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Diese Erfindung betrifft Schichtstrukturen, die
geeignet sind, eine Flüssigkristallanzeige
zu bilden, und ein Verfahren zur Bildung solcher Schichtstrukturen.
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Flüssigkristallanzeigen (LCDs)
werden weithin in Armbanduhren, Rechnern, Radios, Laptops und in
jüngster
Zeit auch in Flachbildschirmen und Fernseh-Projektorsystemen verwendet.
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In einer typischen Anordnung wird
eine LCD gebildet, indem zwei Glasplatten sehr eng aneinandergelegt
werden, so dass sich zwischen den Platten ein schmaler Spalt bildet.
Jede Glasplatte weist auf ihrer Außenoberfläche einen polarisierenden Film auf.
Ein transparenter elektrischer Leiter ist auf der Innenoberfläche jeder
Glasplatte aufgebracht. In einer passiv angeregten Anzeige ist der
transparente Leiter in eine Reihe zueinander senkrecht verlaufender
Linien gerastert, d. h. Elektrodenreihen und -spalten. Die Elektrodenreihen
und -spalten definieren eine Vielzahl an Zellen.
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Der Spalt zwischen den Platten ist
mit einem Flüssigkristall-Polymermaterial
ausgefüllt.
Das Flüssigkristall-Polymermaterial,
typischerweise ein Cyanobiphenyl, kann die Richtung polarisierten
Lichts drehen. Die Richtung der Polarisierung folgt der physikalischen
Drehung der Flüssigkristallmoleküle, d. h. der
Richtung der Längsachse
der Moleküle.
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Typischerweise wird ein Flüssigkristallmaterial
verwendet, das lose organisierte Ketten bildet, die sich von einer
Seite des Spalts zur anderen drehen. Bei der Drehung oder „Verzwirbelung" der Ketten drehen
sich auch die Achsen der einzelnen Flüssigkristallmoleküle. Die
Polarisierungsrichtung des Lichts, das polarisiert wird, wenn es
durch den Eingangspolarisator tritt, wird entsprechend der physikalischen
Drehung der Flüssigkristall-Polymermoleküle gedreht,
wenn das Licht durch die Zellen hindurchgeht. In einer typischen
Anlage lässt
der Polarisator auf der Ausgangsseite der Anzeige Licht hindurchgehen,
dessen Polarisierungsrichtung in der oben beschriebenen Weise gedreht
wurde. Von der Ausgangsseite aus betrachtet, sieht eine derartige
Zelle klar oder durchlässig
aus.
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Die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle und somit
auch die Polarisierungsrichtung des durch die Flüssigkristalle hindurchgehenden
Lichts kann geändert
werden, indem ein externes elektrisches Feld angelegt wird.
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Das Anlegen einer Spannung an den
Zellspalt durch Anregen der entsprechenden Linie auf jeder Seite
der Zelle bewirkt, dass die Ketten der Flüssigkristallmoleküle sich
auf das angelegte elektrische Feld ausrichten und beim Ausrichten „entzwirbeln". Da die Polarisierungsrichtung
von Licht, das durch „entzwirbeltes" Flüssigkristallpolymer
hindurchgeht, nicht gedreht wird, wird derartiges Licht vom Ausgangspolarisator,
der nur gedrehtes Licht hindurchlässt, am Verlassen der Zelle
gehindert. Eine solche Zelle erscheint von der Ausgangsseite her
dunkel. Wenn die Spannung ausgeschaltet ist, kehrt der Flüssigkristall
in seinen Ausgangszustand zurück und
das Pixel ist wieder klar. Siehe im Allgemeinen O'Mara W., „Liquid
Crystal Flat Panel Displays – Manufacturing
Science and Technology",
Van Nostrand Reinhold (1993).
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In einem typischen Verfahren gemäß dem Stand
der Technik zur Herstellung von LCDs wird jede der beiden Glasplatten
einzeln bearbeitet. Die Bearbeitung jeder Platte umfasst das Auftragen
verschiedener Schichten, maschinelle Rasterung und andere Techniken.
Nachdem jede Platte bearbeitet wurde, wird sie mit ihrem Gegenstück zusammengebracht
und Flüssigkristallmaterial
wird in den Spalt zwischen den Platten eingebracht. In jüngsten Verbesserungen
haben einige Hersteller die Glasplatten durch Plastik ersetzt.
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Derartige Herstellungsverfahren gemäß dem Stand
der Technik weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Die Einzelbearbeitung
der Platten ist zeitaufwendig oder aber teuer, wenn eine weitere
Bearbeitungslinie hinzugefügt
wird, um die Platten parallel zu bearbeiten. Des Weiteren können auf
jeder der einander ergänzenden
Platten verschiedene Bearbeitungszustände herrschen, was zu Fehlern
führt, wenn
die Platten gepaart werden. Und der Ausrichtungsvorgang selbst ist
fehleranfällig.
Durch die Verwendung von Plastikmaterialien wird die Bearbeitung noch
weiter kompliziert. Derartige Plastikmaterialien sind normalerweise
sehr dünn,
leicht, flexibel und im Allgemeinen schwierig ohne Beschädigung zu
bearbeiten. Des Weiteren sind typische Ausrichtungssysteme optischer
Natur und wurden für
die Verwendung steifer Materialien entwickelt.
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US-A-4 228 574 verwendet weder ein „solarisationsfähig" verbundenes Trägermaterial
noch eine „Schicht", wie im Oberbegriff
von Anspruch 1 ausgeführt,
sondern umfasst eine ältere
Offenlegung einer Schichtstruktur, die sämtliche andere Eigenschaften
von Anspruch 1 umfasst. JP-A-56 140322 verwendet keinen „solarisationsfähigen" Verbindungsschritt,
wie er im Kennzeichen von Anspruch 5 ausgeführt ist, sondern umfasst eine ältere Offenlegung
eines Verfahrens zur Bildung einer weiteren Schichtstruktur zur
Bildung einer Flüssigkristallanzeige,
die alle anderen Schritte von Anspruch 5 umfasst.
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Gemäß eines Aspekts dieser Erfindung
ist eine in Anspruch 1 beanspruchte Schichtstruktur vorgesehen.
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Gemäß eines anderen Aspekts dieser
Erfindung ist ein wie in Anspruch 5 beanspruchtes Verfahren vorgesehen.
Ein Verfahren und eine Schichtstruktur zur beidseitigen Bearbeitung
von Plastik-Trägermaterialien,
die als einer Flüssigkristallanzeige
verwendet werden können, wird
offen gelegt. Gemäß einer
Ausführung
der Erfindung wird eine Blockierschicht für ultraviolettes Licht (UV)
zwischen die beiden Plastikträgermaterialien
eingebracht. Eine Schicht aus Indiumzinnoxid (ITO) wird auf einer
Seite jeder der beiden Plastikträgermaterialien
aufgebracht. Die Plastikträgermaterialien
werden so angeordnet, dass die ITO-Schichten jedes Trägermaterials
nach außen
zeigen. Die sich ergebende Schichtstruktur wird laminiert und kann
dann aufgewickelt oder in einzelne Blätter geschnitten werden, um
weiterverarbeitet zu werden.
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Wenn das Trägermaterial in einzelne Blätter geschnitten
wird, können
die Elektroden in einer Weise gebildet werden, die der industriellen
Bearbeitung der Innenschichten von Leiterplatinen ähnelt. Daher können bestehende
Anlagen zur Bearbeitung verwendet werden.
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Bei der erfindungsgemäßen beidseitigen
Bearbeitung kann eine Schaltung gleichzeitig durch Foto-Imaging
auf das untere und das obere Plastikträgermaterial aufgebracht werden.
Mechanische Passungen werden nach dem Foto-Imaging in beide Trägermaterialien eingebracht,
so dass es bei den nachfolgenden Schritten der Zellenmontage nur
zu minimalen Passungsverlusten kommt. Die Schichtstruktur kann jederzeit
wieder getrennt werden, nachdem die mechanischen Passungen angebracht
worden sind.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Eigenschaften der Erfindung
werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besonderen
Ausführungsformen
offensichtlich, wenn diese in Zusammenhang mit den beiliegenden
Zeichnungen betrachtet werden, in denen gleiche Elemente mit gleichen
Bezugszeichen versehen sind, und in denen:
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1 eine
Schichtstruktur im Querschnitt zeigt, die die vorliegende Erfindung
ausführt,
wobei zwei in geeigneter Weise bearbeitete Plastikträgermaterialien
zeitweilig mit einem UV-Blockierträgermaterial verbunden sind;
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2 eine
Perspektivansicht einer Anordnung zur Bildung der Schichtstruktur
von 1 zeigt;
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3 ein
Flussdiagramm zeigt, das eine Ausführungsform eines Verfahrens
zur Bildung der Schichtstruktur von 1 und 2 darstellt;
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4 ein
Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zur Bildung der Elektroden
darstellt;
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5 die
Schritte zeigt, die zum Paaren und Ausrichten gehören, um
eine Flüssigkristallanzeige zu
bilden; und
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6 und 7 zeigen Schritte, die zum
Verbinden zueinander passende Platten in einem Verfahren zur Bildung
einer Flüssigkeitsanzeige
gehören.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG IM EINZELNEN
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In 1 umfasst
eine Ausführungsform
einer Schichtstruktur 1, die eine eine Blockierschicht 7 für ultraviolettes
Licht (UV), die sich zwischen einem oberen Plastikträgermaterial 3a und
einem unteren Plastikträgermaterial 3b befindet,
einschließt.
Die Außenoberflächen 4 des
oberen und des unteren Plastikträgermaterials 3a, 3b sind
mit Schichten 5a bzw. 5b eines transparenten Elektrodenmaterials
beschichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich dünne Schutzschichten 9a, 9b auf
den Elektrodenschichten 5a bzw. 5b, um sicherzustellen, dass
die Elektrodenschichten nicht bei der Bearbeitung beschädigt werden.
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Die Plastikträgermaterialien 3a, 3b sollten eine
hohe Glasübergangstemperatur
aufweisen und sollten bei gezwirbeltem nematischem (TN) Flüssigkristall-Polymermaterial eine
niedrige Doppelbrechung aufweisen. Weiterhin sollten die Plastikträgermaterialien 3a, 3b klar
sein, d. h. wasserklar. Geeignete Plastikmaterialien umfassen, ohne
darauf beschränkt
zu sein, Polyethylenterephthalat und Polyethersulfon. Die Plastikträgermaterialien
weisen bevorzugt eine Dicke von etwa 4 bis 7 mils auf, können aber
auch jede andere beliebige geeignete Dicke aufweisen.
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Die transparenten Elektrodenschichten 5a, 5b sind
bevorzugt aus Indiumzinnoxid (ITO) oder ITO, das mit anderen Materialien
wie Gold kombiniert ist, um die Leitfähigkeit zu erhöhen. Die
Schichten 5a, 5b weisen bevorzugt eine Dicke von
700 bis 2000 Angström
auf. Die Schichten 5a, 5b werden normalerweise
durch Sputtern auf die Plastikträgermaterialien
aufgebracht. Der Vorgang des Sputterns wird so gesteuert, dass die
Schichten 5a, 5b transparent und einfach zu rastern
sind und einen zur Verwendung als Anzeige geeigneten Widerstand
aufweisen. Das Auftragen von ITO durch Sputtern und andere Verfahren ist
in Fachkreisen wohlbekannt. Siehe O'Mara W., „Liquid Crystal Flat Panel
Displays –Manufacturing Science
and Technology",
Van Nostrand Reinhold (1993), Seiten 114–117. Dieser Verweis und alle
anderen in dieser Schrift angegebenen Verweise sind hiermit durch
Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
kann die UV-Blockierschicht 7 aus
einem beliebigen Material bestehen, das flexibel und stanzbar ist
und ultraviolettes Licht blockieren kann. Bevorzugt sollte die UV-Blockierschicht 7 bei
Wellenlängen
von 400 Nanometern (nm) und weniger eine optische Dichte von 3 oder
mehr aufweisen. Um Flexibilität
zu erzielen oder zu fördern,
ist die UV-Blockierschicht 7 bevorzugt etwa 1 bis 10 mils
dick. Bei Anwendungen im „Zweispulen-Verfahren" ist Flexibilität nötig, wobei die
Schichtstruktur 1 nach ihrer Bildung auf eine Spule gewickelt
wird, wie nachstehend erläutert.
Wenn die Schichtstruktur in einzelne Blätter geschnitten wird, kann
die UV-Blockierschicht 7 starr
und dicker sein.
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Geeignete Materialien für die UV-Blockierschicht
umfassen Metall oder Papier, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Plastik kann ebenfalls als UV-Blockierschicht verwendet werden,
vorausgesetzt, dass das Plastikmaterial Licht des entsprechenden
Wellenlängenbereichs
absorbiert. Insbesondere sollte das Plastikmaterial Licht der Wellenlänge oder
Wellenlängen
absorbieren, bei der bzw. denen der Fotoresist empfindlich ist (der
verwendet wird, um die transparenten Elektrodenschichten 5a, 5b zu
rastern, wie nachstehend erläutert);
normalerweise etwa 400 nm oder weniger. Bestimmte Plastikmaterialien
absorbieren aufgrund ihrer Struktur Licht der entsprechenden Wellenlänge. Nylon
ist ein solches Beispiel. Weitere geeignete Plastikmaterialien sind
in Fachkreisen bekannt.
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Des Weiteren können die meisten Plastikmaterialien
durch Einarbeitung von Zusatzstoffe modifiziert werden, um Licht
des oben genannten Wellenlängenbereichs
zu absorbieren. So kann Polyethylenterephthalat beispielsweise mit
Ruß versetzt
werden, so dass es Licht einer Wellenlänge von 400 nm oder weniger
absorbiert. Polyethylenterephthalat, das derartig modifiziert wurde,
ist als UV-Blockierschicht 7 geeignet.
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In einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die Schichtstruktur zwei Trägermaterialien 3a, 3b,
die über
die zuvor beschriebenen Fähigkeiten
der Trägermaterialien
hinaus die Fähigkeit
aufweisen, Licht der entsprechenden Wellenlängen zu absorbieren, wie oben
beschrieben. In einer solchen Ausführungsform umfasst die Schichtstruktur
zwei Trägermaterialien
und keine separate UV-Blockierschicht 7. Für diese
Ausführungsform
sind weder Nylon noch mit Ruß versetztes
Polyethylenterephthalat geeignet, da derartige Materialien nicht
ausreichend transparent sind. Ein Beispiel eines für diese
Ausführungsform
geeigneten Materials ist ein entsprechender Typ eines imidierten
Acrylats. Imidierte Acrylat sind von AtoHass, Philadelphia, Pennsylvania,
unter dem Warenzeichen KAMAXTM. Dem Fachmann
sind weitere geeignete Plastikmaterialien bekannt. Des Weiteren
können
geeignete Mengen von Benzotriazol-Derivaten als nicht vergilbende
Zusatzstoffe für
Plastikmaterialien verwendet werden, um diese zu veranlassen, Licht
eines Bereichs von 400 nm oder weniger zu absorbieren. Dem Fachmann
sind weitere, für
derartige Verwendungen geeignete Zusätze bekannt. Ein Fachmann ist
in der Lage, einen geeignete Plastikmaterialen auszuwählen oder
eine geeignete Menge an Zusatzstoffen zu bestimmen, wie oben erläutert.
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Die Schutzschichten 9a, 9b sind
bevorzugt etwa 1 mils dick und aus Polyethylenterephthalat oder
einem ähnlichen
Plastikmaterial gebildet.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Anordnung, die zur Bildung der Schichtstruktur 1 geeignet
ist. Bevorzugt werden die verschiedenen Materialien, die die Schichtstruktur 1 bilden,
auf Walzen gewickelt, wie die Walzen 8a–8c, und einem Mittel zugeführt, das
die Materialie zusammendrückt,
wie Laminierwalzen 11. In einer bevorzugten Ausführungsform
werden die Kanten 15 der Schichtstruktur nach der Laminierung
unter Einsatz von Plastikverschweißverfahren, wie Ultraschallschweißen oder ähnlichem,
versiegelt. Wenn das Material in Blätter geschnitten wird, wie
das Blatt 21, werden die Schnittkanten ebenfalls bevorzugt
versiegelt. Deshalb befinden sich derartige (nicht dargestellte)
Ausrüstungen
zum Versiegeln der Schichtstruktur bevorzugt in der Nähe der Laminierwalzen 11 und
der Schneidevorrichtung 13. Da die Blätter auf allen vier Seiten
versiegelt sind, wird die Schichtstruktur durch ein Vakuum zusammengehalten,
bis eine Trennung erforderlich wird.
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In einer weiteren Ausführungsform
werden die Kanten der Schichtstruktur nicht verschweißt, sondern
ein Klebstoff 19 kann auf die Außenkanten 17 der Innenoberfläche 2 des
oberen oder des unteren Trägermaterials 3a, 3b aufgetragen
werden, um eine Verbindung zu bilden, die die verschiedenen Schichten
der Schichtstruktur in ihrem anliegendem Verhältnis zueinander hält. Alternativ
kann der Klebstoff 19 auch auf die Außenkanten der beiden Oberflächen der
UV-Blockierschicht 7 aufgetragen
werden.
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In einer weiteren Ausführungsform
kann ein schwacher Klebstoff auf größere Abschnitte beider Oberflächen der
UV-Blockierschicht 7 aufgetragen werden, so dass das obere
und das untere Trägermaterial 3a, 3b zeitweise über die
gesamte Breite der Trägermaterialien
an der UV-Blockierschicht festliegen, statt nur an den Kanten. In
dieser alternativen Ausführungsform
ist es wichtig, dass der verwendete Klebstoff schwachklebend ist,
da das obere und das untere Trägermaterial 3a, 3b der
Schichtstruktur 1 in nachfolgenden Verarbeitungsschritten
voneinander getrennt werden müssen.
Wenn Schutzschichten 9a, 9b vorliegen, müssen sie
nicht miteinander oder den vorangegangenen Trägermaterialschichten 3a, 3b verschweißt oder
verklebt werden, da derartige Schichten entfernt werden, lange bevor
der Rest der Schichtstruktur getrennt wird, und liegen weiterhin durch
statische Anziehung an den Trägermaterialschichten
an.
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Es wird bevorzugt, zusammen mit den
Laminierwalzen 11 ein Plastikverschweißverfahren oder einen Klebstoff
zu wählen,
um die verschiedenen Schichten aneinander zu befestigen. In anderen,
weniger bevorzugten Ausführungsformen
kann die Schichtstruktur 1 verklebt werden, indem Laminierwalzen
oder andere Geräte
zum Zusammendrücken der
Schichten allein verwendet werden. In derartigen Ausführungsformen
sollte der Press- oder Laminierungsschritt bei einer Temperatur
durchgeführt
werden, bei der die UV-Blockierschicht 7 oder die Trägermaterialschichten 3a, 3b erweichen.
Alternativ kann der UV-Blockierschicht 7 oder den Trägermaterialschichten 3a, 3b eine
Deckschicht zugefügt
werden, die so gewählt
ist, dass sie bei der Laminierungstemperatur erweicht.
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Nach der Verklebung kann die Schichtstruktur 1 auf
eine (nicht dargestellte) Walze aufgewickelt werden oder in einzelne
Blätter
geschnitten werden, indem ein Schneidegerät oder ein Schergerät 13 verwendet
wird. Die Schichtstruktur 1, entweder aufgerollt oder geschnitten,
ist dann fertig zur weiteren Verarbeitung. Wenn die Schichtstruktur 1 zurechtgeschnitten
wird, wird sie bevorzugt in Blätter
geschnitten, die Dimensionen aufweisen, die normalerweise für die Platinenherstellung
geeignet sind, wie 18 Zoll × 24
Zoll oder 24 Zoll × 24
Zoll.
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Eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
wird in 3 dargestellt.
Im Schritt 100 werden zwei Plastikträgermaterialien, wie die Plastikträgermaterialien 3a, 3b,
die auf einer Seite mit einem transparenten Elektrodenmaterial beschichtet
wurden, wie dem transparenten Elektrodenmaterial 5a, 5b,
zur weiteren Verarbeitung geeignet positioniert. Das vorliegende
Verfahren kann den Schritt des Beschichtens der Trägermaterialien 3a, 3b mit
einem transparenten Elektrodenmaterial umfassen; es ist allerdings
derzeit bevorzugt, dass die Trägermaterialien 3a, 3b von
einer Einrichtung vorbeschichtet werden, die auf diesen Verfahrensschritt spezialisiert
ist. Weiterhin wird ein Material, das zum Blockieren von ultraviolettem
Licht geeignet ist, wie die W-Blockierschicht 7, so positioniert,
dass es zwischen den Trägermaterialien 3a und 3b zu
liegen kommt, wenn die Schichtstruktur gebildet wird.
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Wenn ein Klebstoff in einem Schritt
des vorliegenden Verfahrens verwendet wird, kann er in Schritt 105 aufgetragen
werden. Ein solcher Klebstoff kann wie oben beschrieben oder in
irgendeiner anderen Weise aufgetragen werden, die einem Fachmann hinsichtlich
der vorliegenden Lehre geeignet erscheint, um die Schichtstruktur
zu verkleben. In einer alternativen Ausführungsform kann der Klebstoff
zuvor vom Hersteller der W-Blockierschicht 7 oder der Trägermaterialien
aufgetragen worden sein. Wenn die Schichtstruktur in Blätter geschnitten
wird, wird es bevorzugt, die Klebebindung der Kanten 15 der Schichtstruktur
durch eine weitere Verklebung jeder Schnittkante zu unterstützen. Dies
kann im unten beschriebenen Schritt 120 erfolgen.
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In Schritt 110 wird die
Schichtstruktur 1 dadurch gebildet, dass die UV-Blockierschicht 7 zwischen
die beiden Plastikträgermaterialien 3a, 3b gebracht
wird und diese dann durch die Laminierungswalzen 11 oder
andere Mittel zum Zusammendrücken
der verschiedenen Schichten hindurchgeführt werden. Die Plastikträgermaterialien 3a, 3b werden so
positioniert, dass die Oberfläche 2 jedes
der Trägermaterialien
der W-Blockierschicht 7 am
nächsten liegt.
Dadurch zeigt das transparente Elektrodenmaterial 5a, 5b im
Verhältnis
zur UV-Blockierschicht 7 nach außen.
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In einer alternativen Ausführungsform
weist die in Schritt 110 gebildete Schichtstruktur außerdem Schutzschichten
auf, wie die Schutzschichten 9a, 9b, die beispielsweise
in 2 gezeigt sind. In
dieser Ausführungsform
befinden sich die beiden Trägermaterialien 3a, 3b und
die UV-Blockierschicht 7 zwischen den Schutzschichten 9a, 9b.
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Im Schritt 120 wird die
Schichtstruktur verklebt/versiegelt, um die verschiedenen Schichten
der Schichtstruktur in der richtigen Stellung zueinander aneinander
liegend zu halten. Dieses Verkleben kann durch ein Ultraschallschweißverfahren
erzielt werden, das bereits erwähnt
wurde, oder durch andere Plastikschweißverfahren, die dem Fachmann
bekannt sind. Dazu können
Geräte,
die zum Plastikschweißen
verwendet werden können,
so positioniert werden, dass sie die Schichtstruktur verschweißen, wenn
sie aus den Laminierwalzen 11 austritt und nach dem Schneidegerät 13.
Wie bereits erwähnt, kann,
wenn ein Klebstoff wie in Schritt 105 verwendet wird oder
vom Hersteller zuvor aufgebracht worden war, das Verkleben in Schritt 110 erfolgen,
wenn die verschiedenen Schichten durch die Laminierwalzen 11 oder
ein ähnliches
Gerät hindurchgezogen
werden. Es ist allerdings erwünscht,
die zuvor erwähnte Verklebung
durch eine Verklebung der Schnittkanten der Schichtstruktur mittels
Plastikschweißverfahren zu
verstärken
(falls die Schichtstruktur in Blätter
geschnitten werden soll). Des Weiteren kann, wie bereits erläutert, die „Verklebung" in Schritt 110 vorgenommen
werden, falls eine Laminierung bei geeigneter Temperatur vorgenommen
wird, so dass sich die verschiedenen Schichten erweichen.
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Wie bereits dargestellt, kann, sobald
die Schichtstruktur 1 gebildet ist, diese aufgewickelt
werden oder zur weiteren Bearbeitung geschnitten werden. Derartige
Weiterverarbeitung, die nachstehend im Einzelnen beschrieben wird,
umfasst die Rasterung der Elektroden, wie in 4 dargestellt, und das Stanzen der Ausrichtungsöffnungen,
das Aufbringen der Ausrichtungsschichten und die Trennung der Schichtstruktur,
was in 5 dargestellt
ist. Weitere Verarbeitung ist not wendig, um die Flüssigkristallanzeige
zu bilden. Diese weitere Verarbeitung, die in den 6 und 7 dargestellt
ist, ist in Fachkreisen wohlbekannt und wird nicht im Einzelnen
erläutert.
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Wesentliche Veränderungen finden an den Trägermaterialien 3a, 3b statt,
wenn diese verarbeitet werden, um zu „Platten" der LCD zu werden, so dass es nicht
angebracht wäre,
diese als etwas anderes als „Trägermaterialien" zu bezeichnen. Der
Klarheit halber wird der Betriff „Trägermaterial" in dieser Beschreibung unabhängig davon
verwendet, bis zu welchem Grad die Trägermaterialien 3a, 3b bearbeitet
worden sind, d. h. fotolithografische Bearbeitung, Auftrag weiterer
Schichten usw. In 4 werden
die Schutzschichten 9a, 9b, wenn diese vorhanden
sind, in Schritt 140 abgezogen. Dann wird in Schritt 150 ein Fotoresist
auf die Schichten des transparenten Elektrodenmaterials 5a, 5b aufgetragen,
und zwar auf jedes der Plastikträgermaterialien 3a, 3b.
Im Schritt 160 werden die Vorlagen oder Masken zum Rastern des
transparenten Elektrodenmaterials in Streifen, Linien oder rechteckigen
Platten auf dem oberen und dem unteren Plastikträgermaterial 3a, 3b ausgerichtet
positioniert und dann UV-Licht ausgesetzt. Da die Schichtstruktur 1 eine
UV-Blockierschicht 7 beinhaltet, können die Maske, die an dem
oberen Plastikträgermaterial 3a und
die Maske, die an dem unteren Plastikträgermaterial 3b befestigt
sind, gleichzeitig belichtet werden. Mechanische Ausrichtungselemente,
wie Löcher,
können
jederzeit nach der Belichtung in die Plastikträgermaterialien 3a, 3b eingestanzt werden.
Die Verwendung von Plastikmaterial statt Glas für LCD-Platinen erleichtert das Einbringen
von mechanischen Ausrichtungselementen.
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In Schritt 170 werden typische
fotolithografische Verarbeitungsschritte wie Entwicklung, Ätzen, Abziehen,
Trocknen und ähnliches
durchgeführt.
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Es wird bevorzugt, das Elektrodenmaterial zu
rastern, indem fotolithografische Verfahren verwendet werden, wie
oben erläutert
und wie in 4 dargestellt.
Siebdruck- oder Offset-Verfahren können aber ebenfalls verwendet
werden, um das Elektrodenmaterial zu rastern. Derartige Druckverfahren sind
dem Fachmann wohlbekannt. Wenn Siebdruck- oder Offset-Verfahren
verwendet werden, wird keine W-Blockierschicht 7 benötigt. Im
Verlauf dieser Schrift bezieht sich der Begriff „Raster", wenn er im Zusammenhang mit dem Rastern
des Elektrodenmaterials verwendet wird, auf ein beliebiges fotolithografisches
oder Druckverfahren. Wie in den 4–7 dargestellt, werden Elektroden
auf einer Vielzahl separater Bereiche auf einem Blatt der Schichtstruktur 1 gerastert,
so wie Blatt 21 in 2.
Jeder dieser Bereiche kann letztendlich ausgeschnitten und zurechtgeschnitten
werden, um eine der Platten einer LCD zu bilden. Aus einem einzigen
Blatt der Schichtstruktur können
somit mehrere derartige Platten gebildet werden. Es ist daher verständlich,
dass, obwohl die Beschreibung im Allgemeinen die Bildung einer einzelnen
LCD aus Blättern
der Trägermaterialien 3a, 3b betrifft,
normalerweise eine Vielzahl derartiger LCDs gebildet werden.
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Wie bereits angemerkt, können Ausrichtungselemente,
wie Löcher,
jederzeit nach Belichtung des Fotoresists in die Schichtstruktur 1 gestanzt werden.
Dieser Vorgang wird in Schritt 180 von 5 angedeutet.
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In Schritt 190 wird ein
dünner
Polymerfilm, der als Ausrichtungsschicht oder Richtungsfilm bezeichnet
wird, auf die transparente Elektrodenschicht 5a, 5b aufgebracht,
die inzwischen gerastert worden ist. Die Ausrichtungsschicht vereinfacht
die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle auf der
Oberfläche des
Plastikträgermaterials.
Geeignete Polymermaterialien und Ver fahren zum Aufbringen derartiger
Polymere sind dem Fachmann wohlbekannt.
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In Schritt 200 werden die
verklebten Kanten der Schichtstruktur 1 zurechtgeschnitten,
so dass die Plastikträgermaterialien 3a, 3b voneinander
getrennt werden können
und die Schichtstruktur entlaminiert werden kann.
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Obwohl es bevorzugt ist, dass die
Ausrichtungsschicht vor der Entlaminierung der Schichtstruktur 1 aufgebracht
wird, kann das in Schritt 190 beschriebene Aufbringen auch
nach der Entlaminierung vorgenommen werden.
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Nach der Trennung wird die Ausrichtungsschicht
auf jedem der Plastikträgermaterialien 3a, 3b in
einer gewählten
Richtung gerieben, wie in Schritt 210 von 6 dargestellt. Das Reiben hinterlässt feine
Rillen auf der Oberfläche
der Ausrichtungsschicht, die das Ausrichten der Flüssigkristallmoleküle an der Plastikträgermaterialoberfläche unterstützen, und fördert dadurch
den richtigen „Schrägstellungs"-Winkel. Verfahren
zum Reiben und Steuern des Schrägstellungswinkels über den
Reibungsdruck und die Geschwindigkeit sind dem Fachmann wohlbekannt. Reiben
und andere Verfahrensschritte, die nachstehend erwähnt werden,
sind in der Fachwelt bekannt und werden normalerweise bei der Herstellung
von LCDs verwendet.
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Nach dem Reiben werden die Plastikträgermaterialien 3a, 3b gereinigt
und getrocknet, und dann in Schritt 220 werden Verbindungsfenster
durch eines der Plastikträgermaterialien
hindurchgestanzt. In Schritt 230 und 240 werden
die Kanten versiegelt und Abstandhalter auf einem der Plastikträgermaterialien angebracht,
um einen genauen Zwischenraum zwischen dem oberen und dem unteren
Plastikträgermaterial 3a, 3b bilden
und aufrechterhalten zu können.
Wie in Schritt 250 dargestellt, werden dann das obere und
das untere Plastikträgermaterial
zusammengebracht und ausgerichtet. Die Ausrichtung wird durch ein
mechanisches Ausrichtungssystem und Richtungselemente durchgeführt. Bei
kritischeren Anwendungen kann auch ein optisches Ausrichtungssystem
verwendet werden. Wie in Schritt 260 von 7 dargestellt, kann die in Schritt 230 angebrachte
Kantenversiegelung entweder durch UV-Licht oder thermisch gehärtet werden.
Flüssigkristallmaterial
wird in Schritt 270 zwischen die beiden laminierten Plastikträgermaterialien
eingebracht. Um das Einbringen zu ermöglichen, werden die Plastikträgermaterialien,
die eine Vielzahl an „Platten" umfassen, normalerweise
zerschnitten, um Reihen oder Spalten derartiger Platinen vorzusehen,
die eine Schnittkante aufweisen. Im letzten Schritt 280 wird ein
Polarisator auf die Außenseite
jedes Plastikträgermaterials
aufgebracht.
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Selbstverständlich zeigen die Ausführungsformen
dieser Schrift die Prinzipien der vorliegenden Erfindung und sind
nicht als Einschränkung
des Rahmens der Erfindung zu verstehen.