DE2538806A1

DE2538806A1 - METHOD OF SEALING AN OPENING IN A GLASS VESSEL

Info

Publication number: DE2538806A1
Application number: DE19752538806
Authority: DE
Inventors: Symon Chang; Paul Ross Van Loan
Original assignee: American Microsystems Holding Corp
Current assignee: American Microsystems Holding Corp
Priority date: 1975-01-14
Filing date: 1975-09-01
Publication date: 1976-07-15
Also published as: JPS5181638A; FR2297815A1

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLiCH D —8 MÖNCHEN 22Dipl.-Ing. H. MITSCHERLiCH D —8 MÖNCHEN 22 Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN SteinsdorfstraBe 10Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstrasse 10 Dr. r.r. not. W. KÖRBER »<»· — «■Dr. r.r. not. W. KÖRBER »<» · - «■ Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERSDipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS

Patentanwälte 1. September 1975Patent Attorneys September 1, 1975

AMEKICAN MICROSYSTEMS, INC.AMEKICAN MICROSYSTEMS, INC.

3800 Homestead Soad3800 Homestead Soad

Santa Clara, California 95051/V.St.A. Santa Clara, California 95051 / V.St.A.

Patentanmeldung; Patent application ;

Method for sealing a glass in a glass vessel

befindlichen öffnunglocated opening

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist. Mehr ins einzelne gehend betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verschliessen und Versiegeln einer Einfüllöffnung oder eines Durchlasses in einem Glasgehäuse oder einer Glaspackung. Speziell ist die Erfindung auf die Versiegelung einer Einfüllöffnung bzw.eines Einfülloches oder eines Durchlasses bei einer Anzeigevorrichtung mit !Flüssigkristall ausgerichtet.The invention relates to a method as described in the preamble of claim 1 is specified. In more detail, the invention relates to a method for closing and sealing a fill opening or passage in a glass case or package. In particular, the invention relates to the sealing of a filling opening or a filling hole or a passage aligned with a display device with liquid crystal.

Beim Zusammenbau elektro-optischer Anzeigevorrichtungen, wie z. B. einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (LCD) werden zwei Glasplatten im Abstand voneinander parallel zueinander miteinander den Umfang herum versiegelt, und zwar derart, dass sich zwischen diesen Platten ein flacher Hohlraum befindet. Die umfangsmässige Versiegelung, die mit einer Glasmasse durchgeführt wird, wird dadurch bewirkt, dass man das Glas bei über 500° C erweichen lässt, und zwar unmittelbar bevor edie Platten zusammengebracht und zusammengehalten werden. Um das flüssige elektro-optische Material, wie z. B.When assembling electro-optical display devices, such as z. B. a liquid crystal display device (LCD) two glass plates at a distance from one another, parallel to one another, sealed around the circumference in such a way that that there is a shallow cavity between these plates. The circumferential seal with a glass mass is carried out, is effected by allowing the glass to soften at over 500 ° C, and that immediately before the panels are brought together and held together. To the liquid electro-optical material, such as. B.

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das Material eines I¹IUssigkristalls, in den flachen Hohlraum zwischen den Platten einzufüllen, ist ein Einfülloch vorgesehen, das sich in der Umfangsversiegelung an einem Ende der Zelle befindet. Nachdem der Hohlraum aufgefüllt worden ist, muss dieser verschlossen und versiegelt werden. Damit ergibt sich ein Problem, weil die bisher bekannten Verfahren zum Verschliessen des Einfülloches nicht zu genügend zuverlässigem und dauerhaftem Verschluss geführt haben. Dementsprechend ergab sich oft ein Lecken der Zellen, was zu einer raschen chemischen Degradation des eingeschlossenen Materials führte, spezielle bei Flüssigkristall-Vorrichtungen. Damit wurde das Arbeiten der Zelle beeinträchtigt und es ergab sich bisweilen vollständiger Ausfall. Ausserdem waren die bisherigen bekannten Verfahren zum Verschliessen des Einfülloches relativ kostspielig und zeitraubend. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung der voranstehend erwähnten Probleme zu finden. the material of a I ¹ IUssigkristalls, filled into the flat space between the plates, a filling hole is provided, which is situated in the peripheral sealing at one end of the cell. After the cavity has been filled, it must be closed and sealed. This gives rise to a problem because the previously known methods for closing the filling hole have not led to a sufficiently reliable and permanent closure. Accordingly, cells often leaked, resulting in rapid chemical degradation of the enclosed material, especially in liquid crystal devices. This impaired the functioning of the cell and sometimes it completely failed. In addition, the previously known methods for closing the filling hole were relatively expensive and time-consuming. It is thus an object of the present invention to find a solution to the above-mentioned problems.

Diese Aufgabe wird bei einem wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 umrissenen Verfahren erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Massnahmen gelöst und weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.This task is as in the preamble of the claim 1 outlined method according to the invention by the Measures specified in the characterizing part of claim 1 solved and further refinements and developments of the invention emerge from the subclaims.

Gemäss der Erfindung erfolgt das Versiegeln des Einfülloches bei einer Jflüssigkristall-Yorrichtung durch Anwendung eines Laserstrahl s, der durch optische Vorrichtungen hindurchgeleitet wird. Der Laserstrahl wird auf das EinfüHoch bzw. auf d*n Durchlass derart gerichtet, dass er das das Loch oder den Durchlass umgebende Glas selektiv aufheizt, dieses Glas zum Eliessen bringt und den Hohlraum gegenüber der Umgebung versiegelt. Bei einer J-usführungsfora. der Erfindung wird der Laserstrahl auf eine Menge fließfähiges Versiegelungematerial ge- -, worfen, das mit dem Glas kompatibel bxw. verträglich ist und dass zuvor über dem EinfüLloch aufgebracht worden ist. Die KLeckgrösse des Laserstrahls, der Infrarotstrahlung erseugt, ist grosser als der Durchmesser des Loches, so dass der Laser-According to the invention, the filling hole is sealed in a liquid crystal device by using a Laser beam s transmitted through optical devices will. The laser beam is directed at the insertion high or at the passage in such a way that it reaches the hole or the The glass surrounding the passage is selectively heated, this glass is brought to Eliessen and the cavity is sealed against the environment. With a J execution forum. of the invention is the laser beam on a lot of flowable sealing material thrown that is compatible with the glass bxw. is compatible and that has previously been applied over the filling hole. the KLeck size of the laser beam that absorbs infrared radiation, is larger than the diameter of the hole, so that the laser

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strahl auf diejenigen Glasmaterialien auftrifft, die das Loch oder den Durchlass umgeben oder die sich über diesen befinden. Diese Materialien werden bis über ihre Fliesstemperatur aufgeheizt, da sie Infrarotstrahlung absorbieren. Thermische Schockbeanspruchung wird dadurch vermieden, dass der Strahlungsfluss in einer solchen Weise gesteuert wird, dass die wirksame Absorption die Ijjfrarotstrahlung auf einer wirksamen Hate gehalten wird, bis das Fliessen des Glases erfolgt. Daraufhin muss der Strahlungsfluss langsam aber kontinuierlich verringert werden. Obgleich die Laserleistung, wie beschrieben, als Einzelimpuls verwendet werden kann, lassen sich auch gute Ergebnisse ^TiTi erreichen, wenn mit einer Eeihe kürzerer Impulse gearbeitet wird oder wenn eine Fokussierung und Defokussierung des Laserstrahls während einer gewissen Zeitdauer vorgenommen wird.Beam impinges on the glass materials that surround the hole or the passage or that are located above it. These materials are heated to above their flow temperature because they absorb infrared radiation. Thermal shock loading is avoided by controlling the radiation flux in such a way that the effective absorption of the infrared radiation is kept at an effective level until the glass flows. The radiation flux must then be reduced slowly but continuously. Although the laser power can be used as a single pulse as described, at these good results ^ TiTi can be achieved when operating with a Eeihe shorter pulses, or when a focusing and defocusing is made of the laser beam during a certain period of time.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Versiegelung einer Einfüllöffnung oder eines Durchlasses bei einer Flüssigkristall—Vorrichtung geht aus von der Verwendung eines Paares in einem Abstand voneinander befindlicher Platten, die wie üblich entlang ihren Kanten miteinander verbunden sind. Das erfindungsgemässe Verfahren schliesst die Verwendung eines Laserstrahls ein, den man durch ein optisches System hindurchgehen lässt und den man auf die öffnung bzw. den Durchlass richtet. Die Laserleistung wird entweder in der Form eines Einzelimpulses relativ langer Dauer oder in Form einer Reihe kurzer Impulse angewendet. In beiden Fällen erreicht man damit eine intensive Aufheizung, die sich örtlich auf die öffnung bzw. den Durchlass beschränkt. Es wird bewirkt, dass das Glas an seinen Wänden oder dass ein zuvor aufgebrachtes Material zum Fliessen kommt und die öffnung bzw. den Durchlass verschliesst.The method according to the invention for sealing a filling opening or a passage in a liquid crystal device assumes the use of a pair of spaced-apart panels running along as usual their edges are connected to each other. The inventive method includes the use of a laser beam, which is allowed to pass through an optical system and which is aimed at the opening or the passage. The laser power is applied either in the form of a single pulse of relatively long duration or in the form of a series of short pulses. In both cases, this achieves intensive heating that is locally applied to the opening or the passage limited. This causes the glass on its walls or a previously applied material to flow and closes the opening or the passage.

Mit der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren erreicht, mit dem ein Verschliessen und Versiegeln einer öffnung oder eines Durchlasses bei einem Glasgefäss erreichbar ist, wobei sich in diesem Gefäss eine empfindliche Flüssigkeit, wie z. B. das ; Material eines Flüssigkristalls einer Anzeigevorrichtung befin-With the invention, an improved method is achieved with which a closing and sealing of an opening or a Passage can be achieved in a glass vessel, with a sensitive liquid such. B. that; Material of a liquid crystal of a display device is

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det. Mit der Erfindung ist ein Verfahren gewonnen, mit dem man das Einfülloch oder den Durchlass bei einer elektro-opti sehen Anzeigevorrichtung derart versiegeln kann, dass diese Versiegelung zuverlässiger und dauerhafter ist als dies nach dem Stand der Technik erreichbar war. Das erfindungsgemässe Verfahren bietet die Möglichkeit der Versiegelung einer elektrooptischen Anzeigevorrichtung, z. B. einer Vorrichtung mit Flüssigkristall, wobei dieses Verfahren besonders wirtschaftlich für Massenproduktion ist.det. With the invention a method is obtained with which one see the filling hole or the passage with an electro-opti Display device can seal such that this seal is more reliable and permanent than this after State of the art was achievable. The method according to the invention offers the possibility of sealing an electro-optical Display device, e.g. B. a device with liquid crystal, this method being particularly economical for mass production is.

Weitere Erläuterungen, Vorteile und Besonderheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Einzelbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen, und zwar anhand der Figuren, hervor.Further explanations, advantages and special features of the invention emerge more preferably from the following detailed description Embodiments, based on the figures, emerge.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum erfindungsgemässen Versiegeln einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ,1 shows a schematic view of a device for sealing a liquid crystal display device according to the invention ,

Fig. 2 zeigt eine vergrösserte Querschnittsansicht eines Eicfüllloches einer Anzeigevorrichtung, bevor dieses Loch verschlossen wird,Fig. 2 shows an enlarged cross-sectional view of an egg filling hole a display device before this hole is closed,

Fig. 3 zeigt eine vergrösserte Querschnittsansicht des Einfüllloches nach Fig. 2, nachdem dieses erfindungsgemässe verschlossen worden ist,3 shows an enlarged cross-sectional view of the filling hole according to Fig. 2, after this has been closed according to the invention,

Fig. 4- zeigt ein Schaubild, aus dem die anzuwendende Laserleistung, abhängig von der Zeit, dargestellt ist,Fig. 4- shows a diagram from which the laser power to be used, depending on the time shown,

Fig. 5 zeigt ein Schaubild, aus dem eine typische Veränderung der Laserleistung ersichtlich ist, wobei diese Veränderung während des Versiegelns eines Loches vorgenom-Fig. 5 shows a graph from which a typical change the laser power can be seen, this change being made during the sealing of a hole.

periodische
men wird und wobei eine/Fokussierung und Defokussierung des Laserstrahls gemäss einer Ausführungsform der Erfindung vorgenommen wird,periodic
men and where a / focusing and defocusing of the laser beam is carried out according to an embodiment of the invention,

Fig. 6 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemässen Verfahrens, bei dem periodische Fokussierung und Defokussierung des Lasterstrahls zum Versiegeln des Loches angewendet wird,FIG. 6 shows a schematic view of a method according to the invention in which periodic focusing and Defocusing the laser beam is used to seal the hole,

Fig. 7 zeigt eine schematische Aufsicht auf eine Flüssigkristal^- Anzeigevorrichtung, die in ihrem Inneren eine Barriere hat,Fig. 7 shows a schematic plan view of a liquid crystal ^ - Display device with a barrier inside,

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Fig. 8 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht eines Ausschnittes eines Endes einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Fig. 6, und zwar nachdem der ursprüngliche Kanal, der durch die innere Barriere gebildet ist, gemäss einer Ausführungsform der Erfindung verschlossen worden ist,8 shows an enlarged sectional view of a detail of one end of a liquid crystal display device according to FIG. 6, namely after the original channel, which is formed by the inner barrier, according to FIG an embodiment of the invention has been closed,

Fig. 9 zeigt eine Aufsicht einer anderen Ausführungsform einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, bevor diese mit Material des Flüssigkristalls gefüllt ist9 shows a top view of another embodiment of a Liquid crystal display device before it is filled with material of the liquid crystal

Fig.10 zeigt eine vergrösserte Teilansicht im Querschnitt, wobei das Einfülloch einer Vorrichtung nach Fig. 1 dargestellt ist, das mit einem das Loch abdeckenden Material versehen ist,FIG. 10 shows an enlarged partial view in cross section, wherein the filling hole of a device according to FIG. 1 is shown, which is covered with a material covering the hole is provided

Fig.11 zeigt von der Seite eine Schnittansicht gemäss der Linie 11-1 nach Fig. 10,11 shows a sectional view according to the line from the side 11-1 according to Fig. 10,

Fig.12 zeigt eine vergrösserte Teilansicht ähnlich der Fig.10, wobei das Einfülloch dargestellt ist, nachdem es der Einwirkung der laserleistung unterworfen worden ist.FIG. 12 shows an enlarged partial view similar to FIG. 10, the filling hole being shown after it has been subjected to the action of the laser power.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 10 zur Ausführung der erfindungsgemässen Verfahrensschritte. Eine Vorrichtung 12 mit Flüssigkristall, die zu versiegeln ist, ist aufrecht in einer geeigneten Einspannvorrichtung (nicht dargestellt) gehalten. Solch eine Vorrichtung 12 hat im allgemeinen ein Paar Glasplatten 14 und 16, die parallel zueinander und im Abstand voneinander mittels einer den Umfang herum vorgesehenen Glasschmelze- oder Glasmasse-Versiegelung zusammengehalten sind. Diese ist mit 18 bezeichnet. Nachdem die Platten der Zelle miteinander verbunden worden sind, muss eine Öffnung 20 an einem passenden Ort vorgesehen sein, um den zwischen den Platten innerhalb der Verbindungen der Glasmasse-Versiegelung ausgebildeten Hohlraum mit Material des Flüssigkristalls zu füllen. Ein passender Ort für diese öffnung, und zwar wo diese weniger stark das gleichmässige Aussehen der Zelle beeinträchtigt, ist das Ende der zwischen den Platten befindlichen Zelle. Dementsprechend kann die öffnung 20 als Durchlass in der Glasmassoder Glasschmelze-Versiegelung am Ende der Zelle vorgesehen1 shows schematically a device 10 for carrying out the method steps according to the invention. A device 12 with liquid crystal to be sealed is held upright in a suitable jig (not shown). Such a device 12 generally has a pair of glass plates 14 and 16 which are parallel to each other and spaced apart are held together by means of a glass melt or glass mass seal provided around the circumference. This is denoted by 18. After the panels of the cell have been joined together, an opening 20 must be made a suitable location may be provided around that formed between the panels within the joints of the glass seal To fill the cavity with material of the liquid crystal. A suitable place for this opening, and indeed where it is less the end of the cell located between the plates has a major impact on the uniform appearance of the cell. Accordingly The opening 20 can be provided as a passage in the glass mass or glass melt seal at the end of the cell

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sein, wenn diese zwei Platten mittels dieser Versiegelung verbunden werden. Die Grosse bzw. Breite der Öffnung 20 liegt im allgemeinen in der Grössenordnung von 0,125 bis 1,25 mm (0,005 bis 0,050 Zoll). Eine solche Bemessung ist ausreichend für das Einfüllen des Materials des B¹IUssigkristalls. Wenn diese Füllung vorgenommen worden ist, muss die Öffnung 20 dann verschlossen und permanent versiegelt werden.when these two panels are joined by means of this seal. The size or width of opening 20 is generally on the order of 0.125 to 1.25 mm (0.005 to 0.050 inches). Such a dimensioning is sufficient for filling the material of the B ¹ liquid crystal. When this filling has been made, the opening 20 must then be closed and permanently sealed.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die gefüllte Flüssigkristallzelle derart aufrechtgehalten, dass die Öffnung 20 als Ziel für einen Laserstrahl 22 dargeboten ist. Dieser Laserstrahl kann von einem geeigneten Laser erzeugt sein, z. B. von einem Kohlendioxid-Laser 24, wie er im Handel ist. Ein solcher Laser wird z. B. durch die Firma Coherent Radiation Inc. und wird als Industrie-Laser, Modell 4-2, verkauft.As shown in Fig. 1, the filled liquid crystal cell becomes maintained so that the opening 20 as a target for a laser beam 22 is presented. This laser beam can be generated by a suitable laser, e.g. B. from a carbon dioxide laser 24 as it is in the trade. Such a laser is z. B. by the company Coherent Radiation Inc. and is sold as an industrial laser, model 4-2.

Damit der Laserstrahl horinzontal ausgerichtet ist und um die Halterung der Vorrichtung in zufriedenstellender Weise auszuführen, kann ein Spiegel 26 oder ein Prisma verwendet werden, mit dem der Laserstrahl senkrecht nach unten abgelenkt wird. Der senkrecht verlaufende Strahl wird durch eine Sammellinse 28 hindurchgeworfen, durch die der Strahl beeinflusst wird. Im Bereich der Öffnung 20 hat der Laserstrahl einen Durchmesser, der etwas grosser ist als die Breite der Öffnung 20. Der Strahl trifft damit auf das die Öffnung 20 unmittelbar umgebende Glas auf, wie dies auch aus Fig. 2 zu ersehen ist. Die an dieser Stelle absorbierte Laserstrahlenergie lässt die Temperatur des Glases rasch bis zum Erweichungspunkt und Fliesspunkt ansteigen und bewirkt, dass die Wände der öffnung 20 nach innen fliessen, miteinander verschmelzen und damit die öffnung 20 schliessen (Fig. J).So that the laser beam is aligned horizontally and to hold the device in a satisfactory manner, For example, a mirror 26 or a prism can be used with which the laser beam is deflected vertically downwards. The perpendicular beam is thrown through a converging lens 28 by which the beam is influenced. In the area of the opening 20, the laser beam has a diameter which is somewhat larger than the width of the opening 20. The beam thus strikes the glass immediately surrounding the opening 20, as can also be seen from FIG. The one on this The point of absorbed laser beam energy causes the temperature of the glass to rise rapidly to the softening point and pour point and causes the walls of the opening 20 to flow inwards, merge with one another and thus the opening 20 close (Fig. J).

Im Bahnten der Erfindung ist festgestellt worden, dass Laserstrahlung sowohl als kontinuierliche Strahlung als auch als Einzelimpulsstrahlung mit relativ langer Impulslänge oder auch als Impulsserie mit relativ kurzen Abstand aufeinanderfolgenden Impulsen verwendet werden kann.In the tracks of the invention it has been found that laser radiation both as continuous radiation and as single-pulse radiation with a relatively long pulse length or as well can be used as a series of pulses with relatively short intervals between successive pulses.

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Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens ist ein 50-Watt-Kohlendioxidlaser mit einer Linse 28 verwendet worden, die eine Brennweite von 3*8 cm hatte. Bei einer Betriebsweise, wie sie schematisch in S¹Xg. 4 gezeigt ist, wurde die Strahlungsleistung des Lasers auf die Flüssigkristall·· Vorrichtung gerichtet, die eine öffnung 20 mit einem Querschnitt in der Grosse von ungefähr 0,125 x 0,6 mm (0,005" χ 0,025 Zoll) hatte. Mit der Linse wurde der Laserstrahl auf einen Strahl querschnitt von ungefähr 0,125 mm Durchmesser (0,050 Zoll) gebündelt, wodurch die Öffnung 20 vollständig bedeckt worden ist, wie dies in JEfig. 2 gezeigt wird. Die Strahlintensität wurde linear gesteigert, wie dies durch die graphische Darstellung JO gezeigt ist, und zwar über einen Zeitraum von ungefähr 5 Sekunden hinweg von Null bis auf ungefähr 10 Watt. Daraufhin liess man dann die Strahlungsleistung während der nächsten 5 Sekunden linear wieder auf liull zurückgehen. Am Ende des 5 Sekunden andauernden Leistungsanstieges begann die die Öffnung 20 umgebende Glasmasse au fliessen, da deren Temperatur den Erweichungsbereich (zwischen etwa 500° und 700° C) erreicht hatte. Während der verbleibenden 5 Sekunden nahm die Temperatur der Glasmasse langsam ab, während das um die Öffnung 20 herum befindliche Glas zusammenfloss und die öffnung verschloss. Damit bildete sich eine Versiegelung von Glas untereinander aus, wie sie in Pig. 3 zu sehen ist. Das erfindungsgemässe Verfahren war auch mit anderen Packungen bzw. Zusammenfügungen ähnlicher .Anzeigeeinrichtungen aus Glas wiederholbar.In one embodiment of the method according to the invention, a 50 watt carbon dioxide laser with a lens 28 was used which had a focal length of 3 * 8 cm . In an operating mode as shown schematically in S ¹ Xg. 4, the radiant power of the laser was directed at the liquid crystal device which had an opening 20 with a cross-section as large as about 0.125 x 0.6 mm (0.005 "0.025 inch). With the lens, the laser beam collimated onto a beam cross-section approximately 0.125 mm in diameter (0.050 inches), thereby completely covering the aperture 20 as shown in Figure 2. The beam intensity was increased linearly as shown by the graph JO, and over a period of about 5 seconds from zero to about 10 watts. Thereupon the radiation power was then allowed to decrease linearly over the next 5 seconds again to liull. At the end of the power increase lasting 5 seconds, the glass mass surrounding the opening 20 began to flow , since their temperature had reached the softening range (between about 500 ° and 700 ° C.) During the remaining 5 seconds the temp The temperature of the glass mass slowly decreased while the glass located around the opening 20 flowed together and closed the opening. This formed a seal between the glass, like the one in Pig. 3 can be seen. The method according to the invention could also be repeated with other packs or assemblies of similar display devices made of glass.

Bei einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verfahrens, wie diese in Ifig. 6 dargestellt ist, wurde andauernd gepulste Laßerenergie verwendet und die auf die öffnung 20 der Anzeigevorrichtung einwirkende Laserintensität wurde durch Änderung des Abstandes zwischen der Linse 28 und der Vorrichtung 12 kontinuierlich verändert. Somit wurde der Brennpunkt des Laserstrahls in Bezug auf die Einfüllöffnung verändert. Diese Brennpunktsveränderung kann entweder durch Bewegung der Linse, oder durch Bewegung der Anzeigevorrichtung selbst (wie durchIn another embodiment of a method according to the invention, like this one in Ifig. 6 has been ongoing pulsed laser energy is used and the laser intensity acting on the aperture 20 of the display device has been varied by changing the distance between the lens 28 and the device 12 changed continuously. Thus the focal point of the Laser beam changed in relation to the filling opening. This change in focus can be achieved either by moving the lens, or by moving the display device itself (as by

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den Pfeil 32 angedeutet) bewirkt werden, so dass der Abstand der Anzeigevorrichtung vom Brennpunkt 34 der Linse und somit die auf die öffnung der Anzeigevorrichtung auffallende Intensität des Laserstrahls konstant oder kontinuierlich verändert wird. Die voranstehend beschriebene iOkussierungsveranderung kann während einer relativ kurzen Zeitdauer (z. B. innerhalb von 10 Sekunden) durchgeführt werden, währenddessen die Leistung des Lasers konstant gehalten wird (z. B. auf 10 Watt bleibt). Bei einer noch anderen Ausführungsform dieses Verfahrens kann der Laserstrahl 22 intermittierend gepulst sein, um eine mittlere Leistung der gleichen G-rössenordnung zu haben. Wie dies in den Diagramm der Fig. 5 gezeigt ist, das eine andere typische Erprobung des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt, ist die Entfernung zwischen dem Brennpunkt der Linse und der öffnung 20 der Vorrichtung zwischen 12 und 17>5 mm· (0,5 bis 0,7 Zoll) verändert worden, wobei eine Linse mit 3,8 cm Brennweite verwendet worden ist. Es wurde festgestellt, dass bei Verwendung gepulster Laserstrahlungsenergie ein tieferes Eindringen der Energie in das Glas während kürzerer Zeitdauer erreicht werden konnte. Dies kann für gewisse Ausführungsformen der Zusammenfügung einer Anzeigevorrichtung wünschenswert sein. Zusammengefasst ist Jedoch zu sagen, dass sowohl mit kontinuierlicher als auch mit gepulster Laserenergie das erfindungsgemässe Verfahren der Brennpunktveränderung für eine wirksame Verschliessung der Einzelöffnung einer Flüssigkristall-Anzeigezelle zu verwenden ist.indicated by arrow 32), so that the distance of the display device from the focal point 34 of the lens and thus the intensity incident on the opening of the display device of the laser beam is changed constantly or continuously. The OK change described above can be performed for a relatively short period of time (e.g., within 10 seconds) during which the performance of the laser is kept constant (e.g. remains at 10 watts). In yet another embodiment of this method For example, the laser beam 22 can be pulsed intermittently to have an average power of the same order of magnitude. As shown in the diagram of FIG. 5, this is another typical test of the method according to the invention shows, the distance between the focal point of the lens and the opening 20 of the device is between 12 and 17> 5 mm (0.5 to 0.7 inches) using a 3.8 cm focal length lens. It was determined, that when using pulsed laser radiation energy a deeper penetration of the energy into the glass while shorter Duration could be achieved. This can be for certain embodiments of the assembly of a display device be desirable. In summary, however, it can be said that with both continuous and pulsed laser energy the method according to the invention of changing the focus for an effective closure of the individual opening of a liquid crystal display cell is to be used.

Eine andere übliche Form einer Flüssigkristall-Vorrichtung 12a ist in Fig. 7 gezeigt. Es ist im Inneren eine Barriere 36 an einem Ende der Vorrichtung zwischen den im Abstand voneinander befindlichen Glasplatten vorgesehen. Diese Barriere erstreckt sich von der einen Seitenwand 38 der umfangsmässigen Glasversiegelung her. Diese Barriere befindet sich parallel zu und im Abstand von den benachbarten Anteil 40 der die Versiegelung bildenden Wand, und zwar des Anteils mit der Einfüllöffnung Die Barriere bildet so einen Kanal 42, der eine Breite von im allgemeinen 0,125 "bis 1,25 mm (0,005 bis 0,050 Zoll) hat. DieAnother common form of liquid crystal device 12a is shown in FIG. There is a barrier 36 inside one end of the device is provided between the spaced apart glass plates. This barrier extends from one side wall 38 of the circumferential glass seal here. This barrier is parallel to and at a distance from the adjacent portion 40 of the seal forming wall, namely the portion with the filling opening. The barrier thus forms a channel 42 which has a width of im generally 0.125 "to 1.25 mm (0.005 to 0.050 inches). The

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Einfüllöffnung steht mit diesem Kanal an dessen einem Ende in Verbindung, und zwar dort, wo sich diese Barriere von der Seitenwand der Versiegelung her erstreckt. Bei dieser Ausführungsform kann eine wirksame Versiegelung des Hohlraums der Vorrichtung dadurch erreicht werden, dass man diesen Kanal blokkiert bzw. versperrt, und zwar mit einem Teil des Anteils 40 der Wand an einer passenden Stelle entlang dieses Anteils 40. Dieses dem Prinzip der Erfindung entsprechende Verfahren bzw. diese Ausführungsform ist auch dazu anwendbar, eine wirksame Blockierung des Kanals zu erreichen, die die Versiegelung der Vorrichtung vervollkommnet, ohne dass die öffnung bzw. das Einfülloch 20 selbst verschlossen wird.The filling opening communicates with this channel at one end, namely where this barrier is from the side wall the seal extends. This embodiment can effectively seal the cavity of the device can be achieved in that this channel is blocked or blocked, specifically with a part of the portion 40 the wall at a suitable point along this portion 40. This method or method corresponding to the principle of the invention. this embodiment can also be used to achieve an effective blocking of the channel, the sealing of the Device perfected without the opening or the filling hole 20 itself being closed.

Diese Blockierung des Kanals wird dadurch ausgeführt, dass man den Laserstrahl 22 auf den Anteil 40 bzw. auf die Endwand 40 der Glasversiegelung fallen lässt, und zwar in der Nähe der im Inneren befindlichen Barriere 56. Das vom Laserstrahl getroffene Glas wird soweit erhitzt, bis ein kleiner Anteil 44· des Glases nach innen zu fliessen beginnt und mit der Barriere verschmilzt. Damit wird der Kanal versperrt, wie dies die I*ig. 8 zeigt. Der Laserstrahl kann auf die Vorrichtung so gerichtet werden, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist und kann in der gleichen Weise gesteuert werden, wie dies oben im Zusammenhang mit dem Verschliessen der öffnung 20 beschrieben ist.This blocking of the channel is carried out in that the laser beam 22 is directed onto the portion 40 or onto the end wall 40 the glass seal near the interior barrier 56. The one struck by the laser beam Glass is heated until a small portion of the glass begins to flow inwards and with the barrier merges. So the channel is blocked, like the I * ig. 8 shows. The laser beam can be directed onto the device as shown in Fig. 7 and can be controlled in the same manner as in the context above with the closure of the opening 20 is described.

Ein Vorteil der Verwendung derjenigen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, bei der der Kanal versperrt wird, ist, dass bei einigen Anzeigevorrichtungen damit eine geringere Wahrscheinlichkeit erreicht wird, einen Anteil des in der Vorrichtung befindlichen Materials des Flüssigkristalle mit der Laserstrahlenergie zu verbrennen bzw. unzulässig stark zu erhitzen. Eine solche unzulässige Erhitzung kann im allgemeinen dadurch vermieden werden, indem man eine geeignete Steuerung und Orientierung bzw. Ausrichtung des Laserstrahls vornimmt. Wenn eine solche unzulässige Erhitzung durch unpassende Massnahmen auftritt, kann eine unerwünschte Entfärbung des Bereichs und um die öffnung auftreten.An advantage of using that embodiment of the invention The method in which the channel is blocked is that with some display devices it is less Probability is achieved, a proportion of the in the device to burn the material of the liquid crystals with the laser beam energy or to excessively strong heat. Such inadmissible heating can generally be avoided by using appropriate controls and makes orientation or alignment of the laser beam. If such inadmissible heating due to inappropriate measures occurs, undesirable discoloration of the area and around the opening may occur.

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Bei einigen Anwendungen kann es wünschenswert sein, zusätzliches Versiegelungsmaterial zu verwenden, um ein Einfülloch mit Laserstrahlenergie bei einem Aufbau einer Anzeigevorrichtung zu verschliessen. Dies kann speziell dann wünschenswert sein, wenn das Loch bzw. die Öffnung relativ gross ist. Es ist ersichtlich, dass es von Vorteil ist, ein Einfülloch grösserer Abmessung zu verwenden, womit die Massnahme des Füllens der Anzeigevorrichtung mit Material des Flüssigkristalls rascher und wirtschaftlicher durchgeführt werden kann. Fig. 9 zeigt eine Aufsicht einer wie üblichen Flüssigkristall—Anzeigevorrichtung 12b, wobei diese Vorrichtung zwei Glasplatten 46 hat, die im Abstand voneinander durch eine umfangsmässige Glasmasse-Versiegelung 48 zusammengehalten sind. Diese Versiegelung 48 ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Diese Versiegelung hat in einem Abstand voneinander befindliche Enden, lättrch die ein Einfülloch 20b ausgebildet ist. Bei dieser, wie in den Fig. 10 und 11 gezeigten Ausführungsform wird eine Menge Versiegelungsmaterial 50 auf die Kante der Vorrichtung 12b oberhalb des Einfülloches 20b aufgebracht, und zwar nachdem die Vorrichtung mit Material des Flüssigkristalls gefüllt worden ist. Das Material 50 kann wiederum eine Glas-(Sinter-)masse oder ein in der Wärme aushärtendes Kunststoffmaterial sein. Ein Beispiel einer Glasmasse, die sich als besonders günstig erwiesen hat, ist eine Mischung eines Glaspulvers mit einem Binder, womit eine Paste gebildet ist, die eine Konsistenz hat, wie sie von dickem Kitt her bekannt ist. Eine solche Masse behält ihre Form bei. Das Glaspulver hat z. B. eine Teilchengrösse von etwa 5 bis 10 um . Das Glaspulver wird mit Material des Flüssigkristalls vermischt und arbeitet gut. Ein Beispiel für ein besonders günstiges thermoplastisches Material ist Epon-Kunstharz 1007» das von Shell Chemical Company hergestellt wird. Andere derartige Materialien sind Epichlorhydrin/Bisphenal, festes Α-Typ Epoxyharz oder vorgeformtes PüflBtikmaterial, das in passende Form geschnitten ist und auf das Einfülloch 20b gelegt wird.In some applications it may be desirable to use additional sealing material around a fill hole to close with laser beam energy in a construction of a display device. This can then be especially desirable be when the hole or opening is relatively large. It can be seen that it is advantageous to have a filling hole To use larger dimensions, thus the measure of filling the display device with material of the liquid crystal can be carried out more quickly and economically. Fig. 9 shows a plan view of a conventional liquid crystal display device 12b, this device having two glass plates 46 which are spaced apart from one another by a circumferential Glass seal seal 48 are held together. This seal 48 is indicated by a dashed line. This seal has spaced apart Ends, that is, a filling hole 20b is formed. at In this embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, a quantity of sealing material 50 is applied to the edge of the Device 12b applied above the filling hole 20b, namely after the device with material of the liquid crystal has been filled. The material 50 can in turn be a Glass (sinter) mass or a plastic material that hardens in the heat be. An example of a glass mass which has proven particularly advantageous is a mixture of a glass powder with a binder, with which a paste is formed, which has a consistency known from thick putty. Such a mass retains its shape. The glass powder has z. B. a particle size of about 5 to 10 µm. The glass powder gets mixed with material of liquid crystal and works well. An example of a particularly cheap thermoplastic Material is Epon Resin 1007 »that of Shell Chemical Company will be produced. Other such materials are epichlorohydrin / bisphenal, solid Α-type epoxy resin or pre-formed test sheet material that is cut into suitable shape and on the filling hole 20b is laid.

Bei Verwendung zusätzlichen Materials 50 genügt es_y einen Laser-When using additional material 50 it is sufficient _y a laser

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strahl 22b zu verwenden, der geringere Intensität als der Strahl 22 hat, um eine geeignete Versiegelung der Einfülloches vorzunehmen. Z. B. kann ein Dauerstrich-Laserstrahl, 22b verwendet werden mit einer Leistung von 2 bis 5 Watt. Diese Leistung wird zwischen 5 bis 20 Sekunden, vorzugsweise ungefähr 10 Sekunden lang angewendet. Die Dauer hängt ab von der Grosse des Einfülloches und somit von der Menge des zusätzlichen Versiegelungsmaterials 50. Wie dies in Fig. 12 gezeigt ist, fliesst das Material 50 sobald es durch die Laserstrahlungsenergie erweicht ist wenigstens zu einem Anteil in das Einfülloch 20b hinein und bildet einen verschliessenden Stopfen 52. Ausserdem werden die äusseren Kanten des Loches umgeben. Es wird damit eine äusserst wirksame und dauerhafte Versiegelung erreicht. Soweit dies gewünscht ist, kann das Material 50 dadurch weicher gemacht werden, indem man die Anzeigevorrichtung durch den Laserstrahl langsam hin- und herhindurchbewegt. Dies kann z. B. zwei- oder viermal innerhalb von 10 bis 30 Sekunden erfolgen. Das Ausmass der Bewegung und somit die Änderung der Laserintensität können so angepasst werden, dass den Erfordernissen entsprochen ist, die durch die Grosse des Einfülloches und die Menge des hinzugefügten Versiegelungsmaterials gestellt sind.To use beam 22b, which has a lower intensity than beam 22, in order to make a suitable sealing of the filling hole. For example, a continuous wave laser beam 22b can be used with a power of 2 to 5 watts. This performance is applied for between 5 to 20 seconds, preferably for about 10 seconds. The duration depends on the size the filling hole and thus the amount of additional sealing material 50. As shown in Fig. 12, the material 50 flows as soon as it passes through the laser radiation energy is at least partially softened into the filling hole 20b and forms a sealing plug 52. It also surrounds the outer edges of the hole. It becomes an extremely effective and permanent seal achieved. If desired, the material 50 can be made softer by turning the indicator slowly moved back and forth by the laser beam. This can e.g. B. two or four times within 10 to 30 seconds. The amount of movement and thus the change in laser intensity can be adjusted so that the requirements are met by the The size of the filling hole and the amount of sealing material added are posed.

Aus dem Vorangehenden ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung eine einheitliche Lösung der Problems ist, eine Vorrichtung mit Flüssigkristall oder einen anderen Behälter aus Glas oder Plastikmaterial zu verschliessen. Das erfindungsgemässe Verfahren kann ausserordentlich weitgehend gesteuert und präzis ausgeführt werden und ist insbesondere dort speziell geeignet, wo automatische Produktion durchgeführt wird und dementsprechend grosse Stückzahlen mit hoher Ausbeute hergestellt werden.From the foregoing it can be seen that the present invention is a unitary solution to the problem, one To close the device with liquid crystal or another container made of glass or plastic material. The inventive Method can be carried out extremely largely controlled and precisely and is particularly Especially suitable where automatic production is carried out and accordingly large quantities with high Yield can be produced.

Für den Fachmann, an den sich die vorliegende Erfindung richtet, ergeben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung weitere Variationsmöglichkeiten bezüglich des Aufbaus und weiterer Ausführungsformen und auch bezüglich weiterer Anwendungen der-For the person skilled in the art to whom the present invention is directed, further possible variations arise within the scope of the present invention with regard to the structure and further embodiments and also with regard to further applications of the

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selben, und zwar ohne dass damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird.same, without leaving the scope of the invention will.

Ansprüche: Claims :

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Claims

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- 13 claims

Method for sealing an opening leading into a cavity of a device made of glass, characterized in that that a laser beam (22) is directed onto the glass structure or glass wall surrounding the opening (20) and there laser radiation energy is absorbed, and that this laser radiation energy is applied to the glass material let it act until its temperature reaches a 3? Closing the opening (20) is effected.

2. The method according to claim 1, characterized in that the laser beam (22) is passed through an optical system leaves that has at least one converging lens (28) for focusing the laser beam (22).

3. Method according to claim 1 or 2 ', characterized in that that the intensity of the laser beam (22) by periodically focusing and defocusing the laser beam (22) is varied in such a way that its intensity is changed in the area of its impingement on the glass.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a laser beam (22) with a continuous power of about 10 watts is used.

5. The method of claim 1, 2 or 3> characterized in that a laser beam (22) is used, the intensity of which intermittently pulsing between 0 watts and 10 watts for a period of about 10 seconds.

6. The method according to any one of claims 1 to 5i, characterized in that that in addition a heat-sensitive material (50) is used, which is applied to the opening (20) in the region of the laser beam (22) and that this material (50) to partially flow in (52) in

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the opening (20) is brought and adhered to the surrounding structure (48).

7. The method according to claim 6, characterized in that the heat-sensitive material (50) is one formed from glass powder and a binder of the material of the liquid crystal Paste is.

8. The method according to claim 6, characterized in that the heat-sensitive material (50) is a thermosetting material Plastic material is.

9- application of a method according to any one of claims 1 to 8 in a liquid crystal device (12) which has a pair of glass plates (14, 16; 46), which by means of a Glass mass are held together, with the opening

(20) as a filling opening in this along

vorhanaenen .Glass mass on one side of the device / is located and a passage in the cavity between the plates (14, 16; 46) and wherein the device for carrying out the method is held in a selected position and the laser beam (22) is directed onto the glass mass, that the glass surrounding this opening (20) is heated, comes to flow and this passage or the opening (20) closes.

10. Application of a method according to any one of claims 1 to 8 in a liquid crystal device (12a), which a A pair of glass plates (46) which are held together by means of a glass mass and the one located inside Barrier (36) extending between these glass plates (46) and a narrow channel (42) together with a portion (40) of the end wall of the glass mass, wherein the opening (20) is a filling opening, and wherein for Carrying out the method of the laser beam (22) on the portion (40) of the end wall of the glass mass near the opening (20) is straightened until the glass of this part (40)

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flows inwards and merges with the barrier (36) in such a way that this channel is permanently closed (4-2) is reached.

11. Liquid crystal display device characterized by a pair of parallel glass plates (14, 16; 46) spaced from one another by means of a circumferential Glass mass are held together, with a narrow cavity between these plates (14, 16; 46), that in this cavity there is a material of a liquid crystal that in the glass mass between these plates (14, 16; 46) a filling opening (20) is provided at one end of the device, which is designed in this way is that it has an initial passage for filling the material of the liquid crystal into this cavity forms and that a portion of this glass mass is fused in order to permanently close this passage (20, 44).

12. The device according to claim 11, characterized in that the fused Glasmas se portion originally the wall the filling opening (20) was.

13 · Device according to claim 11, characterized in that the device also has an inside Has barrier (36) which is at a distance from an end wall (40) formed by the glass mass in such a way that that, starting from the filling opening, the passage (42) leading into this cavity along one end wall (40) the glass mass is formed, and that eer fusible seal (44) between the end wall (40) of the glass mass and this barrier (36) is located.

14. The device according to claim 11, characterized in that the fused portion of an outer portion (50) thermosensitive material, with this proportion

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(50) covers a larger area than the opening (20) and that a one-piece stopper is formed from this material and extends (52) from the outside into this opening (20) extends into it.

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