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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrooptische Vorrichtung und, spezieller, auf
eine elektrooptische Vorrichtung, die eine Farbfilterschicht aufweist.
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Es sind verschiedene Verfahren zur Ausbildung einer transparenten Elektrode auf einem
Farbfilter bekannt, wobei sich diese Verfahren im Hinblick auf die Form und Qualität des Farbfilters,
das Vorhandensein oder nicht Vorhandensein einer Schutzschicht und anderes unterscheiden
(siehe zum Beispiel JP-A-233720/1986, JP-A-260224/1986, JP-A-198131/1986 und JP-A-
153826/1987).
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Im Stand der Technik werden ein Farbfilter und eine Schutzschicht aus einem organischen Harz
gebildet, das es erlaubt, feine Muster zu erzielen. Die Hitzebeständigkeit solch eines organischen
Harzes ist relativ gering, was verhindert, daß Temperaturen oberhalb von 220 bis 230ºC
benutzt werden, wenn eine transparente Elektrode direkt auf der Farbfilterschicht oder unter
Zwischenlage einer Schutzschicht ausgebildet wird. Solche niedrigen Temperaturen resultieren
in einer schlechten Filmqualität der transparenten Elektrode, was zu Problemen führt, wie zum
Beispiel einer geringen Oberflächenhärte und damit zu einer unzureichenden physikalischen
Festigkeit. Darüberhinaus tritt eine elektrische Korrosion auf, wenn ein elektrisches Feld in einer
Umgebung angelegt wird, die einen Elektrolyten wie Wasser oder ähnliches enthält, das heißt
die chemische Beständigkeit ist ebenfalls unzufriedenstellend. Diese Probleme führen dazu, daß
die Zuverlässigkeit der elektrooptischen Vorrichtung als ganzes schlecht ist. Daher ist bisher ein
Verfahren zum Pigmentieren des Farbfilters, das mittels eines Färbungsprozesses ausgebildet
wurde, zur Erhöhung der Hitzebeständigkeit des Farbfilters selbst eingesetzt worden. Da jedoch
das Problem der Hitzebeständigkeit dem haltenden Harz eigen ist, konnte eine ausreichende
Verbesserung nicht erreicht werden. Es sind Versuche unternommen worden, die Hitzebestän
digkeit des Harzes zu erhöhen, aber die Resultate erwiesen sich nicht als zufriedenstellend.
Stattdessen traten andere Probleme auf, daß nämlich kurzwelliges Licht absorbiert wird und das
Harz gelb macht, daß die Beständigkeit gegenüber Alkali verringert wird und anderes.
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Als Alternative ist ein Verfahren zur Ausbildung des Farbfilters durch Sublimation einer
Substanz mit einer hohen Hitzebeständigkeit, wie einem Pigment oder ähnlichem, in eine poröse
anorganische Schicht vorgeschlagen worden. Auch in diesem Fall bleiben jedoch Probleme wie
Mustergenauigkeit, Farbreinheit und andere ungelöst
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Die JP-A-2-082222 und die JP-A-58-1 78325 offenbaren eine elektrooptische Vorrichtung,
umfassend ein erstes Substrat, eine darauf ausgebildete transparente Elektrode, einen auf der
transparenten Elektrode ausgebildeten Ausrichtungsfilm, ein zweites Substrat und ein zwischen
den beiden Substraten mit Hilfe einer die Substrate zusammenhaltenden Dichtung
eingeschlossenen Flüssigkristall Ein Abschnitt des ersten Substrats erstreckt sich über eine Kante des
zweiten Substrats hinaus und weist auf sich eine Verlängerung der darauf ausgebildeten
transparenten
Elektrode auf. Der Ausrichtungsfilm erstreckt sich über eine der Kante des zweiten
Substrats entsprechende Position hinaus bis zu einem Abschnitt, wo ein Verbinder mit der
transparenten Elektrode verbunden ist. Es gibt daher keinen Abschnitt, der die transparente
Elektrode der umgebenden Luft aussetzt, womit elektrochemische Korrosion vermieden wird.
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Die JP-A-59-121316 offenbart eine elektrooptische Vorrichtung mit einem ähnlichen Aufbau,
wobei der Abschnitt der transparenten Elektrode zwischen der Dichtung und einem Verbinder
von einem speziell zu diesem Zweck vorgesehenen Isolierfilm bedeckt ist.
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Die JP-A-63-008633 offenbart eine ähnliche elektrooptische Vorrichtung, bei der der
Ausrichtungsfilm zu dem Abschnitt der transparenten Elektrode außerhalb der Dichtung mit Ausnahme
des Abschnitts der Dichtung selbst verlängert ist.
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Die JP-A-62-1 53826 offenbart eine Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die auf einem
Substrat ein Farbfilter, einen SiO&sub2;-Film, einen Polyimidfilm, eine transparente Elektrode und
einen Ausrichtungsfilm in dieser Reihenfolge aufweist.
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Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, die oben erläuterten Probleme des Standes der Technik
zu beseitigen und ihre Aufgabe ist es, eine elektrooptische Vorrichtung mit einer transparenten
Elektrode auf einem Farbfilter, direkt oder unter Zwischenlage einer einzigen oder mehrerer
organischer oder anorganischer Schichten, zu schaffen, die eine verbesserte chemische
Haltbarkeit und insbesondere eine hohe Beständigkeit gegen elektrische Korrosion sowie eine hohe
Zuverlässig aufweist.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer elektrooptischen Vorrichtung gelöst, wie sie
im Anspruch 1 beansprucht wird. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind in den
abhängigen Ansprüchen beansprucht.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im einzelnen unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Fig. 1 eine Schnittansicht eines Substrats mit einem Farbfilter gemäß Beispiel 1 ist,
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Fig. 2 eine Schnittansicht der elektrooptischen Vorrichtung gemäß Beispiel 1 ist,
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Fig. 3 eine Schnittansicht eines Substrats mit einem Farbfilter gemäß Beispiel 2 ist,
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Fig. 4 eine Schnittansicht der elektrooptischen Vorrichtung gemäß Beispiel 2 ist,
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Fig. 5 eine elektrooptische Vorrichtung gemäß Beispiel 3 zeigt, und
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Fig. 6 eine Schnittansicht der elektrooptischen Vorrichtung gemäß Beispiel 4 ist.
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Das Verfahren zur Ausbildung von Schutzschichten hängt von dem Verfahren zur Ausbildung
von Farbfiltern ab. Daher wird die Ausbildung der Farbfilter hernach gesondert für jedes Beispiel
beschrieben. Es bedarf jedoch keiner Erwähnung, daß eine elektrooptische Vorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung mittels anderer Verfahren zur Ausbildung von Farbfiltern und
Schutzschichten als den in den Beispielen angegebenen realisiert werden kann, und daß auch
die Materialien nicht auf jene beschränkt sind, die in den Beispielen erwähnt werden. Je dicker
darüber hinaus ein Ausrichtungsfilm ist, desto besser dient er zu verhindern, daß die
transparente Elektrode Kontakt mit der atmosphärischen Luft hat, weshalb es vorzuziehen ist, daß die
Dicke 5 nm (50 Å) oder mehr beträgt, oder noch besser 20 nm (200 Å) oder mehr.
Beispiel 1
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Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Substrats mit einem Farbfilter. Ein Farbfilter 2 ist auf
einem Glassubstrat 1 ausgebildet, indem drei Arten von Tinte in Streifenform mit einer Dicke
von 1,5 µm durch Offsetdruck gedruckt wurden. Rote, blaue bzw. grüne Pigmente sind in den
drei Tintenarten dispergiert. Dann wird ein Acrylharz mit einer Dicke von 10 µm mittels
Siebdruck ausgebildet, durch Schleifen abgeflacht und dann zwei Stunden bei 180ºC getrocknet.
Dadurch wird auf der gesamten Oberfläche des Glassubstrats 1 und des Farbfilters 2 eine
Schutzschicht 3 ausgebildet. Ein transparenter leitender Film bestehend aus Indiumoxid-Zinnoxid
(nachfolgend als ITO bezeichnet) wird mit einer Dicke von 200 nm (2000 Å) auf der
Schutzschicht 3 bei einer Temperatur von 180ºC durch Kaltmagnetron-Sputtern ausgebildet.
Transparente Elektroden 4 werden aus diesem transparenten leitenden Film durch Photolithographie so
hergestellt, daß sich die Elektroden senkrecht zu den Farbfilterstreifen erstrecken.
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Fig. 2 zeigt den Aufbau einer elektrooptischen Vorrichtung. Wie im Fall des in Fig. 1 gezeigten
Glassubstrats 1 ist eine Gegenelektrode 7 auf einem Glassubstrat 6 durch ITO in einer
Matrixform ausgebildet. Ausrichtungsfilme 5, 8 aus Polyimid sind dann mit einer Dicke von je 30 bis
40 nm (300 bis 400 Å) ausgebildet. Dann wird ein Flüssigkristall 11, der ein Spalthaltematerial
10 enthält, in den Spalt zwischen den beiden Substraten eingefüllt und mittels einer Dichtung 9
eingeschlossen. Bei dem vorliegenden Beispiel beträgt der Drehwinkel des
Flüssigkristallmatenals 230º links, und der Zellenspalt beträgt 6 pm.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Breite des unteren Substrats 1 größer als die des oberen Substrats
6. Der Abschnitt des unteren Substrats 1, der sich über das obere Substrat hinaus erstreckt,
bildet einen Eingangsanschlußabschnitt B. Gemäß der Erfindung erstreckt sich der
Ausrichtungsfilm 5 auf dem Substrat 1 um eine Länge a über eine Position A hinaus, welche der Kante
des gegenüberliegenden Substrats 6 entspricht, die den Eingangsanschlußabschnitt B abgrenzt.
Die Wirkungen verschiedener Werte der Länge a sind in Tabelle 1 gezeigt und werden
nachfolgend erläutert. Die mit dem Flüssigkristall gefüllte elektrooptische Vorrichtung wurde zuerst in
einem organischen Lösungsmittel wie Triethan oder ähnlichem gewaschen und dann in
Alkaliwasser (2 bis 4 Gewichtsprozent) gebürstet, um an dem Eingangsanschlußabschnitt und
anderen anhaftende Flecken zu entfernen. Anschließend wurden Treibersignale zur Ansteuerung der
Vorrichtung auf Zeitmultiplexbasis mit einem Tastverhältnis von 1/200 bis 1/400 angelegt. Ein
kontinuierlicher Test wurde über 200 Stunden unter einer Umgebung von 50ºC - 90 RH%
ausgeführt, um das Auftreten von Unterbrechungen und anderen Fehlern zu untersuchen.
Verschiedene Proben wurden in diesem Test benutzt, und alle 50 Stunden wurden einigen
Proben zur Prüfung der Anzahl von Unterbrechungen und der Besonderheiten herausgenommen.
Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt. Die Zeilenanzahl der bei diesem Test verwendeten
Probenvorrichtungen betrug 200.
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Was das Waschen der elektrooptischen Vorrichtung angeht, so kann sie gewaschen werden,
indem sie Ultraschallwellen in einem alkalischen oberflächenaktiven Mittel ausgesetzt wird. Es
gibt allerdings keine Beschränkungen hinsichtlich des Waschens der Vorrichtung, vorausgesetzt,
daß das Waschmittel den Eingangsanschlußabschnitt und andere nicht physikalisch schädigt
und die Schutzschicht und andere nicht chemisch schädigt. Bei dem vorliegenden Beispiel
wurde, wie oben erwähnt, ein Bürsten in einem Alkaliwasser mittels einer Nylondrehbürste
ausgeführt. Um zu vermeiden, daß von dem Bürsten Mulden resultieren, wurde die Drehbürste
moderat angesetzt, so daß ihre Haare leicht berührten.
Tabelle 1
Länge des Abschnitts a
Anzahl von Unterbrechungen (Anzahl von Korrosionen)
Zeilen (nach 50H)
Testergebnisse des unter kontinuierlicher Ansteuerung ausgeführten Tests
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Aus Tabelle 1 wird man verstehen, daß die Wirkung der vorliegenden Erfindung erreicht wird,
wenn der Ausrichtungsfilm bis zur Position A oder über diese hinaus erstreckt wird, selbst
wenn nur um ein kleines Stück. Während bei dem vorliegenden Beispiel Polyimid für die
Ausrichtungsfilme verwendet wurde, können andere Materialien oder Mittel verwendet werden,
zum Beispiel Preimid, Polyamicsäure, Polyamidimid.
Beispiel 2
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Ein Beispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4
erläutert. Eine Schnittansicht eines das Farbfilter tragenden Substrats gemäß der Erfindung ist in Fig.
3 gezeigt. wie im Fall von Beispiel 1, wird ein Farbfilter 12 in Streifenform durch Offsetdruck
auf ein Glassubstrat 1 gedruckt und dann gepreßt, um flach zu werden. Als nächstes wird ein
Epoxyacrylatharz mit einer UV-lichtempfindlich keit bis zu einer Dicke von 1,2 µm durch Schleu
derbeschichtung aufgeschichtet und dann selektiv mit UV-Licht belichtet, um eine Schutzschicht
13 zu erhalten. Die transparente Elektrode 4 wird danach wie im Fall des Beispiels 1
ausgebildet.
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Die Konstruktion der elektrooptischen Vorrichtung ist in Fig. 4 gezeigt. Wie im Fall des Beispiels
1, wurde eine Untersuchung im Hinblick sowohl auf die Länge a des Ausrichtungsfilms 5 auf
dem das Farbfilter tragenden Substrat als auch der Endposition C der Schutzschicht 13
ausgeführt. Verschiedene elektrolytische Vorrichtungen mit unterschiedlichen werten dieser beiden
Parameter wurden ähnlich dem Beispiel 1 hergestellt. Die elektrooptischen Vorrichtungen
wurden gewaschen und zum leichten Vergleich demselben Test wie beim Beispiel 1 unterzogen.
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Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Was die Position C angeht, bezeichnet Vuinnenuv,
daß sie sich innerhalb der Dichtung 9 befindet, und Vuaußenvv, daß sie außerhalb derselben ist.
Tabelle 2
Länge des Abschnitts
Resultat
innen
außen
Testergebnisse des unter kontinuierlicher Ansteuerung ausgeführten Tests
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Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 2 hervorgeht, ist, wenn der Endabschnitt der Schutzschicht
13 leicht mit der offenen Luft (außerhalb der Dichtung 9) in Kontakt gerät, die Festigkeit des
ITO nicht zufriedenstellend, und eine elektrische Korrosion wird wahrscheinlich auftreten. Es ist
darauf hinzuweisen, daß eine Wirkung gemäß der Erfindung feststellbar wird, wenn auch in
diesem Fall der Ausrichtungsfilm 5 wenigstens bis zur Position A kommt oder außerhalb dieser
liegt. Ferner kann die Dicke der Flüssigkristallschicht leicht gesteuert werden, indem die
Schutzschicht 3 vorzugsweise bis hin zu einer Position unter der Dichtung 9 ausgebildet wird, und
damit wird der Freiheitsgrad hinsichtlich der Position der Schutzschicht 1 3 gemäß dem
Verfahren der vorliegenden Erfindung zunehmen.
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Es ist anzumerken, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Farbfilter und die Art ihrer
Ausbildung beschränkt ist, wie sie im Hinblick auf die Beispiele 1 und 2 erwähnt wurden. Statt
dessen können andere Verfahren zur Ausbildung der Farbfilter (wie beispielsweise
Elektroabscheidung,
ein Verfahren der Dispersion von Pigmenten in ein Polyimidsubstrat und andere, ein
Verfahren der Dispersion von Pigmenten in Substrate mit UV-Lichtempfindlichkeit und Mustern
mittels eines Photoprozesses und andere) sowie andere Materialien (zum Beispiel unter Wärme
verfestigendes Melaminharz, Epxoyharz, Silikon harz und ähnliches) als Schutzschicht eingesetzt
werden. Im Fall, daß der Eingangsanschlußabschnitt auf gegenüberliegenden Seiten des das
Farbfilter tragenden Substrats ausgebildet wird, kann darüberhinaus der Ausrichtungsfilm in
ähnlicher weise auf diesen gegenüberliegenden Seiten ausgebildet werden. Wo jedoch der
Eingangsanschlußabschnitt nur auf einer Seite vorgesehen wird, unterliegt die
gegenüberliegende Seite keiner besonderen Beschränkung, und somit kann der Ausrichtungsfilm dort aus der
Dichtung herauskommen oder nicht. Das gegenüberliegende Substrat unterliegt dann keinerlei
Beschränkung.
Beispiel 3
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Ein drittes Beispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert, die eine Dimmerzelle 100 und
eine optisch anisotrope Substanz 200 offenbart, die zwischen Pol arisatoren 14 und 15
angeordnet sind. Die Dimmerzelle 100 ist eine elektrooptische Vorrichtung, wie sie im Beispiel 2
beschrieben wurde. Die optisch anisotrope Substanz 200 hat dieselben optischen Eigenschaften
wie die Dimmerzelle 100, das heißt ein Wert des Produkts d x Δn (d = Zellenspalt, Δn =
Brechzahlanisotropie des Flüssigkristalls oder der optisch anisotropen Substanz) ist derselbe. Bei
dem vorliegenden Beispiel verwendet die optisch anisotrope Substanz 200 den gleichen
Flüssigkristall wie die Dimmerzelle 100, weist jedoch im gleichen Zellenspalt eine umgekehrte
Drehrichtung (rechts) auf. Der von den Ausrichtungen an der Grenzfläche der Dimmerzelle 100 und der
optisch anisotropen Substanz 200 gebildete Winkel beträgt 90º, und der von der
Polarisationsachse jedes Polarisators und der Ausrichtung der angrenzenden Seite der elektrooptischen
Vorrichtung 100 bzw. der optisch anisotropen Substanz 200 ist auf 20 bis 50º eingestellt, so
daß sich weiß zum Zeitpunkt von "alles leuchtend" ergibt. Dann kann eine elektrooptische
Vorrichtung mit hohem Kontrast, die in der Lage ist, Weiß und Schwarz anzuzeigen, ausgebildet
werden. Ein ähnlicher Effekt kann erreicht werden, wenn ein Film als die optisch anisotrope
Substanz verwendet wird.
Beispiel 4
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Unter Bezugnahme auf Fig 6 wird ein viertes Beispiel erläutert. Nach Vorbereiten des Substrats
mit einem Farbfilter wie im Fall des Beispiels 1, wird die Gegenelektrode 7 in Matrixform auf
dem gegenüberliegenden Glassubstrat 6 unter Verwendung von ITO vorbereitet. Die
Ausrichtungsfilme 5, 8 werden dann aus Polyimid mit einer Dicke von 30 bis 40 nm (300 bis 400 Å) in
Bereichen mit Ausnahme derer für die Dichtung 9 ausgebildet. Der Flüssigkristall 11 und ein
Spaltmaterial 10 werden in den Spalt zwischen den beiden Substraten eingefüllt, die dann
mittels der Dichtung 9 zur Vervollständigung der elektrooptischen Vorrichtung abgedichtet
werden.
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Wie im Fall des Beispiels 1 wurden verschiedene Proben mit unterschiedlichen Werten der Länge
a vorbereitet, in einem organischen Lösungsmittel wie Triethan oder ähnlichem gewaschen,
dann in einem Alkaliwasser (2 bis 4 Gewichtsprozent) zur Entfernung von Flecken gebürstet, die
an dem Eingangsanschlußabschnitt und anderen anhafteten, und dann hinsichtlich ihrer
Zuverlässigkeit getestet. Die Resultate waren ähnlich denen von Beispiel 1.
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Wie durch das vorliegende Beispiel gezeigt wird aufgrund der Ausbildung der Ausrichtungsfilme
gleichzeitig innerhalb der Dichtung und außerhalb auf dem Anschlußabschnitt wenigstens
innerhalb des Bereiches, wo sich das obere und das untere Substrat überlappen, der Abschnitt, wo
anderenfalls eine Wahrscheinlichkeit fir das Auftreten elektrischer Korrosion besteht, geschützt,
weshalb ein ähnlicher Effekt wie im Beispiel 1 erreicht wird. Es bedarf keiner Erwähnung, daß
die Idee des Beispiels 4 auch auf die Beispiele 2 und 3 angewandt werden kann.
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Während bei dem vorliegenden Beispiel Polyimid als ein Beispiel für das Ausrichtungsfüllmaterial
erwähnt wurde, können andere Materialien zum Beispiel Polyamidimid, rhombisches SiO&sub2; und
andere verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie eine zur Verwendung als
Ausrichtungsmaterial erforderliche Eigenschaften und Isolationsvermögen aufweisen.
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Wie oben beschrieben wird gemäß der vorliegenden Erfindung der von dem Ausrichtungsfilm
auf dem das Farbfilter tragenden Substrat bedeckte Bereich außerhalb der Zone, wo zwei
gegenüberliegende Substrate einander überlappen, verlängert.