。
根据一个实施例，组装件1被分为分立的元件2。为此，在板4和8的外表面上由平行的划线划分出每个分立元件的轮廓界限。更具体地，沿分别由Lsup1a和Lsup1b表示的各线形成第一组平行划线，沿垂直于线Lsup1a的线Lsup2a和Lsup2b的线形成第二组平行划线。沿线Linf1a和Linf1b和沿垂直于线Linf1a的线Linf2a和Linf2b的第二组平行划线同样在板8上形成第三组平行划线。在示出的例子中，这些线成对地平行于密封架14和16的边，并自然地延伸到与它们相关的密封架的界限外。所有这些线都由图3中的点和虚线表示。
线Lsup1a基本上在板6的槽32以上延伸，而线Lsup1b基本上相对于槽32朝元件的外部(朝图3中的右部)横向地偏移，以便设置直线边24，在边24处板4相对于其它两个板4和d8横向地伸出。
线Lsup2a和Linf2a分别基本上在板6和8内的槽32上延伸，而线Lsup2b和Linf2b相对于槽32朝元件的内部横向地偏移，以便释放直线边26，在边26处板6相对于其它两个板4和d8横向地伸出。
线Linf1a相对于槽32基本上朝元件的外部横向地偏移，以便设置直线边28，在边28处板8相对于其它两个板4和6横向地伸出，而线Linf1b基本上在板8内的槽32之上延伸。
以常规的方式例如通过金刚石车刀形成板4和8上的这些划线。
形成划线的该步骤之后，通过分别沿线Lsup1a、Lsup1b、Lsup2a和Lsup2b以及分别沿线Linf1a、Linf1b、Linf2a和Linf2b折断板4和8容易地将批料分为分立的元件。同时，板6的最小阻力区域30折断，元件2从板6的其余部分分离出。
优选至少在中间基片的断裂区域30内对每个分立元件2的轮廓进行修整。
接下来，分别处理每个元件2，以便以常规方式用液晶填充它的两个腔，然后密封填充开口18、20。
根据本发明的有利特点，在每个元件2的相同边缘上制出两个填充开口18、20，并横向地间隔开，以便用不同类型的液晶同时填充两个腔10、12。为此，将两个腔10、12的每一个产生真空，然后将包括填充开口18、20的元件2的边缘放置在用液晶填充的容器中。然后通过容器产生的毛细作用填充腔10、12。
根据未示出的本发明的另一实施例，从批料1分离元件2的步骤可以包括按直线形窄条的形状将批料1分为几个子组装件期间的中间步骤。每个子组装件可以包括一列或多列元件2，由此每个元件2包括由条的一个边缘形成的至少一个直线形边缘。通过在第一列相对侧上设置第二列的元件的填充开口18、20，可以在最后分离元件之前同时填充多个元件2。
元件2包括多于一个中间基片的情况也包括在本发明的范围内。此时，在其中制备有中间基片的每个板如前所述与板6同样地制备。
例如具有至少三个基片的电化学型的一组光电元件的情况也包括在本发明的范围内。带两个基片的这种类型的元件公开在例如专利公开Nos.WO91/16719和WO95/18456中。因此可以完全以批量制造通过公知的方法填充的元件，然后如前所述分离批料。
也可以制造如前面定义的一批复合多元件，包括填充有液晶的第一腔和包括生化系统的第二腔的每个分立元件能够吸收光并在与之相关的电极端上产生电压。这种系统公开在例如专利公开Nos.WO91/16719和WO95/18456中。
权利要求
1．一种集体制造多个复合分立电光或光电元件的方法，每个元件包括-至少两个由液体填充的腔，每个腔由设置在外基片和中间基片之间的密封架限定界限；-设置在朝向另一基片的每个基片表面上的电极；该方法的特征在于包括至少以下步骤(a)提供至少一个为所有元件共有的中间板，每个元件的中间基片将形成于其中，第一和第二外板也为所有元件共有，两个外基片分别形成于其中，中间板和至少第一或第二外板透明；(b)在相互面对的第一和第二外板以及中间板的这些表面上形成多组电极的图形，每组电极与各个元件相关；(c)在相互面对的至少一个所述表面上淀积密封材料形成多个密封架，每个密封架与各个元件相关；(d)在中间板内沿每个分立元件的轮廓形成机械阻力最小的区域；(e)将中间板与第一和第二外板的每个板组合，以便由第一和第二外板携带的图形与中间板携带的电极图形相互配合；(f)利用密封材料将第一和第二板粘接到中间板；(g)在第一和第二外元件的外表面上形成限定出每个分立元件轮廓的划线；(h)通过沿每个元件的轮廓折断第一和第二外板以及中间板将批料分为分立的元件；(i)用液体填充每个分立元件的腔，腔由第一和第二板、中间板和密封架限定出。
2．根据权利要求1的方法，特征在于通过沿每个双元件的轮廓切出长而连续或不连续的槽形成机械阻力最小的所述区域，以便通过至少一个材料桥将形成中间基片的中间部分连接到中间板的其余部分。
3．根据权利要求2的方法，特征在于通过四个材料桥将中间基片的中间切割部分连接到中间板的其余部分。
4．根据权利要求1或2的方法，特征在于通过沿每个元件的轮廓，通过切割多个相互稍分离的多个槽形成最小阻力的所述区域。
5．根据权利要求4的方法，特征在于由批料分离元件的步骤(h)包括含有将所述批料分离成每个含有一个或多个元件列的几个条的中间步骤，以便每个元件包括至少一个由所述条的边缘形成的直线形边缘。
6．根据权利要求5的方法，特征在于在元件填充步骤之前进行分成条的步骤。
7．根据以上任意一个权利要求的方法，特征在于在步骤(c)期间，设置用于每个分立元件的每个腔的填充开口。
8．根据权利要求7的方法，特征在于每个元件具有直线形边缘，并且相同元件的填充开口制备在所述边缘上，并相互横向地间隔开。
9．根据权利要求1的方法，特征在于所述第一和第二板以及中间板由玻璃制成。
10．根据以上任意一个权利要求的方法，特征在于它还包括至少在中间基片的折断区域内修整每个分立元件的轮廓。
11．根据以上任意一个权利要求的方法，特征在于第一腔由液晶填充，并且在于第二腔包括生化系统，能够吸收光并在与之相关的电极端上产生电压。
全文摘要
本发明涉及多个分立电光元件的集体制造方法,每个电光元件由两个外基片和插在外基片之间的一个中间基片形成。基片通过密封架相互连接形成容纳液晶的两个腔。该方法包括在中间板上沿每个分立双元件的轮廓制备最小机械阻力区域的步骤,以便在通过划线和折断外基片分离批料的步骤期间,有助于将批料分离成分立的元件。
文档编号G02F1/1347GK1222685SQ9812553
公开日1999年7月14日 申请日期1998年12月21日 优先权日1997年12月22日
发明者R·克拉珀特, J·M·金兹 申请人:阿苏拉布股份有限公司