專利名稱：多層元件的成批制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多層元件即包括許多疊置襯底的元件，這些襯底用限定密封空間的密封框架成對連接，密封空間中填充介質(zhì)，該介質(zhì)的光學(xué)特性可隨施加的電壓的作用而變，或者，介質(zhì)的電特性可隨入射光的作用而變。
背景技術(shù)：
在最簡單的情況下，液晶元件或電化學(xué)光電池之類光電元件只包括兩襯底，即透明前襯底和透明或不透明后襯底。這兩襯底上形成導(dǎo)電元件網(wǎng)絡(luò)從而形成電極和連接電極和供電或控制電路的導(dǎo)電路徑。這兩襯底用限定密封空間的密封框架互相連接，作用介質(zhì)密封在該密封空間中。
光電元件為顯示元件，其中，可用施加在電極上的控制電壓改變密封在這類元件的兩襯底之間的液晶的光學(xué)特性。電化學(xué)光電池能用光電效應(yīng)把可見光轉(zhuǎn)換成電，光電效應(yīng)出現(xiàn)在用染色劑激活的半導(dǎo)體襯底中。
在元件只包括兩襯底以及一層密封在這兩襯底之間的作用介質(zhì)的最簡單情況下，元件的填充不產(chǎn)生任何特別問題。此時，作用介質(zhì)可經(jīng)密封框架中的填充孔滲入由所述密封框架限定的密封空間中。通常如下進行填充在把該元件和液晶布置在真空室中后，從元件包含容積中抽去空氣，然后把元件的填充孔所在一側(cè)浸入裝有作用介質(zhì)的容器中。作用介質(zhì)靠毛細管作用并在該室的增壓作用下從填充孔滲入元件中。元件完成填充后只需氣密密封該填充孔。
另一種公知的方法是在元件襯底之一中刺出一填充孔?？諝獬槌龊蟀炎饔媒橘|(zhì)從該孔注入元件中，元件完成填充后密封該孔。由于可從上方填充元件從而可成批處置成組元件，因此第二種方法特別有利。
不管使用何種方法填充單層元件，清楚的是所述元件的這一制造步驟不會出現(xiàn)任何問題，特別是由于下列事實只使用單一類型的作用介質(zhì)。因此，即使例如液晶的作用介質(zhì)從填充孔流出而弄濕該元件的周邊或襯底，也不會受到另一液晶的污染或損壞已沉積的元件的結(jié)構(gòu)。
但對于具有若干包含不同作用介質(zhì)的層次的元件來說情況不是如此。此時，上述問題迅速變得嚴(yán)重起來，例如液晶的作用介質(zhì)之一受另一液晶污染的風(fēng)險極大。
我們不妨想象一包括產(chǎn)生不同光學(xué)效應(yīng)的兩層液晶的兩層次液晶顯示元件。這類元件一般由其兩表面上有電極的中間襯底和該中間襯底兩側(cè)的上下兩襯底構(gòu)成。因此每一元件通過兩密封框架分別把上襯底和下襯底連接在中間襯底上而成，兩密封框架各限定包含液晶的密封空腔。這些密封框架各包括填充孔，這些填充孔最好位于該元件的同一側(cè)上。為了填充該元件，把各自由預(yù)定液晶浸透的兩泡沫塑料插頭或插塞抵靠在填充孔上，因此不同液晶可如上所述滲入各自空腔中。除去插頭后只需氣密密封填充孔。
上述方法可在多層元件的不同層次中同時填充液晶，各層中的液晶的光學(xué)特性可不同。但是，很快發(fā)現(xiàn)這一方法有不足之處。事實上，為了實施該方法，在連接元件電極和外部控制電路的連接路徑通常沿所述元件的襯底相對另一襯底伸出的邊緣布置的情況下，仍要求該元件的至少一側(cè)可用而沒有任何連接路徑。因此很難接近布置在密封框架中連接路徑所在處的填充孔。元件的層次越多，其電極數(shù)也越多，從而其連接路徑增加。因此會遇到如下情況連接路徑向外伸出到元件的所有側(cè)上，從而無法使用上述填充方法。此外，在最好的情況下，該方法每次只能填充一個元件，因此該方法費時費力，這類元件的制造成本大大增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是克服包括上述問題在內(nèi)的諸多問題，為此提供一種制造液晶元件之類多層元件的方法，使得元件的填充既簡單又迅速。
本發(fā)明涉及一種制造許多多層元件的方法特別是液晶顯示元件或電化學(xué)光電池或這類元件的組合的方法，每一元件包括至少兩個疊置密封空腔，每一空腔由密封框架限定且填充液體，該方法包括下列步驟一起制造成批元件，包括所有顯示元件所共有的至少三塊板，這至少三塊板由密封材料的圖案互相連接，密封材料圖案互相連接所述板并形成限定所述元件的空腔的密封框架，該方法的特征在于，填充孔穿過各板，使得元件的各空腔由不同填充孔填充，每一填充孔與至少兩個元件連通和填充相同層次(即包含在兩相同板之間)的空腔或填充所述至少兩個元件的不同層次的空腔，所述填充孔與它們不得填充的空腔密封隔離。
由于這些特征，本發(fā)明方法提供一種制造所有多層元件的操作并同時使得元件始終在該批元件中的方法。特別是，本發(fā)明可在多層元件最終與該批元件分離前填充多層元件，從而不難看出，可大大節(jié)省時間和金錢。此外，可用同一填充孔同時填充不同兩元件的至少兩個空腔，從而進一步加速該制造方法。由于制造比方說包括三層具有不同光學(xué)特性的液晶的三原色元件只須四個襯底而非六個襯底，因此本發(fā)明可更簡單、經(jīng)濟地制造元件。
按照本發(fā)明的另一個特征，該批元件由至少兩個子組件構(gòu)成，每一子組件包括由密封材料圖案互相連接的兩板，該密封材料圖案形成單層元件的密封框架，然后把這至少兩個單層元件子組件互相固定在一起，使得單層元件成對疊置，然后把它們切開成單個多層元件。
在這種情況下，本發(fā)明也可大大節(jié)省時間和金錢。事實上，按照現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員要用包括不同的光學(xué)效應(yīng)的液晶的元件制造比方說三原色液晶元件時，他們必須在這些單層元件成批狀態(tài)的同時填充這些單層元件，然后把這成批元件中的三批元件互相粘合到頂部，最終才能切開所述元件。除了浪費時間外，制造彩色液晶顯示元件所需操作數(shù)量的這一成倍增加的突出缺點在于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員必須處理已填充液晶的成批元件，從而制造過程中存在整批元件遭損壞的風(fēng)險。相反，按照本發(fā)明，成批單層元件可在所述元件中未填充液晶時互相粘合到頂部，然后才填充元件。


可從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明方法的非限制性實施例的詳細說明中清楚看出本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點，附圖中圖1是通過本發(fā)明方法獲得的多層液晶顯示元件的立體透視圖；圖2是圖1所述那類顯示元件所共有的四塊疊置板的局部立體透視圖；圖3～5是限定第一和第二板、第二和第三板、第三和第四板之間所要填充的空腔的密封材料各圖案的平面圖；圖6是限定不同板之間所要填充的空腔的密封材料圖案的平面圖，示出用來填充密封液的孔；圖7是限定三角形元件的密封材料圖案的平面圖；圖8是限定六邊形元件的密封材料圖案的平面圖；以及圖9是連接三個具有單作用層的元件子組件而成的一批多層元件的立體圖。
具體實施例方式
本發(fā)明出于如下總體發(fā)明思想，在通過形成具有若干作用層的元件的密封框架的密封材料的圖案成對連接的襯底組件中，設(shè)置填充孔，使得可用液體填充至少兩個不同元件的相同層次的層。由于這些特征，即使該元件仍在該批元件中，也可毫無困難地填充比方說包括三種不同光學(xué)特性的液晶的彩色元件的層。因此可避免一種液晶污染另一種液晶的風(fēng)險，液晶元件的制造方法得以大大簡化，從而其實施成本降低?？稍诟靼逖b配在一起之前或之后在各板中刺穿填充孔。
下面結(jié)合液晶型多層顯示元件說明本發(fā)明。顯然，本發(fā)明不限于這種元件，同樣可用于任何類型的多層元件，該多層元件的襯底之間封裝有一種敏感材料，該材料能在施加在電極上的電壓的作用下改變特別是光學(xué)特性的物理特性或在入射光的作用下改變其電特性。特別是，本發(fā)明可用于作為參考材料包括在此的本申請人的國際申請No.WO99/41 638所公開的那種電化學(xué)光電池。本發(fā)明也可用于液晶元件和上述那種光電池的組合。
圖1是通過本發(fā)明方法獲得的液晶多層顯示元件的立體透視圖。整個用總標(biāo)號1表示的顯示元件包括4個可用玻璃或例如塑料的其他透明材料制成的疊置襯底2、4、6和8。應(yīng)該指出，最底下的襯底8可透明，也可不透明，這取決于顯示元件1是反光性還是透光性。第一襯底2的上表面10和最底下襯底8的下表面12構(gòu)成所述元件1的外表面。
襯底2～8由密封框架14、16和18成對連接，每一密封框架限定密封空腔20、22和24，這些空腔中含有具有不同光學(xué)特性的液晶，例如分別反射藍色、綠色和紅色而顯示彩色。確切說，第一密封框架14連接襯底2和4，第二密封框架連接襯底4和6，第三密封框架連接襯底6和8。
上述顯示元件1代表著通過本發(fā)明方法獲得的那種類型的元件，從結(jié)合圖2以及其后各附圖的下述說明中可清楚看出本發(fā)明方法。
圖2是圖3特別示出的對于所有顯示元件1所共有的四塊疊置板26、28、20和32的局部立體分解圖。板26、28、30和32可用玻璃制成，也可用例如塑料的其他透明合成材料制成。密封材料圖案34、36和38互相連接板26、28、30和32并形成限定包含液晶的密封空腔20、22和24的密封框架14、16和18。
圖2示出相鄰元件的密封框架的部分。因此，密封框架14a、14b和14c在板26和28之間與密封框架14鄰接，并限定其后由板26、28、30和32連接而成的元件的第一填充層次。同樣，密封框架16a、16b和16c在板28和30之間與密封框架16鄰接，并限定元件的第二填充層次。最后，密封框架18a、18b和18c在板30和32之間與密封框架18鄰接，并限定通過分開該批元件以獲得的元件的第三填充層次。
密封框架14a-14c、16a-16c和18a-18c各限定包含液晶的密封空腔20a-20c、22a-22c和24a-24c。如圖2所示，相同層次(即包含在兩相同板之間)的所有空腔與至少另一個空腔連通。確切說，空腔20與相鄰元件的空腔20a-20c連通，正如空腔22和24分別與空腔22a-22c和24a-24c連通。
填充孔40、42和44用來填充至少兩個不同元件的相同層次的層。因此，在元件的密封框架周邊外部穿過第一板26的第一填充孔40與由第一和第二板26和28和密封框架14、14a-14c限定的空腔20、20a-20c連通。同樣，在元件的密封框架周邊外部穿過第一和第二板26和28的第二填充孔42以密封方式穿過由空腔20、20a-20c限定的元件的第一填充層次并與由第二和第三板28和30和密封框架16、16a-16c限定的空腔22、22a-22c連通。最后，在元件的密封框架周邊外部穿過第一、第二和第三板26、28和30的第三填充孔44以密封方式穿過分別由空腔20、20a-20c和22、22a-22c限定的元件的第一和第二填充層次并與由第三和第四板30和32和密封框架18、18a-18c限定的空腔24、24a-24c連通。
從上述可知，同一元件的各空腔由不同填充孔填充，每一填充孔與相同層次(即包含在兩相同板之間)的空腔或至少兩個不同元件的不同層次的空腔連通，玻璃或塑料板中的這些填充孔從而向外通到元件密封框架的周邊外部，從而與它們不得填充的空腔密封地隔離。
為了防止液晶在不想填充的層次的板之間滲透，可使用同樣由密封材料制成的壁45，這些壁比方說呈圓形，確保布置在相繼兩板之間的孔的連續(xù)。
當(dāng)比方說第三孔44的填充孔以密封的方式相繼穿過該批元件的第一和第二層次后到達它必須填充的空腔24、24a-24c時，它通向也由密封材料制成的液晶分配室46，使液晶流向要填充的空腔24、24a-24c。
下面參見圖3～5，圖3～5是限定分別包含在第一和第二板、第二和第三板、第三和第四板之間所要填充的空腔的密封材料圖案的平面圖。該附圖中示出一批二十四個元件。不用說，該例子只是例示性的，構(gòu)成該批元件的元件的數(shù)量和形狀并不影響本發(fā)明方法的實施。該附圖所示元件呈長方形，布置成六行四列。因此在下面說明中，位于i行j列交叉位置上的元件稱為元件i-j。
圖3中示出若干填充孔40。如上所述，這些填充孔40在元件密封框架周邊外部穿過第一板26并與由第一和第二板26和28限定的第一層次的空腔連通。因此可用填充孔40之一同時填充第一層次的四個元件1-1、1-2、2-1和2-2。同樣，可用另一填充孔40同時填充第一層次的四個元件5-3、5-4、6-3和6-4。多個填充孔40各與通向所要填充的各空腔的液晶分配室46連通。
圖3還示出若干填充孔42。如上所述，這些填充孔42在元件密封框架周邊外部穿過第一和第二板26和28并與由第二和第三板28和30限定的第二層次的空腔連通。因此可用布置在該批元件邊緣上的填充孔42之一同時填充第二層次的元件1-1、2-1。同樣，可用另一填充孔42同時填充第二層次的元件3-2、3-3、4-2和4-3。但是，應(yīng)該指出，由于圖3為包含在第一與第二板26和28之間的密封材料圖案的平面圖，因此填充孔42不與第一層次中要填充的空腔連通。這就是為什么在圖3中每一填充孔42由壁45圍繞，該壁使得所述填充孔以密封方式穿過第一和第二板26和28之間的自由空間。
最后，圖3還示出若干填充孔44。如上所述，這些填充孔44在元件密封框架周邊外部穿過第一、第二和第三板26、28和30并與由第三和第四板30和32限定的第三層次的空腔連通。因此可用布置在該批元件邊緣上的填充孔44之一同時填充第三層次的元件6-1、6-2。同樣，可用另一填充孔44同時填充第三層次的元件2-3、2-4、3-3和3-4。但是，應(yīng)該指出，出于與結(jié)合填充孔42進行說明相同的原因，填充孔44不與第一和第二板26和28限定的空腔連通，并因此由壁45圍繞，該壁使其以密封方式穿過兩板26和28之間的自由空間。
圖4是連接第二和第三板28和30并限定由液晶填充的空腔以便形成顯示元件的第二層次的密封材料圖案的平面圖。
首先，應(yīng)該指出，未示出用來填充第一層次元件的填充孔40，因為這些孔40只穿過第一板26，圖4中未示出第一板。但是可看到，所有填充孔42通向把所述液晶引導(dǎo)到所要填充的空腔中的液晶分配室46。因此，再次考慮結(jié)合圖3提及的相同填充孔42，可看到這些孔之一用來同時填充第二層次的元件1-1和2-1；另一孔用來同時填充第二層次的元件3-2、3-3、4-2和4-3.最后，每一用來填充第三層次元件的填充孔44內(nèi)壁45圍繞，該壁使其以密封方式穿過板28與30之間的自由空間。
最后，參見圖5，圖5是連接第三和第四板30和32并限定由液晶填充的空腔以便形成顯示元件的第三層次的密封材料圖案的平面圖。
首先，應(yīng)該指出，未示出用來填充第一和第二層次元件的填充孔40、42，因為這些孔40和42只穿過第一和第二板26、28，圖5中未示出第一和第二板。但是可看到，所有填充孔44通向把所述液晶引導(dǎo)到所要填充的空腔中的液晶分配室46。因此，再次考慮結(jié)合圖4提及的相同填充孔44，可看到這些孔之一用來同時填充第三層次的元件6-1和6-1；而另一孔用來同時填充第三層次的元件2-3、2-4、3-3和3-4。
從上述可知，元件的各層次與不同孔連通，每一孔用來填充同一層次的至少兩個不同元件的層，這些孔在各板中布置成使得所有元件的所有層都由液晶所填充。
填充完成后，用密封材料注入填充孔而密封這些元件，然后用任何合適切割技術(shù)把這些元件切開。
此外，另外的孔48(見圖6)可穿過板26、28和30以便使得液態(tài)密封材料流到這三層次上元件密封框架周圍并隨后比方說通過加熱使之硬化。因此可制成更薄的密封框架，并添加原為液態(tài)的密封材料增加其厚度。該實施例的優(yōu)點之一是可用液態(tài)密封材料涂在密封壁制成之前沉積的易碎結(jié)構(gòu)上。
圖6中示出用來限定填充液態(tài)密封材料的通道52的壁件50。這些通道52與引入液態(tài)密封材料的孔48直接連通，并可有利地限制液態(tài)密封材料在相繼兩板之間的流動距離，從而進行均勻填充。
以上附圖示出長方形元件。當(dāng)然，元件也可呈其他形狀，例如三角形(見圖7)，三角形各頂角上的填充孔54、56和58每次填充六個不同元件相同層次的六個層。按照另一變型，元件可呈六邊形(見圖8)，填充孔60、62和64也小心布置成使得所有元件的三個層都被填充。
顯然，本發(fā)明不限于上述實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在本發(fā)明范圍內(nèi)作出種種改型和簡單變型。特別是，填充孔不需要布置在元件兩側(cè)交叉位置處。事實上，填充孔也可布置在元件一側(cè)長度上的位置上。
同樣，不需要所有填充孔布置在該組元件的同一側(cè)上。
如所述，對于如下元件進行考慮，即所述元件有三層液晶，包括四個襯底2、5、6和8，這就是說，中間襯底4和6與上下襯底2和8配合，因此每一中間襯底由該元件的兩個層次所共有即它們的兩個表面上都有電極。但可以看出本發(fā)明的方法也可用于例如三原色元件的多層元件，該多層元件或三原色元件由單獨元件構(gòu)成，該元件包括產(chǎn)生不同光學(xué)效應(yīng)的液晶。因此，可以(見圖9)形成三個子組件66、68和70，每一子組件包括用形成單層元件90的密封框架的密封材料圖案84、86和88互相連接的兩板72、74、76、78和80、82。在逐對分開這些板前，按照本發(fā)明，小心在所述各板中刺穿填充孔，以便在裝配這三個子組件后同時填充這些元件的不同層次。最后，把這三個子組件粘合在一起，使得由這三個子組件限定的各單層元件疊置，然后經(jīng)填充和分開，它們形成包括三層作用介質(zhì)的單獨元件。
權(quán)利要求
1.制造特別是液晶顯示元件(1)或電化學(xué)光電池或這類元件的組合的多個多層元件的方法，每一元件(1)包括至少兩個疊置密封空腔(20、22、24)，每一空腔由一密封框架(14、16、18)限定且填充液晶，該方法包括下列步驟一起制造一批元件(1)，該元件包括對于所有顯示元件(1)所共有的至少三塊板(26、28、30、32)，這至少三塊板由密封材料的圖案(34、36、38)互相連接，密封材料圖案互相連接所述板(26、28、30、32)并形成限定所述元件(1)的空腔(20、20a-20c；22、22a-22c；24、24a-24c)的密封框架(14、14a-14c；16、16a-16c；18、18a-18c)，該方法的特征在于，填充孔(40、42、44)穿過板(26、28、30)，使得元件的空腔(20、22、24；20a、22a、24a；20b、22b、24b；20c、22c、24c)由不同填充孔填充，每一填充孔(40、42、44)與至少兩個元件連通和填充相同層次也就是包含在兩相同板之間的空腔(20、20a-20c；22、22a-22c；24、24a-24c)或填充所述至少兩個元件的不同層次的空腔，所述填充孔(40、42、44)與它們不得填充的空腔密封隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該批元件由至少兩個子組件(66、68、70)構(gòu)成，每一子組件包括用形成單層元件(90)密封框架的密封材料圖案(84、86、88)互相連接的兩板(72、74；76、78；80、82)，然后把至少兩個單層元件子組件互相粘合在一起，使得單層元件(90)成對疊置，經(jīng)分開后，它們形成帶有多層的單個元件(1)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在板裝配在一起前在板中形成填充孔。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在板裝配在一起前在板中形成填充孔。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在板已經(jīng)裝配在一起時在板中形成填充孔。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在板已經(jīng)裝配在一起時在板中形成填充孔。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，填充孔(40、42、44)由壁(45)圍繞，該壁使得填充孔以密封方式穿過相繼兩板(26、28、30、32)之間的自由空間。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，填充孔(40、42、44)由壁(45)圍繞，該壁使得填充孔以密封方式穿過相繼兩板(26、28、30、32)之間的自由空間。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，填充孔(40、42、44)與把所述液晶引導(dǎo)到所要填充的空腔中的液晶分配室(46)連通。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，填充孔(40、42、44)與把所述液晶引導(dǎo)到所要填充的空腔中的液晶分配室(46)連通。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，填充孔(40、42、44)在元件密封框架周邊外部穿過板(26、28、30)。
12.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，填充孔(40、42、44)在元件密封框架周邊外部穿過板(26、28、30)。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少某些填充孔(40、42、44)位于該批元件(1)的背面。
14.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，至少某些填充孔(40、42、44)位于該批元件(1)的背面。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造多層元件的方法，每一元件包括至少兩個疊置密封空腔，每一空腔由一密封框架限定且填充液晶，該方法包括下列步驟一起制造一批元件，該元件包括對于所有顯示元件所共有的至少三塊板，這至少三塊板由密封材料的圖案互相連接，密封材料圖案互相連接所述板并形成限定所述元件的空腔的密封框架，該方法的特征在于，填充孔穿過板，使得元件的空腔由不同填充孔填充，每一填充孔與至少兩個元件連通并填充相同層次也就是包含在兩相同板之間的空腔或填充所述至少兩個元件的不同層次的空腔，填充孔與它們不得填充的空腔密封隔離。
文檔編號G02F1/13GK1480778SQ03148609
公開日2004年3月10日 申請日期2003年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月21日
發(fā)明者G·雷-默梅特, R·克拉佩爾特, N·布蘭凱特, G 雷-默梅特, 伎, 宥 申請人:阿蘇拉布股份有限公司