利用多频率的辐射固化密封层制造技术

一种系统，利用多个波长，最好来自单个激光器的输出，固化粘合二片基底以形成液晶显示器屏面的双重固化密封胶。其中在固化密封胶之前液晶已经就位，从而不允许促使密封胶固化的高温烘烤。出自该单个辐射源的多个波长通过对基频激光的倍频以及混合而形成三倍频。通常需要ＵＶ波长以固化密封胶的光解成分，从而在本发明专利技术中来自约为１微米（１０００ｎｍ）波长激光器的基频被三倍频。沿密封胶的整个周边区扫描ＵＶ。其它波长，典型地为红外波可能还有该红外波的第一加倍频（第一谐波），被独立地收集并且分离地只沿着那些由电路线遮蔽的密封胶区域扫描。这些金属线部分地吸收这些波长以造成在该系统中使用的双成分密封胶的热引发。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用多频率的辐射扫描目标的系统，优选用于增强因遮蔽而难以接收用来光解固化的直接辐射的聚合物的固化。当入射辐射和要固化的聚合物之间发生金属化或者形成其它不透明结构时出现遮蔽现象。通常以UV(紫外线)光为形式的辐射不能到达该聚合物会导致不激励一般要引起光敏聚合物的聚合反应的光引发剂。对于那些由于在直接覆盖着密封胶的区域中放置某些输入/输出线而使用来粘合组成液晶屏面的各层基底的辐射不能到达密封胶区域的液晶屏加工，这种类型的问题是特别重要的。在液晶显示器情况下，以密封胶为形式的这种未固化的聚合物会导致沾染液晶并且一直降低屏面的性能。Glownia等人于1999年10月22日同一天申请的美国专利申请09/425,701和09/425,711公开固化密封胶的替代方法。
技术介绍
目前使用的一种固化用来粘合二片组成液晶显示屏的基底的聚合物胶的方法是利用UV辐射，从而在胶中产生充当光引发剂的自由基以使该胶聚合化或固化。已经发现密封胶区域中的任何未固化的或部分固化的胶会严重地沾染液晶，从而长期降低屏面的性能。在迄今的标准的液晶显示器加工工艺中，通过在比液晶能忍受的高得多的温度下固化热凝固的胶从而粘合构成屏面的二片基底。由于在热固化步骤后才把液晶引入到屏面中，这是可能的。近来描述的并且优选的屏面加工工艺采用所谓的“一次滴入”或“ODF”法，该方法是Matsushita的专利(美国专利5263888，1993年11月23日发布，题目是“液晶显示器屏面的制造方法”)。其中，在组成液晶屏面的二片基底的一片基底上按小滴放置液晶。一条窄的密封胶定义该液晶材料的外周边并使第二基底对齐并放在第一基底上，在该阶段不聚合化该胶。由于固化温度会损害现在已经位于二片基底之间的液晶，通常不能应用常规的固化或聚合化该密封胶的烘箱热工艺。为了替代热固化，选择一种通过光引发基而不是通过热引发剂进行聚合化和固化的密封胶。这种光固化防止和密封胶接触的液晶材料的过热。为了产生光引发的固化反应，通常使用一个UV光源。这种固化工艺的问题是屏面包含着沿着选定位置从屏面的外周边或密封胶区延伸到屏面内部的薄膜金属数据线和选通线。这些信号线阻止入射的UV辐射到达直接在这些不透光区下面的密封胶，造成胶不能全部固化的可能性。不透光的数据线和选通线下面的任何不完整固化的胶会造成沾染液晶材料，导致屏面性能的下降。这种沾染很可能是由未固化的随着时间浸入液晶区的胶产生的。本专利技术同时利用几种辐射频率或波长，独立地扫描屏面周边部位以克服遮蔽问题。在我们的密封工艺中，使用不同频率的辐射源以产生光解反应和热反应二者，优选地但非必须的为双重固化密封胶。在通常会出现遮蔽的区域上独立地扫描由辐射源可用能量中的一部分激发的热反应。其目的是在不过热或者不减弱液晶下固化带有就位的液晶的密封胶，同时提供必要的辐射以把所有的密封胶反应到即使不是全部地也是部分地聚合化或固化的状态。为了克服前面提到的遮蔽问题，在其优选实施例下的本专利技术使用带有非线性元件的高重复率脉冲激光器以得到数种频率(波长)的辐射。对于密封胶，最好采用既以热方式又以光解方式固化的双固化密封胶。常用UV辐射来激励光解反应，在本专利技术中还使用其它波长，典型地为可见的或红外的，以被不透光遮蔽图形吸收的短脉冲的形式提供局部加热。该局部加热激发热固化并且还降低密封胶的粘性以促进光引发剂扩散到各遮蔽区中，由入射UV光形成的这些光引发剂位于和各遮蔽区相邻的区域中。
技术实现思路
本专利技术使用二个或更多的电磁辐射单色源，其中每个辐射源具有不同的基频。把这些光源或电磁辐射对准目标并且沿着目标的某些路径扫描。该扫描的目的例如是形成化学上启动聚合物的固化的光引发剂，其中该聚合物用于把二片基底彼此粘合到另一片基底上，这些基底构成上述的目标。这些各具有不同基波长(频率)的辐射源还可从单个单色源得到，其中该单个单色源通过使用诸如倍频器的非线性元件可得到不同的波长。可把倍频输出再和第二非线性元件混合以产生总共三个的电磁辐射频率，即，基频、第一加倍基频和三倍基频，或者，基频、第一谐频和第二谐频。利用例如一个或多个分色镜或者棱镜系统可在空间上分离不同波长(频率)下的辐射输出。接着例如通过一组扫描镜或光纤独立地扫描分离后的三种不同波长(频率)下的电磁辐射，并把扫描辐射对着目标。目标最好包括一对组成液晶显示屏面的基底。辐射源不必是单色的，在这种情况下每个光源存在多于一个的基波长(频率)。但是，对于本申请，最好把多种波长(频率)中的最强波长(频率)选择成用于加倍和加三倍的波长以得到可能的最强的电磁辐射输出。适用于本专利技术的一种典型单色电磁辐射源是激光器，因为cw激光器和脉冲激光器通常都产生带有强主基波长的电磁辐射，该主基波长容易被加倍和加三倍。对于把电磁辐射用于固化密封胶的情况，常常需要紫外波长。这样，如果三倍波长的电磁辐射位于300—400nm的波长范围，使用其基波长约小于1.5微米(1500nm)的激光器是方便的。Na3+-YAG或Nd3+-YLF激光器相当适用，因为它们各拥有便于加倍和加三倍的基电磁辐射波长(频率)。三倍后的波长(频率)位于紫外区并很适用于固化或聚合化用来把构成本平面显示器的基底粘合到一起的密封胶，另外可把分别位于红外和绿-兰区的基波长和第一加倍波长瞄向目标上被基底上的不透明区部分阻挡或遮蔽的部位。虽然红外和兰-绿电磁辐射通常不能聚合化密封胶，但用于加热遮蔽区下面的密封胶。该加热通过由不透明或部分不透明区吸收入射辐射造成温度上升。这种温度上升造成更有可能使由三倍频辐射形成的激励基扩散到遮蔽区的下面，从而提供一种使被遮蔽的密封胶固化的手段。在通过独立操作的扫描装置用紫外的或三倍波长的辐射扫描组成液晶屏面的二片基底的整个周边期间，最好通过独立的扫描装置在粘连这二片基底的相对短的不透明的周边区上扫描这些波长(基波长和二倍波长)。尽管在整个讨论中优选实施例是针对液晶的，业内人士会理解这只是可应用本专利技术的一个例子。附图说明图1a示意示出二片基底沿共同的周边区接合并且相互粘连。这些基底构成液晶屏面，其选定的周边区金属化从而对入射辐射是不透明。图1b是沿图1的屏面的A—A线的剖面图，示出含有密封胶和数据/选通线二者的区域。图2是依据本专利技术的系统的示意图，其中包括一个激光器，通过使用非线性混合晶体以及可在不同扫描率下独立扫描的扫描镜该激光器能发送几种波长(频率)，以把二种或更多的频率发送到屏面的选定部位上，在这些部位下面存在需要光解式地或者因遮蔽需要热式地固化的密封胶。图3示出在图2的屏面的周边区上来回移动的以便造成密封胶的固化的辐射的二条扫描束中每条束的轨迹。具体实施例方式本专利技术解决使用典型的聚合密封胶把代表着目标的二片基底沿着或靠近它们的周边相互粘合时，当1)在二片基底间的空间中在该聚合密封胶的内部包含着金属，2)所述金属对温度是敏感的以及3)该聚合材料需要固化或聚合化但周边或“共同的周边区”因基底和聚合物之间的不透明区而具有入射辐射不能直接达到的选定部分时，出现的常见问题。在本实施例中，优选目标是通过首先由Matsushita说明并在上面引用的一次滴入法制造的液晶屏面显示器。该一次滴入(ODF)工艺在把第二基底粘合并密封到第一基底之前需要把预定的准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括至少二个电磁辐射源的系统，每个所述辐射源具有不同的基频，通过专用于每个所述源的扫描装置具有其频率的每个所述源指向一目标的各选定区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯H格洛尼亚，罗伯特J万古特菲尔德，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]