DE19962534B4

DE19962534B4 - Methode zum Abdichten von Eckbereichen einer Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE19962534B4
Application number: DE19962534A
Authority: DE
Inventors: Koicho Yokohama Miwa; Michikazu Sagamihara Noguchi; Shunji Kanazawa Suzuki; Ho Chong Lee; Donald Philip Seraphim; Dean William Skinner
Original assignee: International Business Machines Corp; Rainbow Displays Inc
Current assignee: International Business Machines Corp; Rainbow Displays Inc
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP2000193989A; US6317186B1; JP3197888B2; DE19962534A1

Abstract

Eine Methode zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle, umfassend ein erstes und ein zweites Substrat, die mittels einer Dichtmasse hermetisch verschlossen werden, die auf die Seiten- und Eckbereiche, die einen Anzeigebereich umgeben, aufgetragen wird, wobei die Methode folgende Schritte umfaßt:
Herstellen eines Niveauunterschieds an jeder Grenze zwischen den Seitenbereichen und den Eckbereichen auf einer Oberfläche des ersten Substrats, um die Eckbereiche mit einer Höhe auszustatten, die geringer als die Höhe der Seitenbereiche ist;
Aufbringen der Dichtmasse auf den Seitenbereichen und den Eckbereichen auf der einen Oberfläche des ersten Substrats; und
Auflegen des zweiten Substrats auf die Dichtmasse auf der einen Oberfläche des ersten Substrats, und Verringern eines Abstands zwischen dem ersten Substrat und den zweiten Substrat, um die Dichtmasse, die auf die Seitenbereiche und die Eckbereiche aufgetragen wurde, zusammenzudrücken, um das erste und zweite Substrat hermetisch zu verschließen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode zur Herstellung einer Flüssigkristallanzeige, in der Dichtmasse auf die äußeren Bereiche zweier Substrate der Flüssigkristallanzeige aufgebracht wird.
Die Flüssigkristallzelle dient als Anzeigefeld für Armbanduhren, Desktop-Rechner etc. In jüngster Zeit wurden Flüssigkristallzellen auch für mobile Einrichtungen (Informationsterminals) oder großflächige Anzeigevorrichtungen eingesetzt.

Die 1(a)-(c) zeigen eine Struktur einer Flüssigkristallanzeige nach dem Stand der Technik, die durch hermetisches Verschließen der äußeren Abschnitte zweier Substratflächen mittels einer Dichtmasse, beispielsweise Epoxidharz, gebildet wurde. 1(a) zeigt eine Draufsicht auf die Struktur eines Substrats der Flüssigkristallzelle. 1(b) zeigt einen Querschnitt entlang einer Schnittlinie A-A'. Im einzelnen sind in 1(a) ein Pixelbereich 13, d.h. der Anzeigebereich, innerhalb der Flüssigkristallzelle und das Abdichtsystem der Dichtmasse 30 dargestellt.

Ein erstes Substrat 20 besteht aus einer flachen harten Glasplatte. Ein Hauptteil einer oberen Fläche des ersten Substrats 20 ist der Pixelbereich, d.h. der Anzeigebereich 13, auf dem Farbschichten als R-, G- und B-Farbfilter (FF) gebildet werden. Die Dichtmasse 30 wird in einem äußeren Bereich aufgetragen, der an der äußeren Kante des Anzeigebereichs 13 des ersten Glassubstrats 20 verläuft, mit Ausnahme eines kleinen Bereichs, der später zum Einfüllen des Flüssigkristallmaterials dient. Kleine Abstandhalter 40 sind über die gesamte Fläche des Anzeigebereichs 13 verteilt, um die Dicke eines Flüssigkristallmaterials auf einem konstanten Wert zu halten. Aus der flachen und harten Glasplatte wird ein zweites Substrat 10 gefertigt. Eine Vielzahl von Pixeln, von denen jedes einen Dünnfilmtransistor (TFT) umfaßt, werden auf der Oberfläche des zweiten Substrats 10 gebildet und liegen jeweils Pixeln auf dem ersten Substrat 20 gegenüber. Das zweite Substrat 10 und das erste Substrat 20 liegen einander gegenüber und die aufgetragene Dichtmasse 30 wird verformt, um die beiden Substrate 10 und 20 miteinander zu verbinden. Die Dichtmasse 30, beispielsweise Epoxidharz, wird gehärtet durch Erwärmen der miteinander verbundenen Substrate, wodurch die Flüssigkristallzelle abgedichtet wird. Das Flüssigkristallmaterial wird nach einer in der Technik gut bekannten Methode durch die Öffnung in die Flüssigkkristallzelle eingebracht, womit die Flüssigkristallanzeige fertiggestellt ist.

1(c) zeigt schematisch die verformte Dichtmasse 30 am Eckbereich 42 während des Abdichtprozesses in der bisherigen Flüssigkristallzelle. Zunächst wird die Dichtmasse 30 im Eckbereich 42 aufgetragen, wie durch die durchgezogenen Linien 39 angedeutet wird. Wenn das zweite Substrat 10 auf das Dichtmaterial 30 aufgelegt wird, wird die Dichtmasse in den beiden an den Eckbereich 39 angrenzenden Bereichen bewegt und zur Ecke des Anzeigebereichs 13 gedrückt, wodurch die zusammengedrückte Dichtmasse eine bogenförmige Kante 38 erhält, angedeutet durch eine gestrichelte Linie.

Der Pixelbereich 13 in einem Seitenbereich 44 wird generell so gebildet, daß er bis in die Nähe einer Kante 36 der Dichtmasse 30 reicht, um den großen Anzeigebereich 13 zu gewährleisten. Wenn die bogenförmige Kante 38 der Dichtmasse 30 in dem Eckbereich jedoch bis in das Substrat 20 hineinreicht, bedeckt es die Ecke 15 des Pixelbereichs 13. Wenn die Ecke 15 des Pixelbereichs 13 von der Dichtmasse 30 abgedeckt ist, entsteht in der Ecke 15 ein Defekt in dem angezeigten Bild. Um in einem Eckbereich 42 die Qualität der Anzeige zu gewährleisten, muß die Ecke 15 des Anzeigebereichs 13 von der Innenkante 38 der Dichtmasse 30 entfernt bleiben. Dann ist es jedoch erforderlich, den Raum zwischen der horizontalen Kante des Pixelbereichs 13 und der Innenkante 36 der Dichtmasse 30 zu verbreitern, um den großen Pixelbereich 13 zu realisieren, wozu ein größeres Substrat 20 erforderlich ist.

Die japanische Auslegeschrift 4-20929 beschreibt eine Flüssigkristallzelle, in der in einem Randbereich zweier Substrate ein unebener Abschnitt gebildet wird, auf den unebenen Abschnitt eine Dichtmasse aufgebracht wird und die beiden Substrate übereinander gelegt und abgedichtet werden. Indem man in den Bereichen, in denen die Dichtmasse aufgetragen wird, einen unebenen Teil vorsieht, erhält man eine starke Haftwirkung, ein Eindringen von Wasser in die Flüssigkristallzelle wird unterdrückt und eine zuverlässige Funktion des Anzeigefeldes wird garantiert.

Die japanische Auslegeschrift 52-45947 beschreibt eine Technik zur Bildung einer Rille entlang einer äußeren Kante eines Glassubstrats einer Flüssigkristallzelle. In einem Prozeß, in dem die beiden Glassubstrate hermetisch verschmolzen werden, fließt überschüssige Dichtmasse in die Rille, so daß zur Anzeigefläche die Kante der Dichtmasse keine Wellenform aufweist. Da die Kante der Dichtmasse zur Anzeigefläche eine gerade Linie bildet, wird der Produktwert der Flüssigkristallanzeige erhöht.

In diesen Entgegenhaltungen des Stands der Technik wird jedoch kein verbessertes Verfahren für das Auftragen der Dichtmasse in den Eckbereichen des Substrats gelehrt.

Durch die jüngsten Entwicklungen mobiler Geräte, beispielsweise Notebooks, Personal Data Assistants (PDA), Handies, stieg die Nachfrage nach Flüssigkristallfeldern mit schmalem Rahmenbereich. Um die technischen Voraussetzungen für Flüssigkristallzellen mit schmalem Rahmenbereich zu erfüllen, war es erforderlich, die zum Abdichten der beiden Substrate verwendete Dichtmasse auf die Eckbereiche aufzutragen, ohne daß diese teilweise mit den Ecken 15 des Anzeigebereichs 13 überlappen.

Die oben beschriebenen Entgegenhaltungen des Stands der Technik beschreiben keine Technologie zur Herstellung von Flüssigkristallzellen, mit der der Rahmenbereich, der den Eckbereich des Anzeigebereichs umgibt, verkleinert werden kann.

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Methode zum Auftragen der Dichtmasse an den Eckbereichen des Substrats, um eine Flüssigkristallzelle mit großem Anzeigebereich zu realisieren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkristallzelle durch das hermetische Verschmelzen zweier Substrate hergestellt, wobei eine Dichtmasse auf den Seiten- und den Eckbereichen, die einen Anzeigebereich umgeben, aufgetragen wird. Der Verschmelzungsvorgang umfaßt folgende Schritte: Bilden eines Niveauunterschiedes an jeder Grenze zwischen dem Seiten- und dem Eckbereich, mit einer Höhe, die geringer ist als die Höhe des Seitenbereichs; Auftragen der Dichtmasse auf den Seiten- und den Eckbereichen auf einer Oberfläche des ersten Substrats; und Auflegen eines zweiten Substrats auf der Dichtmasse auf der einen Oberfläche des ersten Substrats, sowie Verringern eines Abstands zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat, um die auf den Seitenbereichen und den Eckbereichen aufgetragene Dichtmasse zusammenzudrücken, um dadurch das erste und das zweite Substrat abzudichten.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel umfaßt der Verschmelzungsvorgang, bei dem die beiden Substrate mit einer Dichtmasse abgedichtet werden, die auf an die Kanten der Substrate angrenzende Bereiche aufgebracht wird, folgende Schritte: Auftragen einer Dichtmasse auf Seiten- und Eckbereiche, die einen Anzeigebereich auf einer Oberfläche eines ersten Substrats umgeben; Auflegen eines zweiten Substrats auf die Dichtmasse auf der einen Oberfläche des ersten Substrats und Verringern des Abstands zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat, um die auf den Seiten- und den Eckbereichen aufgetragene Dichtmasse zusammenzudrücken und so das erste und das zweite Substrat fest miteinander zu verbinden, wobei in dem Schritt, in dem die Dichtmasse aufgetragen wird, U-förmige Dichtmasse in dem Eckbereich aufgetragen wird und bis zu einer Ecke des Substrats verläuft, wodurch eine Innenkante der zusammengedrückten Dichtmasse eines Schenkelabschnitts der U-förmigen Dichtmasse und eine Innenkante des anderen Schenkelabschnitts der U-förmigen Dichtmasse beim Zusammendrücken der Dichtmasse so zusammengedrückt werden, dass die Dichtmasse eine im wesentlichen rechtwinklige Ecke bildet.

Die 1(a)-(c) zeigen eine Struktur einer Flüssigkristallzelle nach dem Stand der Technik, die durch Abdichten der Randbereiche zweier Glassubstrate mittels einer Dichtmasse gebildet wurde.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Methode zur Formung des vorspringenden Teils auf den Seitenbereichen des Substrats und zum Auftragen einer Dichtmasse.

Die 3(a) und (b) zeigen die Querschnitte der Dichtmasse 30 auf den Seiten- und den Eckbereichen, mit dem die in 2 gezeigte Flüssigkristallzelle hermetisch verschlossen wird.

4 zeigt einen Aspekt der Methode der vorliegenden Erfindung zur Bildung des Aussparungsbereichs 105 Anoden Eckbereichen des Substrats 20 und das Auftragen der Dichtmasse.

5 zeigt einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Auftragen der Dichtmasse 30, in dem bewirkt wird, daß die Innenkante 38 der Dichtmasse 30 im Eckbereich der Flüssigkristallzelle im wesentlichen im rechten Winkel gebogen wird.

6 zeigt ein unerwünschtes Problem, bei dem die Kanten 36 und 38 der zusammengedrückten Dichtmasse 30 den Zwischenraum nicht ausfüllen können.

7(a) zeigt eine Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zum Lösen des o.a. Problems, in der ein vorspringender Teil 120 einer rechteckigen ebene Fläche an dem Eckbereich des Substrats 20 bereitgestellt wird, um die Menge der zusammengedrückten Dichtmasse 30 in dem Eckbereich zu vergrößern und so den Zwischenraum auszufüllen; und 7(b) zeigt eine alternative Struktur entsprechend der vorliegenden Erfindung zum Lösen des o.a. Problems, in der eine zusätzliche Dichtmasse, beispielsweise eine punktförmige Dichtmasse 130, an einer bestimmten Stelle aufgetragen wird, um den Zwischenraum auszufüllen.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Methode der vorliegenden Erfindung zum Auftragen einer Dichtmasse 30 auf den einen Anzeigebereich 13 umgebenden Seiten- und Eckbereichen eines ersten Substrats 20. Ein vorspringender Bereich oder Sockel 100 wird auf jedem Seitenbereich gebildet und verläuft entlang der äußeren Kante des Substrats 20. An jeder Grenze zwischen einem Seitenbereich und einem Eckbereich, die den Anzeigebereich 13 umschließen, wird ein Niveauunterschied gebildet, wodurch erreicht wird, daß die Höhe einer oberen Fläche des Eckbereichs geringer ist als eine Höhe einer oberen Fläche des Seitenbereichs.
Das Konzept der vorliegenden Erfindung. besteht darin, das Zusammendrücken der Dichtmasse 30 im Eckbereich des Substrats 20 anzupassen und den Raum zwischen der Kante des Anzeigebereichs 13 und den Kanten 36 und 38 der zusammengedrückten Dichtmasse 30 so weit wie möglich zu verkleinern. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf die Struktur, in der die vorspringenden Abschnitte 100 an den Seiten entlang der äußeren Kanten des Substrats 20 gebildet werden. Es kann jede Struktur verwendet werden, bei der die Bedingung erfüllt ist, daß die Höhe der oberen Fläche des Eckbereichs geringer als die Höhe des vorspringenden Abschnitts 100 ist. Es kann beispielsweise auch eine Struktur verwendet werden, bei der ein rillenförmiger Abschnitt, beispielsweise ein Abschnitt mit einer Aussparung, im Eckbereich des Substrats 20 gebildet wird, wie in 4 zu sehen ist.
Das erste Substrat 20 ist ein FF (Farbfilter)-Substrat mit dem Pixelbereich 13, d.h., dem Anzeigebereich, umfassend eine Farbfilterschicht, und das zweite Substrat 10 ist eine TFT-Schicht (TFT = Thin Film Transistor), auf der die Dünnfilmtransistoren gebildet wurden. 2 zeigt die Struktur der Abdichtung an einem Teil der vorspringenden Abschnitte 100 und dem Eckbereich der oberen Fläche des FF-Substrats 20.
Die durchgezogenen Linien der Dichtmasse 30 in 2 zeigen die Kanten der Dichtmasse, die entlang der Außenkante des Substrats 20 gleichmäßig auf den Seitenbereichen und den Eckbereichen aufgebracht wurde. Ein Werkzeug zum Auftragen der Dichtmasse wird entlang der oberen Fläche des vorspringenden Teils 100 an dem oberen Seitenbereich in Richtung X bewegt, wird dann auf einer leicht bogenförmigen Spur im Eckbereich weitergeführt, um dann in Richtung Y entlang der oberen Fläche des vorspringenden Teils 100 in dem rechten Seitenbereich weitergeführt zu werden und so die Dichtmasse gleichmäßig aufzutragen. Bei dieser Auftragsmethode wird eine gleichmäßige Abdichtung der Eckbereiche der Flüssigkristallzelle erreicht.
3 zeigt eine Querschnittsform der Dichtmasse 30, die auf die oberen Flächen der vorspringenden Teile 100 an den Seitenbereichen und den oberen Flächen der Eckbereiche des Substrats 20 aufgetragen wurde. Die Abdichtung wird so durchgeführt, daß die Dichtmasse 30, die in dieser Form eine Höhe von etwa 20 μm aufweist, auf die beiden vorspringenden Teile 100 und die Eckbereiche des Substrats 20 aufgetragen wird. Wenn das zweite Substrat 10 gegenüber dem ersten Substrat 20 positioniert und in Richtung des ersten Substrats 20 bewegt wird, wie durch einen Pfeil in 3(a) angedeutet wird, wird die Dichtmasse 30 zusammengedrückt, um die beiden Substrate 10 und 20 fest miteinander zu verbinden.
Die 3(a) und (b) zeigen die Querschnitte entlang der Schnittlinien B-B' und C-C' in 2. Es wird angenommen, daß der vorspringende Teil 100 eine Breite von 300 μm und eine Höhe von 3 μm hat. Die beiden Substrate 10 und 20 werden mit einem Zwischenraum von etwa 8 μm, festgelegt durch die Abstandhalter 40 (1(b)), um den Anzeigebereich 13 abgedichtet. 3(b) zeigt, daß der Abstand zwischen den Kanten 38 der zusammengedrückten Dichtmasse 30 am Eckbereich kleiner ist, als der Abstand zwischen den beiden Kanten 36 der zusammengedrückten Dichtmasse 30 in dem in 3(a) gezeigten Seitenbereich, und daß der Abstand zwischen den beiden Kanten 38 in 3(b) etwa 60-70% des Abstands zwischen den beiden in 3(a) gezeigten Kanten 36 beträgt. Es wird insbesondere darauf hingewiesen, daß die Bewegung der Innenkante 38 der zusammengedrückten Dichtmasse 30 zu dem Anzeigebereich 13 im Vergleich mit dem Abstand der vorherigen Struktur, die in 1(c) gezeigt wird, wesentlich geringer wird, wie durch die gestrichelten Linien 36-38 in 2 angedeutet wird.
Die Gesamthöhe, im Seitenbereich des Substrats 20 ergibt sich aus der Summe der Höhe der aufgetragenen Dichtmasse 30 (20μm) und der Höhe des vorspringenden Teils 100 (3μm), während sich die Gesamthöhe in dem Eckbereich des Substrats 20 nur aus der Höhe der aufgetragenen Dichtmasse 30 (20μm) ergibt. Während das zweite Substrat 10 gegen das Substrat 20 gedrückt wird, um zwischen den Substraten 10 und 20 einen Zwischenraum von 8 μm zu bilden, ist die Menge der zusammengedrückten Dichtmasse 30 im Eckbereich geringer, als die Menge der zusammengedrückten Dichtmasse 30 an dem vorspringenden Teil 100, da der vorspringende Teil 100 nicht in dem Eckbereich gebildet wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ausbreitungsmenge der Kanten 38 der Dichtmasse 30 in dem Eckbereich des Substrats 20 begrenzt, während die Ausbreitungsmenge der Kanten 36 der Dichtmasse 30 in dem Seitenbereich des Substrats 20 aufgrund des Volumens des vorspringenden Teils 100 unter der Dichtmasse 30 groß ist. In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, daß der durch die gepunktete Linie 36 und die gepunktete Linie 38 gebildete Winkel im wesentlichen ein rechter Winkel ist, wie in 2 gezeigt wird, und hier nicht die in 1(c) gezeigte runde Form vorliegt, indem man sich die Differenz zwischen der Ausbreitungsmenge der Kanten 38 der Dichtmasse 30 in dem Eckbereich und der Ausbreitungsmenge der Kanten 36 der Dichtmasse 30 in dem Seitenbereich des Substrats 20 zunutze macht.
Ein alternatives Muster für die vorspringenden Teile 100 kann zur Bildung einer vorher festgelegten Form der zusammengedrückten Kanten 38 der Dichtmasse 30 verwendet werden. Es kann beispielsweise ein Muster verwendet werden, bei dem die Höhe des vorspringenden Teils 100 in den Seitenbereichen des Substrats 20 allmählich zum Eckbereich hin abnimmt, so daß sich eine Stufenform ergibt.
Die vorspringenden Abschnitte 100 können in dem Prozeß zur Bildung des Pixelbereichs 13 auf dem Substrat 20 geformt werden. Die Struktur des Pixelbereichs 13 umfaßt die farbigen Schichten zur Bildung des Farbfilters der drei Primärfarben (Rot, Grün und Blau) und eine transparente ITO-Elektrode (ITO = Indium Tin Oxide) zur Abdeckung der oberen Fläche der farbigen Schichten.
Während der Abscheidung der Farbschichten und der ITO-Schicht auf dem Pixelbereich 13 des Substrats 20 wird die Farbschicht einer jeden Farbe auf dem Seitenbereich abgeschieden, um den vorspringenden Teil 100 zu bilden. Im einzelnen wird das Muster des vorspringenden Teils 100 auf dem Seitenbereich des Substrats 20 durch Strukturierung der abgeschiedenen Farbschicht gebildet. Anschließend wird die ITO-Schicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats 20 abgeschieden. In diesem Beispiel wird die ITO-Schicht auch auf der Oberfläche des Eckbereichs abgeschieden, auf dem keine Farbschicht gebildet wurde.
4 zeigt einen anderen Aspekt der Methode der vorliegenden Erfindung zur Bildung von Rillenbereichen, beispielsweise den Aussparungen 105 in den Eckbereichen des Substrats 20, und zur Aufbringung der Dichtmasse. In dem in 4 gezeigten Aspekt wird die Farbschicht während der Abscheidung der Farbschichten auf dem Pixelbereich 13 sowohl auf den Seitenbereichen als auch auf den Eckbereichen abgeschieden. Die vorspringenden Bereiche 100 und die Rillenbereiche 105 werden geformt durch selektives Ätzen der Farbschicht in den Seiten- und Eckbereichen. Dann wird, wie im vorherigen Fall, die ITO-Schicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats 20 abgeschieden. Die Tiefe, die Breite und die Form des Rillenabschnitts 105 wurden so konzipiert, daß ihre Kapazität geringer als das Volumen der abgeschiedenen Dichtmasse 30 ist und so daß sich eine Form der Dichtmasse 30 ergibt, wie sie in den Ansichten auf der linken Seite der 3(b) gezeigt wird. Der Rillenabschnitt 105 verringert die Bewegung der Kante 38 der Dichtmasse 30 über dem Rillenabschnitt 105 zum Anzeigebereich 13, so daß der günstige Effekt erzielt wird, daß die Eckabschnitte der Flüssigkristallzelle durch die Dichtmasse mit der vorgesehenen Breite an der vorgesehenen Stelle abgedichtet werden kann. Im einzelnen kann die im wesentlichen rechtwinklige Kante 38 der Dichtmasse 30, bei Betrachtung der Draufsicht in 4, in den Eckbereichen der Flüssigkristallzelle realisiert werden.
Es ist nicht notwendig, die Höhe der Farbschicht, die für die Muster der vorspringenden Teile 100 verwendet wird, und die Rillenabschnitte 105 im äußeren Abschnitt des Substrats 20 mit der Höhe der Farbschicht des Pixelbereichs 13 auszurichten. Die Höhe der Dichtmasse 30, die das Zwei- oder Dreifache der Höhe der Farbschichten in dem Pixelbereich 13 beträgt, kann beispielsweise erreicht werden, indem man die Farbschichten in dem äußeren Abschnitt bei jeder Abscheidung der Farbschicht R (Rot), G (Grün) und B (Blau) übereinander schichtet.
Die Dichtmasse 30 mit konstanter Breite dichtet den äußeren Abschnitt der Flüssigkristallzelle ab. Zu diesem Zweck wird eine Dichtmasse ausgewählt, welche die obere Fläche des äußeren Substratbereichs in der gewünschten Weise benetzten kann. In den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist die obere Fläche der Seiten- und der Eckbereiche, auf die die Dichtmasse 30 aufgetragen wird, die ITO-Schicht. Dementsprechend weisen die Seiten- und die Eckbereiche des Substrats 20 dieselbe Benetzbarkeit für die Dichtmasse 30 auf und daher wird die Dichtmasse 30 auf diese Bereiche unter denselben Bedingungen aufgetragen.
Die Dichtmasse 30 weist beim Auftragen in diesen Bereichen eine vorher festgelegte Fließfähigkeit auf. In einem Zwischenwärmverfahren, in dem die Form der Dichtmasse 30 festgelegt werden soll, wie in den Figuren auf der linken Seite der 3(a) und (b) gezeigt wird, wird die Viskosität der aufgetragenen Dichtmasse ein wenig gesenkt.
Die Fließfähigkeit der Dichtmasse nimmt aufgrund der geringeren Viskosität zu und dadurch wird die Dichtmasse gleichmäßig auf den Seiten- und Eckbereichen des Substrats 10 aufgetragen. Das Substrat 10 wird anschließend näher an das Substrat 20 herangeführt und die Dichtmasse wird durch ein Aufwärmverfahren gehärtet, womit die Flüssigkristallzelle hermetisch verschlossen ist. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird Epoxidharz als Dichtmasse verwendet und der Abdichtprozeß umfaßt das Zwischenwärmverfahren bei einer Temperatur von 70-90°C und das Aushärtverfahren bei einer Temperatur von 120-200°C. Ein anderer unter Wärme härtbarer Klebstoff, der in dem oben genannten Zustand ausgehärtet werden kann, kann ebenfalls in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
5 zeigt einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Steuerung der Bewegung des Werkzeugs, das als Spender für die Dichtmasse dient, und mit dem die Innenkante 38 der Dichtmasse 30 im Eckbereich der Flüssigkristallzelle im wesentlichen im rechten Winkel gebogen wird. Die in 5 gezeigten durchgezogenen Linien der Dichtmasse 30 zeigen die Form der von dem Spender-Werkzeug auf das Substrat 20 aufgetragenen Dichtmasse 30. Der bemerkenswerte Effekt dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, daß die Form der aufgetragenen Dichtmasse 30, die durch die durchgezogenen Linien angedeutet wird, bewirkt, daß die Innenkante 38 der zusammengedrückten Dichtmasse 30 einen im wesentlichen rechten Winkel bildet.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Bewegung des Werkzeugs, mit dem die Dichtmasse 30 aufgetragen wird, auf komplizierte Weise gesteuert, um die Dichtmasse 30 U-förmig in dem Eckbereich des Substrats 20 aufzutragen. Anstelle der komplizierten Bewegung eines solchen Werkzeugs kann eine an dere Auftragsmethode, beispielsweise das Siebdruckverfahren, zum Auftragen der Dichtmasse 30 in U-Form verwendet werden.
Für den Fall, daß das Spender-Werkzeug zum Auftragen der Dichtmasse 30 auf dem oberen rechten Eckbereich des Substrats 20 verwendet wird, wie in 5 gezeigt wird, wird das Werkzeug zunächst in Richtung X an dem an die obere Kante des Substrats 20 angrenzenden Seitenbereich entlang geführt und anschließend, wenn das Werkzeug den Eckbereich erreicht hat, zur Ecke des Substrats 20 und dann zu dem an die rechte Kante des Substrats 20 angrenzenden Seitenbereich geführt werden, um anschließend in Richtung Y an diesem Seitenbereich entlang zu fahren. Durch diese Bewegung des Werkzeugs wird die U-förmige Dichtmasse 30, die einen Zwischenraum zwischen den Innenwänden der beiden gegenüberliegenden Schenkelabschnitte aufweist und bis zur oberen rechten Ecke des Substrats 20 reicht, in dem Eckbereich aufgetragen. Obwohl das Werkzeug kontinuierlich von dem an die obere Kante des Substrats 20 angrenzenden Seitenbereich zu dem an die rechte Kante des Substrats 20 angrenzenden Seitenbereich durch den Eckbereich geführt wird, kann die Dichtmasse in diesen Bereichen im vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgetragen werden, indem das Werkzeug getrennt für jeden Bereich bewegt wird.
Das zweite Substrat 10 wird so positioniert, daß es dem ersten Substrat 20 gegenüberliegt und wird zum ersten Substrat 20 hin bewegt, so daß die in 5 durch die durchgezogenen Linien angedeutete U-förmige Dichtmasse 30 in die durch die gestrichelten Linien (Kanten) 36 angedeutete Form zusammengedrückt wird, wobei die voneinander getrennten Innenwände der beiden Schenkelabschnitte der aufgetragenen Dichtmasse 30, die durch die durchgezogenen Linien angedeutet werden, bewegt werden und den Zwischenraum ausfüllen, um sich schließlich, wie durch eine Kontaktlinie 37 angedeutet wird, zu berühren, so daß die Innenkante 36 der zusammengedrückten Dichtmasse 30 in Richtung X oder in horizontaler Richtung und die Innenkante 36 der zusammengedrückten Dichtmasse in Richtung Y oder in vertikaler Richtung die im wesentlichen rechtwinklige Ecke bilden, wodurch die von dem schmalen Rahmen umschlossene Flüssigkristallzelle realisiert werden kann. Auf diese Weise kann mit der vorliegenden Erfindung der günstige Effekt erzielt werden, daß eine Flüssigkristallzelle mit schmalem Rahmen und ausgezeichneter Anzeigequalität in den Eckbereichen bereitgestellt wird.
Die an den Eckbereichen aufgetragene U-förmige Dichtmasse 30 könnte jedoch Schwierigkeiten bereiten, falls der Zwischenraum zwischen den Innenwänden der beiden einander gegenüberliegenden Schenkelabschnitte relativ groß ist. 6 zeigt ein solches Problem. Dies bedeutet, daß auch beim Ruftragen von U-förmiger Dichtmasse 30 auf den Eckbereich mit Hilfe des Spender-Werkzeuges und beim anschließenden Zusammendrücken die zusammengedrückte Dichtmasse 30 den Raum nicht ausfüllen kann, falls dieser durch die durchgezogenen Linien angedeutete Raum relativ groß ist. Wenn die abgedichteten beiden Glassubstrate 10 und 20, die den nicht ausgefüllten Zwischenraum einschließen, entlang einer Schnittlinie 110 durchgeschnitten werden, wird die Abdichtung im Bereich 38 der Ecke durchbrochen. Eine solche durchbrochene Abdichtung führt zu einem Versagen der Flüssigkristallzelle. Um zu verhindern, daß die Abdichtung an der Ecke der Substrate durchbrochen wird, ist es erforderlich, die U-förmige Dichtmasse 30 mit einem Zwischenraum aufzutragen, der beim Zusammendrücken der Dichtmasse ausgefüllt wird.
7(a) zeigt eine Struktur entsprechend der vorliegenden Erfindung zum Lösen des o.a. Problems. In dieser Struktur wird in dem Eckbereich des Substrats 20 ein vorspringender Teil 120 in Form eines Rechtecks vorgesehen, mit dem die Menge der zusammengedrückten Dichtmasse 30 in dem Eckbereich vergrößert wird, um die Bewegung der Innenkanten der beiden Schenkelabschnitte zu vergrößern. Eine Mittellinie des vorspringenden Teils 120, der in dem Eckbereich gebildet wird, wird mit einer Diagonalen der Flüssigkristallzelle ausgerichtet. Die Menge der zusammengedrückten Dichtmasse 30, die auf der oberen Fläche des vorspringenden Abschnitts 120 in dem Eckbereich abgeschieden wird, ist größer als die Menge zusammengedrückte Dichtmasse 30, die in dem Zwischenraum der 6 dargestellt ist. Da die Menge zusammengedrückte Dichtmasse 30 größer ist, wird die Bewegung der Kanten 38 der beiden Schenkel der zusammengedrückten Dichtmasse größer, so daß die Kanten 38 sich schließlich an der Kontaktlinie 37 berühren und den Zwischenraum ausfüllen.
7(b) zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zur Lösung des oben beschriebenen Problems, nämlich der durchbrochenen Abdichtung. Bei dieser Struktur wird eine zusätzliche Dichtmasse, beispielsweise eine punktförmige Dichtmasse 130, an einer vorbestimmten Stelle in dem Zwischenraum aufgebracht, bevor die U-förmige Dichtmasse 30 aufgebracht oder abgeschieden wird. Weil die punktförmige Dichtmasse 130 in dem Zwischenraum vorhanden ist, wird die Bewegung der Kanten der zusammengedrückten U-förmigen Dichtmasse 30 auf die punktförmige Dichtmasse 130 größer und die bewegten Kanten 38 der Innenkanten der beiden Schenkelabschnitte werden miteinander durch die punktförmige Dichtmasse 130 verbunden, so daß sie den Zwischenraum an der Ecke 39 ausfüllen, wodurch sich die Kanten 38 an der Kontaktlinie 37 schließlich berühren. Wenn die beiden auf diese Weise miteinander verschmolzenen Substrate 10 und 20 entlang der Schnittlinie 110 durchgeschnitten werden, erhält man die in 6 gezeigte Flüssigkristallzelle, ohne den durchbrochenen Eckbereich 38. Alternativ wird zunächst die punktförmige Dichtmasse 130 aufgebracht, und anschließend kann dann die U-förmige Dichtmasse 30 um die punktförmige Dichtmasse 130 herum aufgebracht werden.
Die in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiele können mit den Ausführungsbeispielen kombiniert werden, welche die vorspringenden Abschnitte 100 oder die Aussparungen 105 umfassen.
Mit der vorliegenden Erfindung kann die Methode zum Auftragen der Dichtmasse realisiert werden, bei der verhindert wird, daß die Dichtmasse in den Eckbereichen mit den Ecken des Anzeigebereichs der Flüssigkristallzelle überlappt. Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Flüssigkristallzelle mit größerem Anzeigebereich als bei den bisherigen Flüssigkristallzellen realisiert werden, wenn Glassubstrate derselben Größe wie bei den bisherigen Flüssigkristallzellen verwendet werden.

10: Substrat oder TFT-Substrat
13: Pixel- oder Anzeigebereich
15: Ecke des Pixel- oder Anzeigebereichs
20: Substrat oder FF-Substrat
30: Dichtmasse
36: Kanten für die Abdichtung der beiden Substrate
37: Kontaktlinie der bewegten Kanten der zusammengedrückten Dichtmasse
38: Innenkante der Dichtmasse am Eckbereich
39: Innenkante der aufgetragenen Dichtmasse am Eckbereich
40: Abstandhalter
42: Eckbereich der Flüssigkristallzelle
44: Seitenbereich der Flüssigkristallzelle
100: Vorspringender Teil am Seitenbereich
110: Schnittlinie
120: Vorspringender Teil am Eckbereich
130: Punktförmige Dichtmasse

Claims

Eine Methode zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle, umfassend ein erstes und ein zweites Substrat, die mittels einer Dichtmasse hermetisch verschlossen werden, die auf die Seiten- und Eckbereiche, die einen Anzeigebereich umgeben, aufgetragen wird, wobei die Methode folgende Schritte umfaßt: Herstellen eines Niveauunterschieds an jeder Grenze zwischen den Seitenbereichen und den Eckbereichen auf einer Oberfläche des ersten Substrats, um die Eckbereiche mit einer Höhe auszustatten, die geringer als die Höhe der Seitenbereiche ist; Aufbringen der Dichtmasse auf den Seitenbereichen und den Eckbereichen auf der einen Oberfläche des ersten Substrats; und Auflegen des zweiten Substrats auf die Dichtmasse auf der einen Oberfläche des ersten Substrats, und Verringern eines Abstands zwischen dem ersten Substrat und den zweiten Substrat, um die Dichtmasse, die auf die Seitenbereiche und die Eckbereiche aufgetragen wurde, zusammenzudrücken, um das erste und zweite Substrat hermetisch zu verschließen.
Die Methode nach Anspruch 1, bei der das erste Substrat eine Farbfilterschicht umfaßt und das zweite Substrat Dünnfilmtransistoren umfaßt.
Die Methode nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Dichtmasse Epoxidharz ist.
Die Methode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein vorspringender Abschnitt auf jedem der Seitenbereiche des ersten Substrats gebildet wird.
Die Methode nach Anspruch 4, bei der der vorspringende Abschnitt durch Auftragen einer Farbschicht auf dem ersten Substrat und Bilden eines Musters der Farbschicht geformt wird, das den Anzeigebereich umgibt.
Die Methode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eckbereiche eine Aussparung aufweisen.
Die Methode nach Anspruch 6, bei der die Aussparung in Form eines Bogens im Eckbereich verläuft.
Die Methode nach Anspruch 6, bei der die Aussparung durch Auftragen einer Farbschicht auf dem ersten Substrat und selektives Ätzen der Farbschicht gebildet wird.
Die Methode nach Anspruch 4 und 6, weiter umfassend den Schritt des Bildens einer transparenten ITO-Elektrode auf den vorspringenden Abschnitten auf den Seitenbereichen und den Aussparungen in den Eckbereichen.
Eine Methode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der in dem Schritt des Auftragens der Dichtmasse Uförmige Dichtmasse in den Eckbereichen aufgetragen wird, die sich bis zur jeweiligen Ecke des Substrats erstrecken, wodurch jeweils eine Innenkante eines Schenkelabschnitts der U-förmigen Dichtmasse und eine Innenkante des anderen Schenkelabschnitts der U-förmigen Dichtmasse in dem Schritt, in dem die Dichtmasse zusammengedrückt wird, so zusammengedrückt werden, dass die Dichtmasse eine im wesentlichen rechtwinklige Ecke bildet.
Die Methode nach Anspruch 10, bei der die Dichtmasse mit einem Spender-Werkzeug aufgetragen wird.
Die Methode nach Anspruch 10, bei der die Dichtmasse mittels Siebdruck aufgetragen wird.
Die Methode nach Anspruch 10, bei der vor oder nach dem Auftragen der U-förmigen Dichtmasse eine punktförmige Dichtmasse auf dem Eckbereich aufgetragen wird.
Die Methode nach Anspruch 10, bei der ein vorspringender rechteckiger Abschnitt auf dem Eckbereich gebildet wird und die Dichtmasse, die in dem Dichtmasse-Auftrageschritt aufgetragen wird, auch auf den vorspringenden rechteckigen Abschnitt aufgetragen wird.