FR2758401A1

FR2758401A1 - Liquid crystal cell mfr. process with plastic and glass surface plates

Info

Publication number: FR2758401A1
Application number: FR9800069A
Authority: FR
Inventors: Peter Knoll
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 1998-07-17
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: NL1008002C2; NL1008002A1; FR2758401B1; JPH10206812A

Abstract

The process uses a plastic plate (2) made with cavities (5) which traverse the plate and extend along most of the lines of separation (30) prior to joining to the glass plate (1) with the spacer (11) between. The glass plate is notched along the lines of separation and the device is broken along these lines. The plastic is chosen with a high resistance to shock, in the context of a fracture by a single action, and the glass has less resistance. A criss-cross network of lines with a thin film transistor at each intersection is formed on the inward glass surface. Electrodes are formed on each inward surface and a colour filter may be placed on the inward plastic surface.

Description

Etat de la technique
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides selon lequel on relie une première plaque de substrat et une seconde plaque de substrat ainsi qu'un organe d'écartement placé entre elles, pour former un dispositif que l'on divise suivant des lignes de séparation.State of the art
The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal cell according to which a first substrate plate and a second substrate plate are connected together with a spacer member placed between them, to form a device which is divides along dividing lines.

Actuellement les cellules à cristaux liquides s'utilisent dans un grand nombre d'affichages différents à cristaux liquides. Une cellule à cristaux liquides se compose de deux plaques planes de verre maintenues écartées en général à une faible distance définie de manière précise par des organes d'écartement. Entre les deux plaques de verre se trouve le cristal liquide. Souvent, la surface des plaques de verre mouillée par le cristal liquide comporte des électrodes nécessaires pour appliquer un champ électrique au cristal liquide et si possible également un filtre de couleur. Currently liquid crystal cells are used in a large number of different liquid crystal displays. A liquid crystal cell is made up of two flat glass plates kept apart in general at a small distance defined precisely by spacers. Between the two glass plates is the liquid crystal. Often, the surface of the glass plates wetted by the liquid crystal has electrodes necessary to apply an electric field to the liquid crystal and if possible also a color filter.

Selon l'état de la technique, on fabrique en une seule fois un grand nombre de cellules à cristaux liquides. According to the state of the art, a large number of liquid crystal cells are manufactured at one time.

Pour cela on applique des organes d'écartement à des endroits appropriés d'une première plaque de verre. Puis, on place une seconde plaque de verre sur les organes d'écartement et on la colle à la première plaque de verre. A l'aide d'un diamant, on réalise une entaille dans la première plaque de verre le long de la ligne limite fictive entre les différents cristaux liquides. Puis, on réalise une entaille dans la face opposée de la seconde plaque de verre et enfin on casse les différentes cellules à cristaux liquides du substrat. A travers une petite découpe dans la colle, on introduit le cristal liquide, puis on ferme de nouveau cette ouverture.For this, spacers are applied to appropriate places on a first glass plate. Then, place a second glass plate on the spacers and glue it to the first glass plate. Using a diamond, a cut is made in the first glass plate along the fictitious limit line between the different liquid crystals. Then, a notch is made in the opposite face of the second glass plate and finally the different liquid crystal cells of the substrate are broken. Through a small cut in the glue, we introduce the liquid crystal, then close this opening again.

I1 est en outre connu selon l'état de la technique d'utiliser des plaques de matière plastique ou des feuilles de matière plastique à la place de plaques de verre. Dans ce cas, la fabrication des cellules à cristaux liquides consiste à découper tout d'abord séparément les différentes plaques de matière plastique, puis de fabriquer chaque cellule séparément en collant. It is further known according to the state of the art to use plastic plates or plastic sheets in place of glass plates. In this case, the manufacture of the liquid crystal cells consists in first of all cutting the different plastic plates separately, then in making each cell separately by gluing.

Toutefois selon le premier état de la technique ainsi décrit, il n'est pas possible de fabriquer des cellules à cristaux liquides ayant d'un côté une plaque de verre et de l'autre côté une plaque de matière plastique. However, according to the first state of the art thus described, it is not possible to manufacture liquid crystal cells having on one side a glass plate and on the other side a plastic plate.

Dans ce cas, il est difficile de séparer les cellules, car lorsqu'on coupe la plaque de matière plastique, on risque d'abîmer les chemins conducteurs du côté mouillé de la plaque de verre et par ailleurs on ne peut pas casser le verre avant d'avoir couper la matière plastique.In this case, it is difficult to separate the cells, because when cutting the plastic plate, there is a risk of damaging the conductive paths on the wet side of the glass plate and moreover the glass cannot be broken before to have cut the plastic.

Avantages de l'invention :
La présente invention concerne un procédé du type défini ci-dessus permettant de remédier aux inconvénients des procédés connus et caractérisé à cet effet en ce que
pour la première plaque de substrat on utilise une matière
à résistance élevée aux chocs par exemple une matière
plastique,
on munit la première plaque de substrat de cavités avant
de la relier à la seconde plaque de substrat, les cavités
étant disposées le long des lignes de séparation,
on choisit pour la seconde plaque de substrat, une matière
ayant une résistance aux chocs moindre, notamment du
verre,
on entaille la seconde plaque de substrat le long de
lignes de séparation
zn divise le dispositif en cassant le long des lignes de
séparation.Advantages of the invention:
The present invention relates to a method of the type defined above making it possible to remedy the drawbacks of the known methods and characterized for this purpose in that
for the first substrate plate we use a material
with high impact resistance for example a material
plastic,
the first substrate plate is provided with cavities before
to connect it to the second substrate plate, the cavities
being arranged along the dividing lines,
for the second substrate plate, a material is chosen
having a lower impact resistance, in particular of
glass,
the second substrate plate is scored along
dividing lines
zn divides the device by breaking along the lines of
separation.

Le procédé selon l'invention offre l'avantage de permettre de fabriquer simultanément plusieurs cellules à cristaux liquides avec une plaque de substrat en matière plastique. The method according to the invention offers the advantage of making it possible to simultaneously manufacture several liquid crystal cells with a plastic substrate plate.

Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention
on entaille la seconde plaque de substrat après avoir
réalisé la liaison,
on réalise les cavités pour qu'elles traversent toute
l'épaisseur de la première plaque de substrat,
on réalise les cavités pour qu'elles recouvrent la plus
grande partie des lignes de séparation,
sur la face de la seconde plaque de substrat tournée vers
la première plaque de substrat, on applique un réseau
cruciforme de lignes et,
en chaque point d'intersection, on applique un transistor
en film mince,
sur la face de la seconde plaque de substrat tournée vers
la première plaque de substrat, on applique des
électrodes,
sur la face de la première plaque de substrat tournée vers
la première plaque de substrat, on applique des
électrodes,
sur la face de la première plaque de substrat tournée vers
la seconde plaque de substrat, on applique un filtre de
couleur.According to other advantageous features of the invention
we cut the second substrate plate after having
made the connection,
we make the cavities so that they cross the whole
the thickness of the first substrate plate,
we make the cavities so that they cover the most
large part of the dividing lines,
on the face of the second substrate plate facing
the first substrate plate, we apply a network
cross cruciform and,
at each intersection point, apply a transistor
thin film,
on the face of the second substrate plate facing
the first substrate plate, we apply
electrodes,
on the face of the first substrate plate facing
the first substrate plate, we apply
electrodes,
on the face of the first substrate plate facing
the second substrate plate, we apply a filter of
color.

I1 est particulièrement avantageux d'entailler la seconde plaque de substrat après avoir réalisé la liaison pour qu'ainsi la seconde plaque de substrat présente une plus grande stabilité de structure pendant la liaison et soit plus facile à manipuler. It is particularly advantageous to cut the second substrate plate after having made the connection so that the second substrate plate therefore has greater structural stability during the connection and is easier to handle.

La séparation en cellules distinctes est particulièrement simple si les entailles traversent la première plaque de substrat dans toute son épaisseur. Separation into separate cells is particularly simple if the cuts pass through the entire first thickness of the substrate plate.

Si les entailles sont réalisées pour recouvrir la, plus grande partie des lignes de séparation, il ne subsiste que de faibles entretoises de matière plastique de la première plaque de substrat qui peuvent être séparées en exerçant une force particulièrement faible. La très faible force qu'il faut appliquer se traduit par un risque plus faible d'endommager les différentes cellules à cristaux liquides lorsqu'on les sépare. If the cuts are made to cover the greater part of the separation lines, only small plastic spacers remain from the first substrate plate which can be separated by exerting a particularly weak force. The very low force that must be applied translates into a lower risk of damaging the various liquid crystal cells when they are separated.

I1 est particulièrement avantageux d'utiliser ce procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides dont la première plaque de substrat comporte un réseau cruciforme de ligne avec à chaque point d'intersection un transistor en film mince et sur la première plaque de substrat, un filtre de couleur, car d'une part le filtre de couleur est réalisable d'une manière particulièrement simple en matière plastique et d'autre part les conducteurs et le transistor en film mince nécessitent des températures élevées pour leur fabrication, c'est pourquoi le verre convient beaucoup mieux que la matière plastique ; le procédé selon l'invention permet ainsi de fabriquer rationnellement de telles cellules. It is particularly advantageous to use this method of manufacturing a liquid crystal cell, the first substrate plate of which has a cruciform line network with, at each intersection point, a thin film transistor and on the first substrate plate, a color filter, because on the one hand the color filter can be produced in a particularly simple way in plastic material and on the other hand the conductors and the thin film transistor require high temperatures for their manufacture, this is why glass is much better than plastic; the method according to the invention thus makes it possible to rationally manufacture such cells.

Enfin, il est particulièrement avantageux que la face de la seconde plaque de substrat tournée vers la première plaque de substrat comporte des électrodes, ce qui permet de minimiser les erreurs de parallaxe lorsqu'on utilise les cellules à cristaux liquides pour un affichage à cristaux liquides. Finally, it is particularly advantageous if the face of the second substrate plate facing the first substrate plate has electrodes, which makes it possible to minimize parallax errors when using liquid crystal cells for a liquid crystal display. .

Dessins
Un exemple de réalisation de l'invention est représenté dans les dessins et sera décrit ci-après de manière plus détaillée.Drawings
An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings and will be described below in more detail.

Ainsi
- la figure 1 est une coupe transversale de la partie d'une cellule à cristaux liquides selon l'état de la technique,
- la figure 2 montre en coupe transversale plusieurs cellules à cristaux liquides, réunies, comme à la figure 1, avant qu'elles ne soient séparées,
- la figure 3 est une vue d'une première plaque de substrat,
- la figure 4 montre en coupe transversale plusieurs cellules à cristaux liquides encore réunies avant qu'elles ne soient séparées.So
FIG. 1 is a cross section of the part of a liquid crystal cell according to the state of the art,
FIG. 2 shows in cross section several liquid crystal cells, joined together, as in FIG. 1, before they are separated,
FIG. 3 is a view of a first substrate plate,
- Figure 4 shows in cross section several liquid crystal cells still united before they are separated.

Description
La figure 1 est une coupe transversale d'une cellule à cristaux liquides. La cellule à cristaux liquides se compose d'une première plaque 2 et d'une seconde plaque 1 ; ces deux plaques sont des plaques de verre, planes. La première plaque de substrat 2 et la seconde plaque de substrat 1 sont disposées parallèlement l'une au-dessus de l'autre. La distance entre les plaques est définie par des organes d'écartement, intermédiaires constitués par exemple par de courts morceaux de fibres de verre. La première plaque de substrat 2 et la seconde plaque de substrat 1 sont réunies avec de la colle 14.Description
Figure 1 is a cross section of a liquid crystal cell. The liquid crystal cell consists of a first plate 2 and a second plate 1; these two plates are flat glass plates. The first substrate plate 2 and the second substrate plate 1 are arranged parallel one above the other. The distance between the plates is defined by intermediate spacers, constituted for example by short pieces of glass fibers. The first substrate plate 2 and the second substrate plate 1 are joined together with glue 14.

La coupe représentée à la figure 1 montre que la colle n'est prévue que d'un côté, dans une cellule à cristaux liquides, fonctionnelle, mais la colle 14 forme avec la première plaque 2 et la seconde plaque 1, une cavité fermée de manière étanche vis-à-vis de l'air et de l'humidité et dans laquelle se trouve le cristal liquide 20. A la fois la première plaque 2 et la seconde plaque 1 sont munies de revêtements de structure. Sur la seconde plaque de substrat 1 se trouve une électrode inférieure 13 réalisée comme couche mince structurée en oxyde d'indiumzinc. I1 s'agit de conducteurs électriques transparents. Sur le côté opposé de la première plaque de support 2 se trouve l'électrode supérieure 12 également constituée par une mince couche d'oxyde d'indium-zinc. A un coin de l'électrode inférieure 13, il y a un transistor en film mince 9 nécessaire à la commande de l'électrode 13 et ainsi à la génération d'un champ électrique déterminé entre l'électrode inférieure 13 et l'électrode supérieure 12. Les lignes d'alimentation du transistor en film mince 9 ont été supprimées à la figure 1 dans un but de simplification. Sur la première plaque de support 2, sensiblement au-dessus du transistor en film mince 9 se trouve un revêtement noir 21. The section shown in Figure 1 shows that the glue is only provided on one side, in a liquid crystal cell, functional, but the glue 14 forms with the first plate 2 and the second plate 1, a closed cavity of in a sealed manner with respect to air and humidity and in which the liquid crystal 20 is located. Both the first plate 2 and the second plate 1 are provided with structural coatings. On the second substrate plate 1 is a lower electrode 13 produced as a thin layer structured in indiumzinc oxide. These are transparent electrical conductors. On the opposite side of the first support plate 2 is the upper electrode 12 also formed by a thin layer of indium-zinc oxide. At a corner of the lower electrode 13, there is a thin film transistor 9 necessary for the control of the electrode 13 and thus for the generation of a determined electric field between the lower electrode 13 and the upper electrode 12. The supply lines of the thin film transistor 9 have been deleted in FIG. 1 for the purpose of simplification. On the first support plate 2, substantially above the thin film transistor 9 is a black coating 21.

Le revêtement noir 21 de dimensions identiques légèrement supérieures à celles du transistor en film mince 9 est transparent à la lumière. L'électrode supérieure 12 est revêtue dans l'exemple de réalisation choisi, en outre d'un filtre de couleur 3.The black coating 21 of identical dimensions slightly larger than those of the thin film transistor 9 is transparent to light. The upper electrode 12 is coated in the chosen embodiment, in addition with a color filter 3.

La fabrication d'un grand nombre de cellules à cristaux liquides selon l'état de la technique sera décrite ci-après à l'aide de la figure 2 ; les mêmes références que celles de la figure 1 désignent les mêmes pièces. Une première plaque de support 2 et une seconde plaque de support 1 sont reliées avec de la colle 14. Entre la première plaque de support 2 et la seconde plaque de support 1, on a introduit des organes d'écartement qui n'apparaissent toutefois pas à la figure 2. I1 se forme ainsi une cavité 22 entre les deux plaques de support 1, 2. The manufacture of a large number of liquid crystal cells according to the state of the art will be described below with the aid of FIG. 2; the same references as those in FIG. 1 designate the same parts. A first support plate 2 and a second support plate 1 are connected with glue 14. Between the first support plate 2 and the second support plate 1, spacers have been introduced which, however, do not appear in FIG. 2. I1 thus forms a cavity 22 between the two support plates 1, 2.

La cavité 22 représentée n'est pas encore remplie par le cristal liquide.The cavity 22 shown is not yet filled with the liquid crystal.

Le dispositif représenté à la figure 2 se compose de trois cellules complètes à cristaux liquides encore réunies selon les lignes de séparation 30. Avant de remplir la cavité 22 avec du cristal liquide, il faut séparer les cellules à cristaux liquides. Pour cela, on entaille les plaques de substrat 1, 2 suivant les lignes de séparation 30 en utilisant un diamant de vitrier pour former les entailles 6. Puis, on peut séparer les différentes cellules à cristaux liquides en cassant le dispositif de la figure 2. The device shown in Figure 2 consists of three complete liquid crystal cells still joined along the separation lines 30. Before filling the cavity 22 with liquid crystal, it is necessary to separate the liquid crystal cells. For this, the substrate plates 1, 2 are notched along the separation lines 30 using a glazier's diamond to form the notches 6. Then, the different liquid crystal cells can be separated by breaking the device of FIG. 2.

La figure 3 est une vue de dessus d'une première plaque de substrat du procédé de l'invention ; plusieurs cellules à cristaux liquides doivent être obtenues en séparant le long des lignes de séparation 30. La première plaque de substrat 2 est une plaque mince transparente de matière plastique subdivisée en segments sensiblement rectangulaires par des lignes de séparation géométriques 30. Figure 3 is a top view of a first substrate plate of the method of the invention; several liquid crystal cells must be obtained by separating along the separation lines 30. The first substrate plate 2 is a thin transparent plate of plastic material subdivided into substantially rectangular segments by geometric separation lines 30.

La première plaque de substrat 2 comporte des cavités rectangulaires 5 réalisées sous la forme de découpes traversant la première plaque de substrat 2. Les cavités 5 sont toutes prévues le long des lignes de séparation 30 et sont alignées par leur axe longitudinal, parallèlement à la ligne de séparation 30 ; ainsi, les différents segments rectangulaires constituant les lignes de séparation 30 ne sont reliés que par un nombre réduit d'entretoises étroites 7. Au bord du segment rectangulaire 8, il y a un cordon de colle 14 ayant la forme d'un rectangle avec des coins légèrement arrondis ; ce cordon de colle est interrompu à un endroit par une ouverture 15. Quelques organes d'écartement 11 sont dispersés sur la première plaque de substrat 2.The first substrate plate 2 has rectangular cavities 5 produced in the form of cutouts crossing the first substrate plate 2. The cavities 5 are all provided along the separation lines 30 and are aligned by their longitudinal axis, parallel to the line separation 30; thus, the various rectangular segments constituting the separation lines 30 are connected only by a reduced number of narrow spacers 7. At the edge of the rectangular segment 8, there is a bead of adhesive 14 having the shape of a rectangle with slightly rounded corners; this bead of adhesive is interrupted in one place by an opening 15. Some spacers 11 are dispersed on the first substrate plate 2.

Pour fabriquer une cellule à cristaux liquides, on applique une seconde plaque de substrat sur la première plaque représentée à la figure 3. La figure 4 montre une coupe transversale du dispositif ainsi obtenu ; ce dispositif a été retourné, de sorte que la première plaque de substrat est tournée vers le haut. Des couches structurées de manière complémentaire sur les deux plaques de substrat ont été éliminées pour simplifier le dessin. Le dispositif se compose d'une seconde plaque de substrat 1 et d'une première plaque de substrat 2, ces deux plaques étant séparées d'un intervalle fixe par des organes d'écartement 11. Les deux plaques de substrat sont maintenues réunies par de la colle 14. La cavité 5 est réalisée dans la première plaque 2 suivant la ligne de séparation 30 ; l'entretoise 7 connue selon la figure 3 n'apparaît pas dans la vue choisie ici. Sur le côté inférieur de la seconde plaque de substrat 1, on a également des entailles 6. To manufacture a liquid crystal cell, a second substrate plate is applied to the first plate shown in Figure 3. Figure 4 shows a cross section of the device thus obtained; this device has been turned over, so that the first substrate plate is facing upwards. Completely structured layers on the two substrate plates have been removed to simplify the drawing. The device consists of a second substrate plate 1 and a first substrate plate 2, these two plates being separated by a fixed interval by spacers 11. The two substrate plates are held together by the adhesive 14. The cavity 5 is produced in the first plate 2 along the separation line 30; the spacer 7 known according to FIG. 3 does not appear in the view chosen here. On the lower side of the second substrate plate 1, there are also notches 6.

En cassant le long des entailles 6, on obtient les différentes cellules à cristaux liquides. Grâce à l'effet d'entaille, on peut casser de manière connue, la seconde plaque de substrat 1 en verre. La première plaque de substrat 2 qui est en une matière plastique résistant aux chocs, et que l'on ne pourrait pas casser par un effet d'entaille, dispose, grâce aux cavités 5, d'un point de rupture de consigne car les étroites entretoises 7 qui subsistent peuvent se casser en exerçant une force réduite. By breaking along the notches 6, the various liquid crystal cells are obtained. Thanks to the notch effect, the second glass substrate plate 1 can be broken in a known manner. The first substrate plate 2, which is made of an impact-resistant plastic material, and which cannot be broken by a notch effect, has, thanks to the cavities 5, a set point of rupture because the narrow 7 remaining spacers can break by exerting reduced force.

Le remplissage des différentes cellules de cristaux liquides avec du cristal liquide se fait également de manière connue, par exemple en générant une dépression entre les deux plaques de substrat pour aspirer le cristal liquide à travers l'ouverture 15 montrée à la figure 3, puis obturer l'ouverture 15 avec de la colle 14. The filling of the various liquid crystal cells with liquid crystal is also done in a known manner, for example by generating a vacuum between the two substrate plates to suck the liquid crystal through the opening 15 shown in FIG. 3, then close off opening 15 with glue 14.

I1 est également possible et prévu de réaliser la plaque inférieure ou même les deux plaques en matière plastique et dans ce cas on prévoit des cavités 5 dans toutes les plaques de substrat en matière plastique. It is also possible and planned to produce the lower plate or even the two plastic plates and in this case cavities 5 are provided in all the plastic substrate plates.

I1 est également possible et prévu d'appliquer le procédé selon l'invention à la fabrication de cellules à cristaux liquides formées à partir d'autres plaques de substrat en une matière différente du verre ou de la matière plastique. Le procédé convient en particulier si l'une des deux plaques de substrat a une plus forte résistance aux chocs et/ou une résistance aux chocs après entaille que l'autre plaque. It is also possible and planned to apply the method according to the invention to the manufacture of liquid crystal cells formed from other substrate plates made of a material different from glass or plastic. The method is particularly suitable if one of the two substrate plates has a higher impact resistance and / or an impact resistance after notching than the other plate.

L'expression résistance aux chocs signifie pour l'homme du métier, un travail à exécuter par un seul choc pour rompre un échantillon. La résistance aux chocs après entaille désigne la même grandeur, mais après avoir entaillé l'échantillon à l'emplacement où l'échantillon sera sollicité. The expression impact resistance means for a person skilled in the art, a work to be carried out by a single shock to break a sample. The impact resistance after notching designates the same quantity, but after having notched the sample at the location where the sample will be loaded.

Claims

10) Method for manufacturing a liquid crystal cell according to which a first substrate plate (2) and a second substrate plate (1) are connected together with a spacer member (11) placed between them, to form a device which is divided along dividing lines (30), characterized in that

for the first substrate plate (2), a

material with high impact resistance for example a

plastic material,

the first substrate plate (2) is provided with cavities (5)

before connecting it to the second substrate plate (1),

the cavities (5) being arranged along the lines of

separation (30),

for the second substrate plate (1), a

material having lower impact resistance, in particular

glass,

the second substrate plate (1) is scored along

dividing lines (30),

we divide the device by breaking along the lines of

separation (30).

2 ") Method according to claim 1, characterized in that the second substrate plate (1) is notched after having made the connection.

30) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cavities (5) are produced so that they pass through the entire thickness of the first substrate plate (2).

40) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cavities (5) are produced so that they cover the major part of the separation lines (30).

50) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that on the face of the second substrate plate (1) facing the first substrate plate (2), a cruciform network of lines is applied and at each point intersection, applying a thin film transistor (9) 60) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that on the face of the second substrate plate (1) facing the first substrate plate ( 2), electrodes (13) are applied.

70) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that on the face of the first substrate plate (2) facing the first substrate plate (1), electrodes (12) are applied.

80) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that on the face of the first substrate plate (2) facing the second substrate plate (1), a color filter (3) is applied.