DE2310814A1 - Hermetisch verschlossene zelle - Google Patents

Description

VEB Werk für Fernseheicktroriic 2310814

DDR-116 Berlin-Oberschöneweide
Ostendstraße 1-5

Hermetisch verschlossene Zelle

Die Erfindung betrifft eine hermetisch verschlossene Zelle, bei dei¹ sich die parallel zueinander angeordneten Substratplatten in sehr kleinem Abstand zueinander befinden.

Hermetisch verschlossene Zellen sind aus der Technik hinreichend bekannt. Bei der Herstellung von Elektronenröhren wird beispielsweise die hermetische Verbindung zwischen den stromzuführenden Elektroden und der Umhüllung durch eine Glas-Glas-Verschmelzung hergestellt. Bei anderen bekannten Verfahren wird die Verbindung mittels eines Glaslotes durchgeführt· Hermetische Verbindungsmöglichkeiten mittels Klebern oder Kitten von Substratplatten sind ebenfalls in der Technik bekannte

Bei der Glas-Glas-Verschmelzung ist nachteilig, daß die zu verbindenden Teile bis zum Fließpunkt des Glases erhitzt werden massen, um eine Verbindung der beiden Verschmelzpartner zu erreichen. Eine Deformierung der zu verbindenden Teile in der Schmelzzone ist dabei nicht zu vermeiden. Außerdem ist die thermische Belastung für die in der Zelle befindlichen Einbauteile, je nach Glasart und Größe der Zelle ο τ-, t ;,i rechend groß» Die zu verbindenden Glasteile müssen im Ausdehnungskoeffizienten einander gut angepaßt sein, um unzulässige Verspannungen nach dem Erkalten der Verschmelzzone zu vermeiden.

Bei der Verwendung von Glasloten werden diese Nachteile zum Teil vermieden, jedoch werden auch bei diesem Verfahren noch entsprechend hohe Temperaturen benötigt, die

309837/0923

23108U

zwar unterhalb des Schmelzpunktes der zu verbindenden Teile liegen, aber trotzdem auch eine erhebliche thermische Belastung der Einbauteile in der Zelle herbeifuhren. Das bei diesem Verfahren notwendige Aufbringen des Lotes auf einen der beiden zu verbindenden Partner vor dem Verbindungsprozeß erfordert einen zusätzlichen technologischen Aufwand. Die hermetische Verbindung von z. B. zwei planparallelen Glasplatten mit einem kleinen definierten Abstand von beispielsweise 20 /im ist ohne Distanzstücke zur Abstandshalterung zwischen den Glasplatten mit den bisher genannten Verfahren nicht möglich.

Bs sind auch Verbindungen zwischen Glas-Glas oder ähnlichen Werkstoffen mittels Klebern, Kitten, als auch Verbindungsfolien bekannt. Sollen nach diesen Verfahren Bauteile mit definiertem Abstand und vorgegebenen Außenformen hergestellt werden, so sind aufwendige Hilfsvorrichtungen notwendig, Stehen sich beispielsweise bei einem Bauelement planparallele Glasplatten mit einem Abstand von beispielsweise 20 /um gegenüber, bei denen der Spalt zwischen den Glasplatten am Umfang mit einem flüssigen Kleber verschlossen werden soll, dann zieht der Kleber durch die Wirkung der Kapillarkräfte in das Innere der Zelle und macht diese dadurch unbrauchbar. Dieser Effekt kann möglicherweise durch das Einlegen von Abdichtungsmitteln in der Randzone vermieden werden, wobei aber diese Anordnung eine wesentliche Komplizierung der Technologie bedeutet und immer eine Vergrößerung der Zelle bewirkt.

Zum Verbinden von planparallelen Glasplatten für Sicherheitsglas werden thermoplastische, transparente Kunststofffolien benutzt, die unter der Wirkung von Druck und Wärme eine feste Verbindung der Glasplatten zueinander gewährleisten. Jedoch kann mit diesem Verfahren ein definierter Abstand der Glasplatten nicht eingestellt werden, weil die feste Verbindung der Folie mit dem Glas nur im thermo plstischen Bereich des Folienwerkstoffes möglich ist, aber

309837/0923

gleichzeitig durch die Druckwirkung ein gewisses Auspressen der Folie erfolgte Auf Grund dieses gewollten Effektes lassen sich damit Oberflächenfehler der Glasplatten ausgleichen*

Bekannt ist schließlich auch, daß als Abstandshalter bei Flüssigkristallzellen Kunststoffolien verwendet werden, die rechteckige Öffnungen zur Aufnahme der Flüssigkristallsubstanz haben. Diese Folien werden durch einen Klebstoff, z. B. ein Epoxydharz, mit den Substratträgerplatten verbunden· Dieser aufzubringende Klebstoff erfordert einen zusätzlichen Arbeitsgang, wobei eine genaue und konstante Abstandseinhaltung über die gesamte Fläche nicht möglich ist· Soll die Folie mit beiden Substratplatten gleichzeitig verbunden werden, wird zusätzlich eine Polyäthylen-Dichtung angewendet, die bis zur Verschmelzung erhitzt wird* Dies erfordert einen weiteren hohen technologischen Aufwand und garantiert keinen gleichmäßigen Abstand.

Zweck der Erfindung ist es, eine hermetisch verschlossene Zelle zu schaffen, ohne daß besondere Vorrichtungen oder Maßnahmen zur Distanzhaltung der Platten erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hermetisch verschlossene Zelle anzugeben, bei der ein maßstabiler,, eng tolerierter Abstand der parallel zueinander angeordneten Platten gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Abstandshalter zwischen den parallel zueinander angeordneten Substratplatten eine beidseitig mit einem Kleber beschichtete Folie angewendet wird und die hermetische Verbindung der Platten durch Druck- und/oder Wärmeeinwirkung erfolgt. Der Zwischenraum zwischen den Platten :ur Aufnahme eines flüssigen oder gasförmigen Mediums entsteht dadurch, daß die Folie Aussparungen in beliebiger Form aufweist und die hermetische Verbindung zwischen den Platten nur an den Stellen erfolgt, an denen die Folie vorhanden ist. Die Folie, die vorzugsweise

309837/0923

— α. —

23108U

aus einem unter 240 ⁰C temperaturbeständigen Kunststoff besteht, darf sich in dem genannten Temperaturbereich nicht verformen, insbesondere nicht ihre Dicke verändern, um einen sehr kleinen, maßstabilen und toleranzengen Abstand zwischen den Substratplatten zu erhalten. Der Kleber, mit dem die Folie beidseitig beschichtet ist, muß frei von Lösungsmitteln und beständig gegenüber der verwendeten Füllsubstanz sein.

Bei Verwendung einer flüssigen oder anderen Substanz von ähnlicher Konsistenz weist der Umfang der rahmenartigen Folie eine oder mehrere öffnungen zur Durchführung des Füllvorganges auf.

In bestimmten Fällen ist ec zweckmäßig, in der Folie mehrere Aussparungen vorzusehen, die reihen- und/oder spaltenförmig angeordnet sind. Darüber hinaus können die Aussparungen auch die Form ganzer Zeichen oder Symbole, Ziffern oder Buchstaben oder Teile oder Zusammensetzungen davon, haben. Bei Verwendung einer flüssigen oder ähnlichen Füllsubstanz sind auch in diesen Fällen wiederum Einfüllöffnungen vorhanden.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß auf technologisch einfache Weise Zellen herstellbar sind, die nach außen hermetisch abgeschlossen sind und einen sehr kleinen, teilweise nur einige Mikrometer starken Abstand der Substratplatte mit engen Toleranzen aufweisen.

Der Abstand der Platten bleibt während der weiteren Bearbeitung und im Gebrauch praktisch konstant, was für viele Bereiche der Technik von erheblicher Bedeutung ist.

Die einfache Verarbeitung der Folie und die Möglichkeit der Herstellung beliebiger Formen von Einzel- oder Mehrfachzellen gewährleisten darüber hinaus auch eine kostengünstige Herstellung derartiger Zellen.

- 5 309837/0923

"^b" 23108U

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführun^sbeispielen näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: eine erfindungsgemäße Zelle im Schnitt, Fig. 2: die rahmenartige Ausbildung der Folie, Fig. 3: eine Folie mit einer Öffnung,

Fig. 4: eine Folie mit zeilen- und spaltenförmigen Aussparungen,

Fig. 5ϊ eine Folie wie Fig. 4- mit öffnungen,

Fig. 6: eine Folie mit Aussparungen in Form eines Ziffernsymbols.

Zwischen zwei Substratplatten 1 liegt eine Kunststoffolie 2, die mit Aussparunger. 3 versehen ist, wodurch eine rahmenartige Struktur, wie in Fig. 2 dargestellt, entsteht. Die Kunststoffolie 2 ist beidseitig mit einem Kleber 4 beschichtet. Die Dicke einer Kleoerschicht beträgt dabei vorzugsweise 1,5 Aim bis 3 /um· Beschichtet wird die Folie 2 mit einem Zweikomponenten-Klebersystem, das so ausgelegt ist, daß nach dem Aufbringen des flüssigen Klebers 4 auf die Folie 2 dieser fest haftet und eine völlig trockene Oberfläche hat. Beim Verbinden der beiden Substratplatten 1 mit der dazwischen liegenden, beidseitig beschichteten Folie 2 unter Wirkung einer Temperatur von vorzugsweise 80 ⁰O bis 180 ⁰C und einem

2 2

Druck von vorzugsweise 5 kp/cm bis 50 kp/cm unter Berücksichtigung der Formstabilität der Folie 2, d. h. die Dicke der Folie 2 darf sich dabei nicht mehr als 1 % von ihrer Ausgangsdicke verändern, entsteht eine hermetische, maßstabile Verbindung der beiden Substratplatten 1 mit einem Zwischenraum von vorzugsweise 5 /um. bis 50 >um Abstand, abhängig von der gewählten Dicke der Kunststoffolie 2. Wenn beispielsweise die Zelle mit Ede]gas gefüllt werden soll, ist es zweckmäßig, den Verbindungsprozeß der beiden Substratplatten 1 unter der geforderten IL'delgasatmoSphäre

- 6 309837/0923

durchzuführen· Nach Abschluß des Verbindungsprozesses liegt damit eine mit Edelgas gefüllte, hermetisch verschlossene Einzelzelle vor·

Fig. 5 zeigt ein rahnienartiges Folienteil wie Fig. 2, jedoch mit einer öffnung 5 versehen, die Zum Füllen des Zwischenraumes z· Bo mit einer flüssigen oder gasförmigen Substanz der bereits vorher verbundenen Substratplatten 1 dient. Die vorhandene Öffnung 5 wird nach dem Füllprozeß mittels einer geeigneten Verschlußmasse hermetisch abgedichtet.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich mit der in Fig. 4 dargestellten Folie auch mehrere in sich abgeschlossene, mit Edelgas gefüllte Einzelzellen herstellen, wie es zum Beispiel bei durch Hochfrequenz angeregten Glasplasma-Tableaus der Fall, ist· Auf diese Weise können sehr flache Tableaus dieser Art hergestellt werden, da die hermetische Verbindung der Substratplatten 1 in der zur Füllung erforderlichen Gasatmosphäre stattfinden kann, als Folge der benötigten relativ niedrigen Temperaturen. Bei allen anderen bisher bekannten Technologien ist dies infolge der erforderlichen hohen Temperaturen zur Verbindung der Substratträger nicht möglich· Dort ist es notwendig, einen gesonderten Pump- und Füllvorgang durchzuführen.

Es besteht auch die Möglichkeit, die in Fig. 4 dargestellte Folie mit einer oder mehreren öffnungen 6 zu versehen, wie in Fig. 5 dargestellt, um den Füllvorgang wie zu Fig. 3 beschrieben, durchzuführen.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform bei der die Folie mit segmentförmigen Aussparungen 7 verseilen ist, die die Dar stellung einer gewünschten Figuration ζ. B. einer 7-Segment- Anzeige ermöglicht. Bei großflächigen Anzeigen ermöglicht diese Form der Ausführung einen rationellen Einsatz der Füllsubstanz. Gleichzeitig wird bei dieser Anordnung der Abstand der beiden Substratplatten in einfacher Weise stabilisiert und die mechanische Festigkeit wesentlich erhöht.

30983 7/0923 _ ? _

Claims (2)

-?- 23108H Patent ansprüche:

1. Hermetisch verschlossene Zelle, in die eine vorzugsweise flüssige oder gasförmige Füllsubstanz eingebracht ist und deren parallel angeordnete Substratplatten sich in geringem Abstand zueinander befinden, indem zwischen den Substratplatten ein aus einer Kunststoffolie bestehender, mit Aussparungen zur Aufnahme der Füllsubstanz versehener und an die Substratplatten geklebter Abstandshalter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandshalter eine formstabile und beidseitig mit einem lösungsmittelfreien und gegenüber der Füllsubstanz beständigen Kleber (4) beschichtete Folie (2) verwendet wird.

2. Hermetisch verschlossene Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (2) aus einem Kunststoff besteht, der sich unter Druck- und Wärmeeinwirkung innerhalb eines Temperaturbereiches bis plus 240 ⁰O nicht verformt.

5· Hermetisch verschlossene Zelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (2) Aussparungen (3l 7) von beliebiger geometrischer Struktur aufweist, die zeilen- und/oder spaltenförmig oder als Symbole, Zeichen, Ziffern u. ä. angeordnet sind und Einfüllöffnungen (5I 6) vorhanden sind.

309837/0923

Leerseite