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Dokumentenidentifikation DE60302896T2 24.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001518143
Titel VERBINDUNGSMITTEL ZUM EINRICHTEN EINER ELEKTRISCHEN VERBINDUNG ZWISCHEN EINER ZELLE, INSBESONDERE EINER FLÜSSIGKRISTALLZELLE, UND EINER STROMVERSORGUNGS- ODER STEUERSCHALTUNG
Anmelder Asulab S.A., Marin, CH
Erfinder REY-MERMET, Gilles, CH-2525 Le Landeron, CH;
KLAPPERT, Rolf, CH-2000 Neuchâtel, CH
Vertreter Sparing · Röhl · Henseler, 40237 Düsseldorf
DE-Aktenzeichen 60302896
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 17.06.2003
EP-Aktenzeichen 037606316
WO-Anmeldetag 17.06.2003
PCT-Aktenzeichen PCT/EP03/06375
WO-Veröffentlichungsnummer 2004001490
WO-Veröffentlichungsdatum 31.12.2003
EP-Offenlegungsdatum 30.03.2005
EP date of grant 21.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse G02F 1/13(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01L 21/00(2000.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   G02F 1/1345(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbindungsmittel, die eine elektrische Verbindung zwischen einer elektrooptischen Zelle, wie einer Flüssigkristallzelle, oder einer elektrochemischen photovoltaischen Zelle, und einer äußeren elektronischen Versorgungs- oder Steuerschaltung herstellen sollen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung derartiger Zellen.

Eine erste bekannte Kategorie von photovoltaischen Zellen wandelt das Licht in Elektrizität um, indem der photovoltaische Effekt ausgenutzt wird, der am Übergang von Halbleitermaterialien auftritt. Das Halbleitermaterial erfüllt gleichzeitig die Funktion der Absorption des Lichts und der Trennung der resultierenden elektrischen Ladungen (Elektronen und Löcher). Das Material muss eine große Reinheit, frei von Defekt, besitzen, sonst rekombinieren Elektronen und Löcher, bevor sie getrennt werden konnten. Die Herstellungskosten von derartigen Zellen sind folglich ziemlich hoch.

Die vorliegende Erfindung zielt auf ein Verfahren zum Herstellen einer zweiten Art von sogenannten elektrochemischen photovoltaischen Zellen ab, die ein Halbleitermaterial umfassen, das normalerweise aufgrund der Größe seiner Bandlücke gegen das sichtbare Licht unempfindlich ist und das erst im nahen Ultraviolett beginnt zu absorbieren. Ein derartiges Material kann durch die Adsorption eines Färbemittels bzw. Farbstoffs wie eines Komplexes eines Übergangsmetalls, das einen Prozentsatz an Umwandlung zwischen einem einfallenden Photon und einem sich der Einheit nähernden Elektron ermöglicht, trotzdem sensibilisiert werden Nachdem es durch die Absorption eines Photons angeregt wurde, kann das Färbemittel ein Elektron in das Leitungsband des Halbleitermaterials übertragen. Das im Inneren des Halbleitermaterials herrschende elektrische Feld ermöglicht die Extraktion dieses Elektrons. Nach der Übertragung des Elektrons kehrt das Färbemittel in den oxidierten Grundzustand zurück. Die Rekombination zwischen dem Elektron im Leitungsband des Halbleitermaterials und dem Loch am oxidierten Färbemittel ist viel langsamer als die Reduktion des oxidierten Färbemittels durch einen Vermittler. Deshalb ist die Ladungstrennung wirksam.

Die Zellen der vorstehend beschriebenen Art umfassen im Allgemeinen ein erstes, lichtdurchlässiges, vorderes Substrat und ein zweites, hinteres Substrat, das auch lichtdurchlässig sein kann oder nicht. Diese zwei Substrate umfassen jeweils auf ihren einander zugewandten Flächen eine erste Elektrode, die auch Gegenelektrode genannt wird, und eine zweite Elektrode, die gewöhnlich unter dem Namen Photoelektrode bekannt ist. Diese Elektroden sollen mit einer elektrischen Versorgungsschaltung verbunden werden und sind klassisch in Form einer dünnen Schicht eines leitenden, lichtdurchlässigen Oxids wie eines Gemischs aus Indium/Zinn-Oxid oder Zinn/Antimon-Oxid ausgebildet.

Die zwei Substrate sind durch einen Einkapselungsrahmen miteinander verbunden, der sich längs des Umfangs von diesen erstreckt. Dieser Einkapselungsrahmen definiert ein dichtes Volumen für die Einkapselung des Halbleitermaterials, das in einer Schicht auf einem der Substrate abgelagert ist, und eines Elektrolyten, der den vorstehend erwähnten Vermittler enthält.

Die vorliegende Erfindung zielt auch auf ein Verfahren zum Herstellen von so genannten elektrooptischen Anzeigezellen, insbesondere Flüssigkristallzellen, ab, die analog zu den elektrochemischen photovoltaischen Zellen umfassen:

  • – mindestens ein erstes, vorderes, lichtdurchlässiges Substrat, dessen obere Oberfläche die vordere Fläche der Zelle bildet;
  • – mindestens ein zweites, hinteres Substrat, das auch lichtdurchlässig sein kann oder nicht und dessen untere Oberfläche die hintere Fläche der Zelle bildet;
  • – wobei die Substrate jeweils auf ihren einander zugewandten Flächen mindestens eine Elektrode umfassen, wobei diese Elektroden dazu vorgesehen sind, mit einer Steuerschaltung der Anzeige verbunden zu werden, die durch Anlegen von geeigneten elektrischen Spannungen an ausgewählte Elektroden imstande ist, die Durchlass- oder Reflexionseigenschaften einer optisch aktiven Umgebung zu modifizieren;
  • – wobei die Substrate durch einen Einkapselungsrahmen vereinigt sind, der ein dichtes Volumen für die Einkapselung der optisch aktiven Umgebung begrenzt, und
  • – Verbindungsmittel zum Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen jeder Elektrode und der Steuerschaltung der Anzeige. Ein ständiges Problem auf dem Gebiet der elektrochemischen photovoltaischen Zellen der vorstehend beschriebenen Art wird durch die Verbindungsmittel aufgeworfen, die zum Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen den Elektroden der Zelle und einer elektrischen Versorgungsschaltung verwendet werden. Dieses Problem wird auch bei den elektrooptischen Anzeigezellen angetroffen, bei denen die Elektroden der Zelle mit der Generatorvorrichtung für elektrische Steuersignale verbunden werden müssen, die die optischen Eigenschaften des empfindlichen Materials, das zwischen den Substraten der Zelle eingekapselt ist, modifizieren.

Das Verfahren, das am häufigsten verwendet wird, um die Verbindungsbereiche herzustellen, die es ermöglichen, die Elektroden von derartigen Zellen mit einer elektronischen Versorgungs- oder Steuerschaltung zu verbinden, besteht tatsächlich darin, diese Verbindungsbereiche entlang mindestens eines Randes der Zelle freizulegen, wo das Substrat, das die Elektroden trägt, bezüglich des anderen Substrats vorsteht. Diese Lösung führt folglich dazu, dass die Substrate der Zelle relativ zueinander versetzt werden müssen, und zwar um zu den Elektroden gelangen zu können und die elektrischen Verbindungen herzustellen. Eine derartige Anordnung macht die Herstellung von Zellen in Serie nun schwierig, insbesondere wenn diese kreisförmig sind, und benötigt zusätzliche Ritz- und Brechvorgänge des Glases, die zeitaufwändig sind.

Um diese Probleme zu beseitigen, wurde eine erste Lösung von der Anmelderin in ihrer Patentanmeldung EP A1-0 936 496 erbracht. Diese europäische Patentanmeldung beschreibt eine elektrochemische photovoltaische Zelle, in der jedes der zwei Substrate der Zelle auf dem Hauptteil seiner Oberfläche eine lichtdurchlässige Elektrode trägt. Kontaktanschlussflächen, die aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sind, sind auf jeder Elektrode in der seitlichen Kontaktzone geschaffen, in der diese mit der Schnittfläche des Substrats, auf dem sie abgelagert wurde, bündig ist.

Durch die vorstehend kurz beschriebenen Merkmale der Erfindung ist es möglich, die Oberfläche der seitlichen elektrischen Kontaktzone zu vergrößern, durch welche jede Elektrode der Zelle mit der elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung verbunden ist. Die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden und der elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung ist somit viel zuverlässiger.

Die Ablagerung des Einkapselungsrahmens erfolgt dagegen durch Siebdruck, ein Verfahren, das, wir erinnern uns daran, aus dem Ablagern eines Materials mit pastenartiger Konsistenz durch die nicht verschlossenen Maschen eines Siebs, beispielsweise aus Nylon oder aus rostfreiem Stahl, mit sehr feinen Maschen, mit Hilfe eines Schabers, der mit der Hand oder mechanisch betätigt wird, besteht. Zwei Hauptnachteile lasten nun auf den Verfahren der Ablagerung der Einkapselungsrahmen durch Siebdruck. Der erste dieser Nachteile liegt in der Tatsache, dass es schwierig ist, die endgültigen Abmessungen dieser Rahmen mit Präzision zu steuern. Wenn das obere Substrat auf das untere Substrat aufgebracht wird, wird das Einkapselungsmaterial nämlich zerdrückt und hat die Tendenz, sich unter der Wirkung des ausgeübten Drucks auszubreiten, so dass die Breite des Einkapselungsrahmens nur mit einer Genauigkeit gesteuert werden kann, die typischerweise in der Größenordnung eines Zehntel Millimeters liegt. Außerdem weist die Innenwand der durch Siebdruck abgelagerten Einkapselungsrahmen, die mit dem Flüssigkristall in Kontakt steht, gewöhnlich Formunregelmäßigkeiten auf, so dass diese Rahmen in einem ausreichenden Abstand von den Elektroden angeordnet werden müssen, damit sie sich nicht auf diese letzteren ausdehnen. Eine derartige Situation kann annehmbar sein, wenn über einen ausreichenden Raum zwischen den Rändern der Zelle, von dem die Verbindungen ausgehen, und der eigentlichen aktiven Zone der Zelle verfügt wird. Sobald versucht wird, die Abmessungen der für die Verbindung reservierten Totzone zu verringern, um die Oberfläche der Anzeigezone der Zelle zu optimieren oder auf Platzbedarfprobleme zu reagieren, reicht die von den Siebdruckverfahren gebotene Genauigkeit dagegen nicht mehr aus.

Der weitere Nachteil der Verfahren der Ablagerung durch Siebdruck liegt in der Tatsache, dass der Einsatz dieser Verfahren mechanische Zwänge erzeugt, die nicht vernachlässigbar sind und die häufig für die benachbarten Strukturen, die bereits abgelagert wurden, in dem Moment, in dem der Siebdruckschritt stattfindet, nachteilig sind. Um diese zerbrechlichen Strukturen zu bewahren, ist es bevorzugt, sie nach der Ablagerung des Einkapselungsrahmens abzulagern. Dies ist in der Patentanmeldung EP-A1-0 936 496 der Fall, in der die Kontaktanschlussflächen auf den entsprechenden Elektroden mittels eines Verteilers des Spritzentyps abgelagert werden, der besser unter seiner angelsächsischen Bezeichnung "Dispenser" bekannt ist. Aber ein derartiges Verfahren ist wenig genau und begrenzt die Anzahl von Kontaktanschlussflächen, deren Herstellung an ein und derselben Zelle möglich ist, beträchtlich, was die Verwendung dieses Verfahrens auf Zellen mit einer geringen Dichte von Verbindungen beschränkt.

Durch das europäische Patent EP-B1-0 708 931 im Namen der südkoreanischen Gesellschaft Samsung Electronics Co. Ltd. ist auch eine Flüssigkristallanzeigezelle mit dünner Verbindung sowie ein Herstellungsverfahren für eine derartige Zelle bekannt. Gemäß diesem Verfahren wird ein Einkapselungsmaterialstreifen auf dem Umfang eines ersten Substrats abgelagert, dessen Abmessungen größer sind als jene der angestrebten Flüssigkristallanzeigezelle. Ein zweites Substrat mit gleichen Abmessungen wie das erste Substrat wird anschließend auf dem ersten Substrat abgelagert, um einen Hohlraum zu erzeugen, der durch das erste und das zweite Substrat und den Einkapselungsmaterialstreifen begrenzt ist. Danach wird das Einkapselungsmaterial verfestigt, um die zwei Substrate zu verbinden, dann wird der Hohlraum mit dem Flüssigkristall über eine Befüllungsöffnung gefüllt, die anschließend verschlossen wird. Schließlich wird die Gesamtheit der zwei Substrate durch den Einkapselungsmaterialstreifen geschnitten, um sie auf die Abmessungen der gewollten Anzeigezelle zu bringen.

Im Samsung-Patent wird der Einkapselungsmaterialstreifen mit Hilfe einer Spritze abgelagert. Folglich ist es erforderlich, dass die Kontaktanschlussflächen wesentlich weniger hoch sind als der Raum, der die zwei Substrate der Zelle trennt, da, wenn dies nicht der Fall ist, riskiert wird, dass Überdicken an den Orten beobachtet werden, an denen das Einkapselungsmaterial die Kontaktanschlussflächen bedeckt, wobei die Überdicken insofern unannehmbar sind, als sie zu Parallelitätsfehlern zwischen den zwei Substraten führen und die Zelle undicht machen. Da die Kontaktanschlussflächen wenig hoch sind, ist es außerdem erforderlich, dass sie breit sind, um eine ausreichende elektrische Kontaktfläche zu bieten, was die Anzahl von Elektroden, deren Verbindung möglich ist, und folglich die Auflösung der so erhaltenen Anzeige beträchtlich begrenzt.

Die Patentanmeldung US 2001/050748 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Anzeigezelle mit zwei Substraten, die durch eine Einkapselungsschicht verbunden sind, die aus einer Trennwand besteht, die von einem Einkapselungsmaterialumgeben ist.

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die vorstehend erwähnten Nachteile des Standes der Technik sowie noch weitere zu beseitigen, indem sie ein Herstellungsverfahren für eine elektrooptische Zelle, insbesondere eine Flüssigkristallanzeigezelle, oder eine elektrochemische photovoltaische Zelle mit Verbindungsmitteln schafft, die dazu vorgesehen sind, eine zuverlässige und wenig voluminöse elektrische Verbindung zwischen den Elektroden der Zelle und einer elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung herzustellen.

Die vorliegende Erfindung hat auch ein Verfahren zum Herstellen einer Zelle der vorstehend erwähnten Art zum Gegenstand, das leicht einzusetzen ist und das vor allem die Risiken der Verschlechterung der bereits abgelagerten Elemente der Zelle begrenzt.

Dazu betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer elektrooptischen Zelle, insbesondere einer Flüssigkristallanzeigezelle, oder einer elektrochemischen photovoltaischen Zelle mit:

  • – mindestens einem ersten, vorderen, lichtdurchlässigen Substrat, dessen obere Oberfläche die vordere Fläche der Zelle bildet;
  • – mindestens einem zweiten, hinteren Substrat, das auch lichtdurchlässig sein kann oder nicht und dessen untere Oberfläche die hintere Fläche der Zelle bildet;
  • – wobei die Substrate durch einen Einkapselungsrahmen verbunden sind, der ein Volumen für die Einkapselung eines empfindlichen Materials definiert, dessen physikalische, insbesondere optische, oder elektrische Eigenschaften geändert werden können;
  • – wobei die Substrate jeweils auf ihren einander zugewandten Flächen wenigstens eine Elektrode umfassen, wobei diese Elektroden dazu vorgesehen sind, mit einer elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung verbunden zu werden;
  • – wobei sich die Elektroden der Zelle im Wesentlichen bis zu den Rändern der Zelle verlängern, um Verbindungsmittel zu bilden, um die elektrische Verbindung zwischen der Zelle und der Versorgungs- oder Steuerschaltung herzustellen.

Der Einkapselungsrahmen umfasst außerdem mindestens eine Trennwand, die auf einem der zwei Substrate strukturiert ist und durch ihre innere Seitenfläche das Volumen für die Einkapselung des empfindlichen Materials begrenzt, wobei diese Trennwand bezüglich der Ränder der Zelle zurückversetzt verläuft, um die Verbindungskontakte zu unterbrechen, und folglich von den Elektroden durchquert wird, wobei die Substrate durch eine Einkapselungsverbindung vereinigt sind, die wenigstens teilweise den durch die Substrate und die äußere Seitenfläche der Trennwand begrenzten Freiraum belegt, und die elektrischen Verbindungsmittel Kontaktanschlussflächen umfassen, die aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, das auf der Verlängerung von jeder Elektrode bis zu dem Ort, an dem dieses aus der Trennwand austritt, geschaffen ist.

Durch diese Eigenschaften ist es möglich, die Oberfläche der seitlichen elektrischen Kontaktzone zu vergrößern, durch die jede Elektrode der Zelle mit der elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung verbunden ist. Die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden und der Versorgungs- oder Steuerschaltung ist somit viel zuverlässiger. Andererseits ermöglicht es die Tatsache, dass der Einkapselungsrahmen aus zwei Teilen gebildet wird, nämlich einer Trennwand, die ein Volumen für die Einkapselung des empfindlichen Materials begrenzt, und einem Einkapselungsmaterialstreifen, der an der äußeren Fläche der Trennwand abgelagert wird und der den leer gelassenen Freiraum zwischen den zwei Substraten aufgrund dessen, dass die Trennwand bezüglich der Ränder der Zelle leicht zurückversetzt strukturiert wird, füllt, die Abmessungen der Totzone, die für die Verbindung der Zelle reserviert ist, beträchtlich zu verringern und folglich die Oberfläche der Anzeigezone der Zelle zu optimieren oder ihren Platzbedarf zu verringern. Schließlich ummantelt das Einkapselungsmaterial die Kontaktanschlussflächen, was es ermöglicht, jegliches Risiko, diese Anschlussflächen zu verschlechtern, zu vermeiden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen mindestens einer Zelle des vorstehend erwähnten Typs, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die Schritte umfasst, die darin bestehen:

  • – auf jedem der Substrate die entsprechenden Eletroden zu strukturieren;
  • – auf jeder Elektrode in dem Bereich, in dem diese Elektroden mit den Rändern der Zelle bündig sind, eine Kontaktanschlussfläche abzulagern, die aus einem elektrisch leitenden Material besteht;
  • – auf einem der Substrate wenigstens eine Trennwand zu strukturieren, die durch ihre innere Seitenfläche das Volumen für die Einkapselung des empfindlichen Materials begrenzt;
  • – das zweite Substrat mit dem ersten Substrat zu vereinigen;
  • – ein Einkapselungsmaterial einzuleiten, das in den durch die Substrate und die äußere Seitenfläche der Trennwand begrenzten Freiraum fließen kann, bis zumindest ein Teil dieses Freiraums mit dem Einkapselungsmaterial belegt ist, und
  • – das Einkapselungsmaterial zu verfestigen, damit dieses den Einkapselungsrahmen der so erhaltenen Zelle bildet.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zelle deutlicher hervor, wobei dieses Beispiel nur rein zur Erläuterung und nicht zur Begrenzung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung gegeben wird, in der:

1 eine Draufsicht auf eine Zelle ist, an der insbesondere der Befüllungskanal, der ein flüssiges Einkapselungsmaterial aufnehmen soll, um den Einkapselungsrahmen dieser Zelle zu bilden, und das entsprechende Zuführungsloch für das Einkapselungsmaterial dargestellt ist;

2 eine perspektivische Ansicht der in 1 dargestellten Zelle ist, wobei das obere Glassubstrat aus Klarheitsgründen weggelassen wurde;

3 eine perspektivische Ansicht mit teilweisem Abreißen des oberen Substrats ist, welche das Volumen zeigt, das durch die zwei übereinander gelegten Substrate und die äußere Fläche einer Trennwand, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, begrenzt ist;

4 eine Schnittansicht der in 3 dargestellten Zelle ist, und

5 eine schematische Darstellung eines Loses von Zellen ist.

Die vorliegende Erfindung geht aus der allgemeinen Erfindungsidee hervor, die darin besteht, den Einkapselungsrahmen einer Zelle, beispielsweise einer Flüssigkristallzelle, aus zwei Teilen herzustellen, nämlich einer Trennwand, die mit einer großen Genauigkeit in der Nähe der Ränder der Zelle hergestellt werden kann und die durch ihre innere Seitenfläche ein Volumen für die Einkapselung eines empfindlichen Materials wie eines Flüssigkristalls begrenzt, und einer Einkapselungsverbindung, die in den Freiraum zwischen den zwei Substraten eingeleitet wird und die dem resultierenden Einkapselungsrahmen seine mechanische Beständigkeit und sein Haftvermögen für die zwei Substrate verleiht. Folglich ist es möglich, den Raum zu verkleinern, der erforderlich ist, um die Elektroden der Zelle freizulegen, so dass eine kompaktere Zelle oder eine Zelle, die eine größere aktive Oberfläche bietet, geschaffen wird. Da es bis jetzt schwierig war, den Einkapselungsrahmen mit Genauigkeit abzulagern, war es nämlich erforderlich, diesen ausreichend weit von den Rändern der Zelle anzuordnen, um sicher zu sein, dass die Elektroden korrekt aus dem Einkapselungsrahmen austreten, was zu einer wesentlichen Verringerung der aktiven Oberfläche der Zelle führte. Da das Einkapselungsmaterial die leitenden Anschlussflächen ummantelt, die am Ende der Leiterbahnen ausgebildet sind, wird außerdem jegliches Risiko vermieden, diese Verbindungsmittel zu verschlechtern.

Die vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit einer Flüssigkristallanzeigezelle beschrieben. Es ist selbstverständlich, dass dieses Beispiel nur zur reinen Erläuterung gegeben wird und dass die vorliegende Erfindung in analoger Weise für jede Art von elektrooptischer oder elektrochemischer photovoltaischer Zelle gilt.

1 ist eine Draufsicht auf eine Flüssigkristallzelle 2 während der Herstellung, wobei diese Zelle durch eine Gesamtheit von zwei übereinander gelegten Substraten 4 und 6, beispielsweise Glassubstraten, ausgebildet wird, von welchen das vordere Substrat 4 lichtdurchlässig ist, während das hintere Substrat 6 auch lichtdurchlässig sein kann oder nicht.

In 1 ist zu sehen, dass die Zelle 2 ein Volumen bzw. einen Hohlraum 8 definiert, der die Flüssigkristalle enthalten soll, wobei dieser Hohlraum 8 durch die Substrate 4 und 6 und durch dichte Trennwände 10 und 12 begrenzt ist, die ein Einkapselungsmaterial aufnehmen sollen, das die Substrate 4 und 6 aneinander befestigt, wie es nachstehend genauer beschrieben wird. Das vordere Substrat 4 und das hintere Substrat 6 tragen auch eine Mehrzahl von Elektroden 14 bzw. von Gegenelektroden 16. Wie in 1 zu sehen ist, sind diese Elektroden 14 und diese Gegenelektroden 16 im Wesentlichen geradlinig und erstrecken sich senkrecht zueinander. Diese Elektroden 14 und 16, die in übertrieben dünner Weise dargestellt sind, um die Zeichnung verständlicher zu machen, sind dazu vorgesehen, mit einer elektronischen Steuerschaltung (nicht dargestellt) verbunden zu werden, die durch Anlegen von geeigneten elektrischen Spannungen an ausgewählte Elektroden imstande ist, die Durchlass- oder Reflexionseigenschaften der Zusammensetzung für das Licht, die aus dem Flüssigkristall gebildet ist, am Punkt der Kreuzung der betrachteten Elektroden zu modifizieren. Die Form und die Anzahl der in der Zeichnung dargestellten Elektroden sind natürlich rein zur Erläuterung gegeben, wobei natürlich zahlreiche andere Anordnungen dieser Elektroden in Erwägung gezogen werden können.

Die Elektroden 14 und 16 der Zelle 2 verlängern sich bis in die Nähe der Ränder der Substrate 4 und 6, auf denen sie abgelagert sind, um Verbindungsmittel 18 zu bilden, um die elektrische Verbindung zwischen der Zelle 2 und der Steuerschaltung herzustellen. Die Trennwand 12 erstreckt sich dagegen bezüglich der Ränder der Zelle zurückversetzt, um die Verbindungsmittel 18 zu unterbrechen, und wird folglich von den Elektroden 14 und 16 durchquert.

Die Verbindungsmittel 18 sind durch Kontaktanschlussflächen 20 (in 2 und 3 besser sichtbar) gebildet, die aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sind, das auf der Verlängerung von jeder der Elektroden 14 und 16 zu dem Ort geschaffen ist, an dem diese aus der Trennwand 12 austreten. Durch diese Kontaktanschlussflächen 20 ist es möglich, die Oberfläche der seitlichen elektrischen Kontaktzone zu vergrößern, durch die jede Elektrode 14 oder 16 mit der elektronischen Steuerschaltung verbunden ist. Die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden 14 und 16 und der Steuerschaltung ist folglich viel zuverlässiger.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind die Kontaktanschlussflächen 20 weniger hoch als der Raum, der die zwei Substrate 4 und 6 trennt und der durch die Höhe des Einkapselungsrahmens bestimmt ist, der diese zwei Substrate miteinander verbindet.

In dem in 1 dargestellten Beispiel ist zu sehen, dass die dichte Trennwand 10 einer äußeren Kontur zwischen den zwei übereinander gelegten Glassubstraten 4 und 6 folgt, während die Trennwand 12 der inneren Kontur der Flüssigkristallzelle 2 folgt, so dass die äußere Trennwand 10 die innere Trennwand 12 umgibt. Somit stehen diese Trennwände 10 und 12, die in Form von im Wesentlichen vertikalen Wänden vorliegen, die sich parallel zueinander und in einem Abstand voneinander erstrecken, in direktem Kontakt für die eine 10 mit der äußeren Atmosphäre und für die andere 12 mit dem Flüssigkristall. Sie bilden vorteilhafterweise einen Befüllungskanal 22, der in 1 und noch besser in 2 zu sehen ist, wobei dieser Kanal 22 dazu vorgesehen ist, mit einem Einkapselungsmaterial gefüllt zu werden, um den Einkapselungsrahmen der Zelle 2 zu bilden. Dazu ist mindestens ein Loch 24 für die Zuführung des Einkapselungsmaterials im vorderen Substrat 4 ausgebildet und steht mit dem Befüllungskanal 22 in Verbindung, während ein Loch 26 für die Befüllung des Hohlraums 8 mit dem Flüssigkristall auch in das vordere Substrat 4 gebohrt ist. Da der Befüllungskanal 22 eine große Länge in Abhängigkeit von der Geometrie der Zelle 2 aufweisen kann, kann er in zwei oder mehrere Kanäle aufgeteilt sein, die durch Trennwandelemente voneinander isoliert sind und jeweils über ein entsprechendes Befüllungsloch 24 gefüllt werden. Gemäß einer Variante könnte natürlich auch mindestens ein Befüllungsloch in der äußeren Trennwand 10 ausgebildet werden.

Es ist natürlich zu verstehen, dass die Wand 10 weggelassen werden kann, wobei nur die Wand 12, die durch ihre innere Seitenfläche mit dem Flüssigkristall in Kontakt steht, bewahrt wird. In diesem Fall wird nach Strukturierung der Wand 12 und Positionierung des oberen Substrats 4 auf dem unteren Substrat 6 das Einkapselungsmaterial in den Freiraum 28 eingeleitet, der durch die äußere Seitenfläche der Trennwand 12 und die zwei übereinander gelegten Substrate 4 und 6 definiert ist, bis zumindest ein Teil des Volumens dieses Freiraum 28 von dem Einkapselungsmaterial belegt ist, wie in 3 dargestellt.

Dieser Vorgang kann mittels eines Verteilers für Einkapselungsmaterial, der unter seiner angelsächsischen Bezeichnung "Dispenser" besser bekannt ist, verwirklicht werden. Der Verteiler wird entlang zumindest eines Teils des Umfangs der zwei Substrate 4 und 6 verschoben, um einen Einkapselungsmaterialstreifen 30 zu bilden, der, indem er sich an der äußeren Seitenfläche der Trennwand 12 abstützt und die zwei Substrate 4 und 6 verbindet, den Einkapselungsrahmen bildet. Es ist nicht erforderlich, dass sich der Einkapselungsmaterialstreifen 30 bis zu den Rändern der Zelle erstreckt. Es genügt nur, dass er ausreichend breit ist, damit er die Rolle eines Einkapselungsrahmens spielt, d. h. Isolieren des empfindlichen Materials von der äußeren Umgebung, ebenso Hindern desselben an einem Austritt außerhalb der Zelle und Halten der Gesamtheit der zwei Substrate 4 und 6.

Um den Einkapselungsmaterialstreifen 26 abzulagern, kann auch einer der Ränder der Zelle 2, die durch die zwei übereinander gelegten Substrate 4 und 6 begrenzt ist, in einen Behälter eingetaucht werden, der eine bestimmte Menge dieses Einkapselungsmaterials enthält. Das Einkapselungsmaterial füllt durch Kapillarität fortschreitend das leere Volumen 28 aus, das sich außerhalb des Umfangs der Trennwand 12 befindet. Eine weitere Möglichkeit besteht auch im Einleiten des Einkapselungsmaterials zwischen die zwei Substrate 4 und 6 über ein Befüllungsloch, das in eines der Substrate 4 oder 6 außerhalb des Umfangs der Trennwand 12 gebohrt ist.

Gemäß der Erfindung wird, nachdem auf der inneren Fläche von einem der zwei Substrate 4 oder 6 alle Strukturen abgelagert wurden, die für die folgende korrekte Funktion der Zelle 2 erforderlich sind, wie beispielsweise die Elektroden oder auch die Kontaktanschlussflächen (diese Herstellungsschritte werden später im einzelnen beschrieben), dieses Substrat mit einer Photoresistmaterialschicht bedeckt. Diese Photoresistschicht wird anschließend durch klassische Photoätzverfahren strukturiert, um ihr die Form des vorstehend erwähnten Befüllungskanals 22 zu verleihen, der durch die Trennwände 10 und 12 begrenzt ist. Sobald der Befüllungskanal 22 erhalten ist, wird das verbleibende Substrat, das auch zweckmäßig zugerichtet ist, mit dem ersten Substrat vereinigt. Die Reihenfolge dieser Vorgänge ist natürlich nur rein zur Erläuterung gegeben und könnte insofern modifiziert werden, als das Einkapselungsmaterial nach Vereinigung der Substrate eingeleitet wird.

Gemäß einer Variante des Verfahrens wird die Photoresistschicht strukturiert, um nicht nur den Befüllungskanal, sondern auch Abstandhalter (in der Zeichnung aus Klarheitsgründen nicht dargestellt) auszubilden, die einen konstanten Abstand zwischen den zwei Substraten 4 und 6 aufrechterhalten sollen. Durch die vorliegende Erfindung ist es folglich möglich, in einem einzigen Herstellungsschritt die Abstandsstrukturen und den Befüllungskanal zu strukturieren. Außer den Zeit- und Geldeinsparungen, deren Verwirklichung ein derartiges Verfahren ermöglicht, liegt ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Tatsache, dass, da die Abstandhalter und der Einkapselungsrahmen gleichzeitig hergestellt werden, die Abstandhalter nicht mehr riskieren, bei einem späteren Schritt der Herstellung des Einkapselungsrahmens beschädigt zu werden, wie es im Stand der Technik der Fall war. Schließlich werden der Befüllungskanal und die Abstandhalter mittels desselben Materials hergestellt, was das vorliegende Verfahren noch weiter vereinfacht.

Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Photolithographieverfahren sind herkömmlicher Art und dem Fachmann gut bekannt. Sie bestehen im Wesentlichen aus dem Sensibilisieren der Photoresistschicht mittels Licht, das durch die lichtdurchlässigen Zonen eines Siebs hindurchtritt, das die Formen der zu sensibilisierenden Zonen wiedergibt. Hinsichtlich des Photoresistmaterials handelt es sich auch in sehr klassischer Weise um ein lichtempfindliches Harz, das der Fachmann problemlos auswählen kann und dessen gewöhnliches Ziel darin besteht, die Oberfläche der zu ätzenden Schicht vor der Wirkung eines chemischen Reagenz an den Orten zu schützen, an denen dieses Harz nach der Sensibilisierung durch die optische Strahlung und chemische Beseitigung der die zu ätzenden Orte bedeckenden Zonen bestehen bleibt. Als Materialien, die zum Herstellen der Trennwände 10 und 12 gut angepasst sind, können das lichtempfindliche Cycloten von Dow Chemical und das unter der Referenz SU8 von MicroChem Corp. vertriebene Produkt angeführt werden.

Wie vorstehend beschrieben wurde, werden nach der Strukturierung der dichten Trennwände 10 und 12, die den Befüllungskanal 22 begrenzen, und gegebenenfalls der Abstandhalter die zwei Substrate 4 und 6 vereinigt. Dann kann die Befüllung des Kanals 22 durchgeführt werden. Dazu wird mit dem Erzeugen eines Vakuums im Arbeitsraum, in dem die Zelle 2 ausgebildet wird, begonnen. Sobald das Vakuum erzeugt ist, wird ein Tropfen von Einkapselungsmaterial auf dem Loch 24 abgelagert, das mit dem Befüllungsmaterial 22 in Verbindung steht. Durch Kapillarität beginnt das Einkapselungsmaterial, in den Kanal 22 zu fließen. Dann wird der Atmosphärendruck im Arbeitsraum wiederhergestellt. Unter der Wirkung der Druckdifferenz zwischen dem Befüllungskanal, in dem ein ausreichend fortgeschrittenes Vakuum herrscht, und dem Atmosphärendruck wird das Einkapselungsmaterial bis zum Boden des Befüllungskanals gedrängt.

Typischerweise ist das zum Einkapseln der Zelle 2 verwendete Material ein lichtempfindliches Harz, das im flüssigen Zustand in den Befüllungskanal 22 eingeleitet wird und das anschließend durch Sensibilisierung mit Hilfe von Ultraviolettlicht durch das obere Substrat 4 hindurch polymerisiert wird. Das Einkapselungsmaterial muss einen hermetischen Verschluss der Ränder der Zelle 2 sicherstellen, um den Flüssigkristall wirksam einzukapseln und ihn vor Diffusionsphänomenen des Gases der Umgebungsatmosphäre zu schützen. Das Einkapselungsmaterial muss auch ein Klebevermögen aufweisen, um es zu ermöglichen, die zwei Substrate 4 und 6 zusammen zu halten. Als Variante kann das Einkapselungsmaterial auch aus einem Harz bestehen, das unter der Wirkung einer Temperaturerhöhung im Arbeitsraum polymerisiert. Als Einkapselungsmaterial kann auch ein Zweikomponenten-Klebstoff verwendet werden, dessen Komponenten mit der Zeit oder unter der Wirkung einer Temperaturerhöhung härten, wenn sie zusammengebracht werden. Als Materialien, die gut an die Herstellung des erfindungsgemäßen Einkapselungsrahmens angepasst sind, können die Produkte Loctite 3492 und Norland Optical Adhesives 61 angeführt werden. Eine weitere Familie von Klebstoffen, die gut an die Bedürfnisse der vorliegenden Erfindung angepasst ist, besteht aus den Cyanoacrylat-Klebstoffen. Schließlich können die thermoplastischen Harze auch im Rahmen der Erfindung verwendet werden.

Sobald das Einkapselungsmaterial, das in den Befüllungskanal 22 eingeleitet ist, dann verfestigt ist, kann der Flüssigkristall in die Zelle 2 über das Befüllungsloch 26 eingeleitet werden. Vorteilhafterweise können die Einleitung des Einkapselungsmaterials, seine Verfestigung, dann der Schritt der Einleitung des Flüssigkristalls nacheinander oder gleichzeitig in derselben Maschine durchgeführt werden. Schließlich wird das Befüllungsloch 26 für die Flüssigkristalle ebenso wie der Raum 32, der sich in unmittelbarer Nähe des Befüllungslochs 26 befindet, verschlossen, um eine Einkapselungskontinuität mit den nächsten Teilen der Trennwand 12 zu verwirklichen, so dass die Einkapselung auf dem ganzen Umfang der Zelle 2 vollkommen verwirklicht wird. Schließlich können zusätzliche Schichten wie Polarisatoren noch auf den Substraten 4 und 6 abgelagert werden.

Die Elektroden 14 und 16 werden gewöhnlich durch Photoätzen in Form von dünnen Schichten eines lichtdurchlässigen leitenden Oxids wie eines Gemischs von Indium/Zinn-Oxid, das besser unter seiner angelsächsischen Bezeichnung "Indium Tin Oxyde" oder "ITO" bekannt ist, hergestellt. Nach dem Schritt der Strukturierung der Elektroden 14, 16 findet der Schritt der Herstellung der Kontaktanschlussflächen 20 statt. Gemäß einer Variante wäre es natürlich auch möglich, zuallererst eine Schicht aus leitendem Material abzulagern, dann die Kontaktanschlussflächen auf der Oberfläche dieser Schicht herzustellen und schließlich die leitende Schicht zu strukturieren, um die Elektroden auszubilden.

Die Kontaktanschlussflächen 20 werden vorzugsweise, aber nicht begrenzend durch galvanisches Wachstum mittels eines leitenden Materials wie Gold hergestellt. Dazu wird durch Aufdampfung eine Goldschicht auf der gesamten Oberfläche der zwei Substrate 4 und 6 abgelagert. Vor der Ablagerung der Goldschicht kann auf die Oberfläche der Substrate 4 und 6 beispielsweise eine Chromschicht aufgedampft werden, die ein besseres Einhängen bzw. Anlagern der Goldschicht an der Oberfläche der Substrate 4 und 6 ermöglicht. Die Goldschicht wird häufig Wachstumsschicht oder "seed layer" in der angelsächsischen Terminologie des galvanischen Wachstumsverfahrens genannt.

Nach der Aufdampfung der Goldschicht wird die Ablagerung einer Schicht eines Photoresistmittels durchgeführt, in der Öffnungen an Orten ausgebildet werden, an denen gewünscht ist, dass das galvanische Wachstumsphänomen stattfindet, anders ausgedrückt, am Ende der Elektroden 14 und 16. Die Wachstumsschicht wird elektrisch kontaktiert, um die Katode zu bilden, dann werden die Substrate 4, 6 in ein galvanisches Wachstumsbad gegenüber einem Stück einer Platte eingetaucht, die die Rolle der Anode spielt. Das Bad ist eine Base aus Gold-(II)-cyanid und Kalium die unter dem kommerziellen Namen AURALL 292 von der Gesellschaft Lea Ronal vertrieben wird. Unter der Wirkung des Anlegens einer elektrischen Spannung dissoziiert sich das elektrochemische Paar, das in der Lösung im galvanischen Wachstumsbad vorliegt, und das Gold lagert sich an den Orten der Substrate 4 und 6, die nicht durch die Photoresistschicht geschützt sind, ab. In Abhängigkeit vom Wert der elektrischen Spannung und der Zeit, während der diese Spannung angelegt wird, kann die Geschwindigkeit des Wachstums der Kontaktanschlussflächen 20 gesteuert werden. Wenn diese Kontaktanschlussflächen 20 ihre erforderlichen Abmessungen erreicht haben, wird die elektrische Spannung unterbrochen. Dann bleibt nur noch das Eintauchen der Substrate 4 und 6 in Bäder zum chemischen Angriff, um nacheinander die Schichten aus Photoresist, Gold und Chrom zu beseitigen. Bei der Beseitigung der Goldschicht werden die Kontaktanschlussflächen 20 auch leicht angegriffen und ihre Höhe verringert sich um einen Wert nahe jenem der Dicke der anfänglich auf den Substraten 4 und 6 abgelagerten Goldschicht. Es ist zu beachten, dass diese verschiedenen chemischen Angriffe keine Wirkung auf die aus ITO hergestellten Elektroden 14, 16 haben.

Gemäß einer Variante können die Kontaktanschlussflächen 20 mit Hilfe eines selektiven Ablagerungsverfahrens durch Bedrucken wie Siebdruck mittels eines Klebematerials wie mit leitenden Partikeln angereicherten Epoxids hergestellt werden.

Nach der Strukturierung der Kontaktanschlussflächen 20 werden auf den Elektroden 14, 16 Schichten zur Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle abgelagert. Diese Ausrichtungsschichten können beispielsweise durch Gummidruck abgelagert werden.

Nach der Ablagerung der Ausrichtungsschichten werden die Löcher 24 und 26 für die Einleitung des Einkapselungsmaterials und des Flüssigkristalls in eines der Substrate, hier das vordere Substrat 4, gebohrt.

Anschließend wird die Strukturierung der Trennwand oder Trennwände 10 und 12 gemäß der vorstehend im einzelnen beschriebenen Betriebsart durchgeführt. Zur gleichen Zeit wie die Trennwände 10 und 12 können gegebenenfalls gleichzeitig die Abstandsstrukturen beispielsweise in Form von geradlinigen Stangen oder Klötzen hergestellt werden.

Nachdem die Trennwände 10 und/oder 12 strukturiert sind, kann nun das vordere Substrat 4 auf das hintere Substrat 6 aufgebracht werden und begonnen werden, den Befüllungskanal 22 zu füllen. Wenn nur die innere Trennwand 12 hergestellt wurde, kann der Freiraum 28, der durch die äußere Seitenfläche dieser Trennwand 12 und die zwei übereinander gelegten Substrate 4 und 6 definiert ist, gefüllt werden, beispielsweise indem einer der Ränder der Zelle 2 in einen Behälter eingetaucht wird, der das flüssige Einkapselungsmaterial enthält. Durch Kapillarität füllt das Einkapselungsmaterial fortschreitend den Freiraum 28 und umhüllt die Kontaktanschlussflächen 20 ohne irgendein Risiko, dass sie verschlechtert werden. Wenn dagegen die innere Trennwand 12 und die äußere Trennwand 10 gleichzeitig strukturiert wurden, um somit den vorstehend erwähnten Befüllungskanal 22 auszubilden, wird das Einkapselungsmaterial über das Befüllungsloch 24, das dazu im vorderen Substrat 4 ausgebildet wurde, in diesen Kanal 22 eingeleitet.

Sobald das Einkapselungsmaterial verfestigt ist und die zwei Substrate 4 und 6 in dauerhafter Weise vereinigt sind, kann der Hohlraum 8 mit dem Flüssigkristall über das Befüllungsloch 26, das in das obere Substrat 4 gebohrt ist, gefüllt werden, dann, wenn die Befüllung beendet ist, wird das Befüllungsloch 26 mittels eines Klebstoffstopfens versiegelt, wobei alle diese Vorgänge gleichzeitig in ein und derselben Maschine durchgeführt werden können.

In diesem Stadium des Herstellungsverfahrens wird das Schneiden der Zelle 2 beispielsweise durch Sägen oder Schneiden mit Wasserstrahl durchgeführt, ein Vorgang, dem ein Schleifschritt folgen kann, um die Abmessungen der Zelle 2 auf ihre endgültigen Maße zu bringen. Der Sägestrich ist in 1 gestrichelt dargestellt. Es ist zu bemerken, dass er in dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel durch die Kontaktanschlussflächen 20 verläuft, damit die Zelle eine regelmäßige Kontur aufweist, wobei seitliche Kontaktbereiche, die durch die Anschlussflächen 20 markiert sind, eine große aktive Oberfläche aufweisen. Dann können auf die Schnittfläche der Zelle 2 durch die Öffnungen einer Maske Leiterbahnen 34 aufgedampft werden, die zum Verbinden der Kontaktanschlussflächen 20, anders ausgedrückt der Elektroden 14 und 16, mit Eingangsanschlussklemmen einer elektronischen Steuerschaltung (nicht dargestellt) beispielsweise mittels leitender Drähte (ebenfalls nicht dargestellt) dienen, die es ermöglichen, den Kontakt an der Schnittfläche der Zelle 2 leicht aufzugreifen.

Die Erfindung gilt für die Herstellung einer Zelle mit mehr als zwei Substraten, beispielsweise vier, wobei die Substrate durch einen Einkapselungsrahmen paarweise vereinigt werden, der aus mindestens einer Wand, die das Volumen für die Einkapselung des empfindlichen Materials oder der Flüssigkeit begrenzt, sowie einem Einkapselungsmaterialstreifen besteht, der den Freiraum zwischen den zwei betrachteten Substraten füllt, wobei Anschlussflächen aus leitendem Material auf der Verlängerung jeder Elektrode zu dem Ort, an dem diese aus der Trennwand austritt, geschaffen sind. Ebenso wäre es völlig möglich, in Erwägung zu ziehen, dass die Kontaktanschlussflächen außerhalb des Umfangs liegen, der durch den Einkapselungsstreifen begrenzt ist.

Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen begrenzt ist, die gerade beschrieben wurden, und dass verschiedene einfache Modifikationen und Varianten in Erwägung gezogen werden können, ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung gilt insbesondere in analoger Weise für ein Verfahren zur Serienherstellung von Zellen, wie in 5 dargestellt. Ein derartiges Los von Zellen 2 umfasst zwei Platten 36 und 38, die allen Zellen 2 gemeinsam sind, und ein Netz von dichten Trennwänden 10 und 12, die für jede Zelle 2 einen Hohlraum 8, der die Flüssigkristalle enthalten soll, ebenso wie Befüllungskanäle, die mit einem Einkapselungsmaterial gefüllt werden sollen, um die zwei Platten 36 und 38 zu verbinden und die Einkapselungsrahmen zu bilden, begrenzen. Vorteilhafterweise sind eine erste Vielzahl von Löchern 26 für das Befüllen der Hohlräume 8 mit Flüssigkristall und eine zweite Vielzahl von Löchern 24 für die Zuführung des Einkapselungsmaterials in der oberen Platte 36 ausgebildet. Durch dieses Merkmal ist es möglich, die Befüllungskanäle nicht nur von der Seite, beispielsweise von Flüssigkristallzellen, sondern auch von der Oberseite dieser letzteren aus zu füllen. Folglich kann mit einem vollständigen Los von Zellen gearbeitet werden, ohne dazu gezwungen zu sein, dieses Los in Bänder aufzuteilen, um zu den Befüllungslöchern Zugang haben zu können, die gewöhnlich an einer der Seiten der Zellen ausgebildet sind. Die Zellen 2 können folglich praktisch vor dem Schneiden im Los fertiggestellt werden. Insbesondere kann das Füllen und das Versiegeln der Zuführungslöcher 24 für das Einkapselungsmaterial, das die Einkapselungsrahmen der Zellen bilden soll, auf dem ganzen Los folglich in einer einfacheren und wirtschaftlicheren Weise als bei einzelnen Zellen durchgeführt werden. Ebenso können die Zellen 2 mit Flüssigkristall gefüllt werden und die Befüllungslöcher 26 verschlossen werden, während sich die Zellen noch im Los befinden.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Herstellen einer elektrooptischen Zelle, insbesondere einer Flüssigkristallzelle (2), oder einer elektrochemischen photovoltaischen Zelle, die umfasst:

    – wenigstens ein lichtdurchlässiges erstes, vorderes Substrat (4), dessen obere Oberfläche die vordere Fläche der Zelle (2) bildet;

    – wenigstens ein zweites, hinteres Substrat (6), das ebenfalls lichtdurchlässig oder nicht lichtdurchlässig sein kann und dessen untere Oberfläche die hintere Fläche der Zelle (2) bildet;

    – wobei die Substrate (4, 6) durch einen Einkapselungsrahmen verbunden sind, der ein Volumen (8) für die Einkapselung eines empfindlichen Materials begrenzt, dessen physikalische, vor allem dessen optische oder elektrische Eigenschaften verändert werden können;

    – wobei die Substrate (4, 6) auf ihren einander zugewandten Flächen wenigstens eine Elektrode (14, 16) aufweisen, wobei diese Elektroden (14, 16) dazu bestimmt sind, mit einer elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung verbunden zu werden, und

    – wobei die Elektroden (14, 16) der Zelle (2) im Wesentlichen bis zu den Rändern der Zelle verlängert sind, um Anschlussmittel (18) zu bilden, die ermöglichen, die elektrische Verbindung zwischen der Zelle (2) und der Versorgungs- oder Steuerschaltung herzustellen, wobei darüber hinaus dieses Verfahren die Schritte erfasst, die darin bestehen:

    – auf jedem der Substrate (4, 6) die entsprechenden Elektroden (14, 16) zu strukturieren;

    – auf einem der Substrate (4, 6) wenigstens eine Trennwand (12) zu strukturieren, die mit ihrer inneren Seitenfläche das Volumen (8) für die Einkapselung des empfindlichen Materials begrenzt, wobei diese Trennwand (12) in Bezug auf die Ränder der Zelle zurückversetzt verläuft, derart, dass sie die Anschlusskontakte (18) unterbricht, und somit von den Elektroden (14, 16) durchquert wird;

    – das zweite Substrat (4) mit dem ersten Substrat (6) zu vereinigen;

    – ein Einkapselungsmaterial einzuleiten, das in den Freiraum (28) fließen kann, der durch die vereinigten Substrate (4, 6) und die äußere Seitenfläche der Trennwand (12) begrenzt ist, bis wenigstens ein Teil dieses Freiraums von dem Einkapselungsmaterial belegt ist, und

    – das Einkapselungsmaterial zu verfestigen, damit dieses den Einkapselungsrahmen der auf diese Weise erhaltenen Zelle (2) bildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem den Schritt umfasst, der darin besteht, auf jeder Elektrode (14, 16) in dem Bereich, in dem diese Elektroden mit den Rändern der Zelle bündig sind, eine Kontaktanschlussfläche (20) abzulagern, die aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, und die Zelle (2) in der Weise durchzuschneiden, dass sie eine im Wesentlichen ebene Schnittfläche mit den seitlichen Kontaktbereichen aufweist, die eine erhöhte aktive Oberfläche bilden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindringen des Einkapselungsmaterials in den Freiraum (28) durch Kapillarität bewerkstelligt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass:

    – in dem Schritt, der darin besteht, in einem der Substrate eine Trennwand zu strukturieren, eine zweite Trennwand (10) strukturiert wird, die dadurch wenigstens einen Befüllungskanal (22) begrenzt, der durch die zwei Trennwände (10, 12) gebildet wird, die sich in einem gegenseitigen Abstand erstrecken;

    – beim Einleiten des Einkapselungsmaterials der Freiraum durch den Kanal begrenzt ist, derart, dass das Einkapselungsmaterial in den Befüllungskanal (22) fließt, bis das gesamte Volumen des Befüllungskanals (22) belegt ist;

    – die Zelle auf ihre endgültigen Maße gebracht wird, indem durch die Dicke des Einkapselungsrahmens geschnitten wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem den Schritt umfasst, der darin besteht, auf jeder Elektrode (14, 16) in dem Bereich, in dem diese Elektroden mit den Rändern der Zelle bündig sind, eine Kontaktanschlussfläche (20) abzulagern, die aus einem elektrisch leitenden Material verwirklicht ist, und die Zelle (2) in der Weise durchzuschneiden, dass sie eine im Wesentlichen ebene Schnittfläche mit den seitlichen Kontaktbereichen, die eine erhöhte aktive Oberfläche aufweisen, aufweist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Los von Zellen (2) hergestellt wird, die zwei mit allen Zellen gemeinsame Platten (36, 38) und ein Netz von Trennwänden (10, 12), die für jede Zelle ein Volumen (8) für die Einkapselung des empfindlichen Materials begrenzen, sowie Befüllungskanäle (22), die dazu bestimmt sind, mit einem Einkapselungsmaterial befüllt zu werden, um die zwei Platten (36, 38) zu verbinden und um die Einkapselungsrahmen der Zellen zu bilden, umfassen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der Platten (36) oder (38) eine erste Mehrzahl von Löchern (26) für die Befüllung der Volumina (8) mit dem empfindlichen Material und eine zweite Mehrzahl von Löchern (24) für die Zuführung des Einkapselungsmaterials ausgebildet sind.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindringen des Einkapselungsmaterials in den Befüllungskanal (22) durch Kapillarität bewerkstelligt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst, die darin bestehen:

    – im Befüllungskanal (22) ein Vakuum zu erzeugen;

    – das Einkapselungsmaterial in den Befüllungskanal (22) eindringen zu lassen, und

    – den Druck außerhalb der Zelle (2) wiederherzustellen, derart, dass unter der Wirkung der Druckdifferenz zwischen dem Befüllungskanal (22), in dem das Vakuum herrscht, und dem Umgebungsdruck das Einkapselungsmaterial bis zum Boden des Befüllungskanals gedrängt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem der Substrate (6) eine Schicht aus einem Photoresist-Material abgelagert wird, die anschließend durch Photoätztechniken strukturiert wird, um ihr die Form einer oder mehrerer Trennwände (10, 12) zu verleihen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Photoresistschicht in der Weise strukturiert wird, dass nicht nur eine oder mehrere Trennwände (10, 12), sondern außerdem Abstandsstrukturen, die dazu vorgesehen sind, zwischen den zwei Substraten (4, 6) der Zelle (2) einen konstanten Abstand aufrechtzuerhalten, gebildet werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Einkapselungsmaterial aus der Gruppe gewählt wird, die gebildet ist durch Harze, die durch Sensibilisierung mit Hilfe von Licht oder durch Erwärmen mittels Erhöhung der Temperatur des umgebenden Milieus polymerisiert werden können, durch thermoplatische Harze, durch Cyanoacrylat-Klebstoffe und durch Zweikomponenten-Klebstoffe, deren Komponenten mit der Zeit oder unter der Wirkung einer Temperaturerhöhung härten, wenn sie zusammengebracht werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktanschlussflächen (20) durch galvanisches Wachstum gebildet werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktanschlussflächen (20) aus Gold hergestellt sind.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktanschlussflächen durch selektives Bedrucken verwirklicht werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Harz, das mit leitenden Partikeln angereichert ist, verwendet wird, um die Kontaktanschlussflächen herzustellen.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz ein Epoxidklebstoff ist.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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