DD262102A1 - Farbiges gasentladungsdisplay - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft planare Gasentladungssichtanzeigevorrichtungen, die zur elektronisch gesteuerten Darstellung von Symbolen und Grafiken benutzt werden, insbesondere zur mehrfarbigen Darstellung. Die Aufgabe, ein farbiges Gasentladungsdisplay anzugeben, bei dem die in der Entladung erzeugten Ladungstraeger vom Leuchtstoff ferngehalten werden und bei dem durch einen einfacheren Gefaessaufbau eine bedeutende Gewichtseinsparung fuer das Entladungsgefaess erreicht wird, wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass mindestens die dem Betrachter zugewandte Substratplatte aus UV-transparentem Material (z. B. Aluminiumoxidkeramik) besteht und der Leuchtstoff auf deren der Gasentladung abgewandten Seite aufgebracht ist. Fuer die Abstandshalterung und Gasraumbegrenzung ist bevorzugt eine separate Rasterplatte aus Keramik angeordnet.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung ·

Die Erfindung betrifft planare Gasentladungssichtanzeigevorrichtungen, die zur elektronisch gesteuerten Darstellung von Symbolen und Grafiken benutzt werden, insbesondere zur mehrfarbigen Darstellung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die modernen Plasma-Sichtanzeigevorrichtungen haben planare Struktur. Ihre Elektrodensysteme sind mit Hilfe bekannter Dickoder Dünnschichtverfahren auf ebenen Substratplatten aus Glas aufgebracht. Diese Substratplatten begrenzen Entladungsräume von einigen Zehntel bis einigen mm Dicke. Der Fülldruck liegt im Bereich von 1-10OkPa. Bei einfarbigen Displays werden zur Erzeugung unterschiedlicher Farben geeignete Gasfüllungen oder vor dem Display angebrachte Farbfilter vorgeschlagen.

Für mehrfarbige Displays werden bevorzugt Leuchtstoffe eingesetzt. Deren Anregung zur Lichterzeugung beruht auf verschiedenen Mechanismen. Die Leuchtstoffanregung durch nachbeschleunigte Elektronen wird beschrieben in A.Schauer: Elektronik 31 (1982) 14,79-82. Voraussetzung dazu ist jedoch ein kompliziertes und aufwendiges Gefäßsystem. Andere Lösungen (H.J.Hoehn, R.A. Martel: IEEE Trans. Electr. Dev. 20 [1973] 1078; H. Yamashita, S.Andoh.T.Shinoda: SID 1976, Dig. Techn. Papers 80) nutzen die Anregung des Leuchtstoffs durch UV-Licht aus. Die Betriebsparameter des Displays sind dabei so gewählt, daß in der Gasentladung bevorzugt UV-Licht erzeugt wird. Der Leuchtstoff, der das UV-Licht in die gewünschte Farbkomponente tranformiert, ist im Gasraum in der Nähe der Entladungen untergebracht. Dieses Prinzip wird bei Gleichspannungs- wie bei Wechselspannungsdisplays angewendet. Nachteilig ist dabei, daß der Leuchtstoff mit den in der Gasentladung gebildeten Ionen in Kontakt kommt. Dies führt zu einer schnellen Alterung des Leuchtstoffes und damit zu einer drastischen Verkürzung der Lebensdauer des Displays. Bei Wechselspannungsdisplays führt diese Anordnung auch zu verunreinigenden Wechselwirkungen mit der empfindlichen Vergütungsschicht. Es wurde daher vorgeschlagen, beide Elektrodensysteme auf dem hinteren und den Leuchtstoff auf dem vorderen Substrat anzuordnen, um so einen größeren Abstand Entladung-Leuchtstoff zu erzielen (S. Sato, H.Yamamoto u.a.: IEEE Trans.-Electr. Dev. 23 [1976] 328), was jedoch zu erhöhtem Spannungsbedarf und komplizierten Elektrodenstrukturen führt.

Bei den bekannten farbigen Gasentladungsdisplays kommt der Leuchtstoff immer mit den in der Gasentladung gebildeten Ladungsträgern in Kontakt. Besonders nachteilig wirkt sich dabei neben der UV-Absorption der Beschüß durch Ionen aus. Der Leuchtstoff altert unter lonenbeschuß sehr schnell hinsichtlich seiner Effektivität der Lichttransformation von ultraviolettem in farbiges Licht. Die Auswahl an Leuchtstoffen ist außerdem eingeengt durch die mit Temperaturbehandlung und Vakuum hygiene zusammenhängenden Forderungen. Insgesamt ist die Lebensdauer des Displays durch die des Leuchtstoffes begrenzt. Weiterhin erweist sich die übliche Verwendung von Glas für Plasmadisplays als nachteilig, da sich Glas nur mit aufwendigen oder teuren Verfahren strukturieren läßt. Mitzunehmender Größe werden die Gefäße schwer und die Abstandshalterung kompliziert.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung sind einfach aufgebaute, leichte, farbige Gasentladungsdisplays mit erheblich verbesserter Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen farbigen Displays.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein farbiges Gasentladungsdisplay anzugeben, dessen Farbigkeit durch den Einsatz von Leuchtstoffen erreicht wird. Dabei sollen die in der Entladung erzeugten Ladungsträger vom Leuchtstoff ferngehalten werden, soll die Auswahl der verwendbaren Leuchtstoffe vergrößert werden und das in der Entladung erzeugte anregende UV-Licht den Leuchtstoff möglichst vollständig erreichen. Weiterhin soll bei einfacherem Gefäßaufbau eine bedeutende Gewichtseinsparung für das Entladungsgefäß erreicht werden.

Von den beiden ein Gasentladungsdisplay bildenden Substratplatten ist mindestens eine mit Elektrodenrastern versehen und besitzt bei wechselspannungsbetriebenen Displays auch eine Isolierschicht und eine, meist aus Magnesiumoxid bestehende, Vergütungsschicht. Beide Substrate sind so übereinandergelegt, daß die Vergütungsschicht nach innen weist und beide Substrate über Abstandshalter auf eine Distanz von einigen Zehntel Millimeter gehalten werden. Ein Dichtrand schließt das Gefäß nach außen vakuumdicht ab.

Die oben genannte Aufgabe wird nun erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens die vordere, d. h. die dem Betrachter zugewandte Substratplatte des Displays aus UV-transparentem Material (z. B. A^GyKeramik) besteht und der Leuchtstoff auf deren der Gasentladung abgewandten Seite aufgebracht ist. Um eine hohe Lichtdurchlässigkeit durch die Substratplatte zu gewährleisten, wird zumindest diese möglichst dünnt ausgeführt.

Für die Abstandshalterung und Gasraumbegrenzung ist bevorzugt eine separate Rasterplatte aus Keramik angeordnet. Es ist auch möglich, daß mindestens eine Substratplatte auf der Innenseite mit erhöhten Strukturen versehen ist, die die Entladungszellen des Displays begrenzen und/oder die Abstandshalterung bewirken.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine der Substratplatten außen mit Vertiefungen versehen, die der Unterbringung von Leuchtstoff und/oder Elektroden dienen. In einer weiteren Ausgestaltung ist der Leuchtstoff an der Außenseite der vorderen Substratplatte durch einen Hilfsträger gehaltert.

Durch die äußere Leuchtstoffanbringung wird eine eindeutige räumliche Trennung von Lichterzeugung (Gasentladung) und Lichttransformation (Leuchtstoff) erreicht. Dies bewirkt eine Lebensdauerverlängerung für das System. Es ist außerdem die Verwendung solcher Leuchtstoffe möglich, die nicht notwendig temperaturstabil und vakuumfreundlich sind. Die Lebensdauer des Displays ist nicht mehr vom Leuchtstoff abhängig. Gealterter Leuchtstoff kann entfernt und durch neuen ersetzt werden, ohne das Gefäß zu zerstören. Werden für die Substratplatten thermisch widerstandsfähige Materialien, wie das oben beispielhaft genannte AI₂O₃ verwendet, so besteht außerdem die Möglichkeit, durch veränderte Entladungsparameter (z. B.

Betriebsspannung, Frequenz, Betriebstemperatur) hellere Bildpunkte zu erzeugen. In der Nähe des Leuchtstoffes können zusätzliche Anordnungen zur Filterung, Maskierung oder Kontrasterhöhung angebracht werden. Die Verwendung der leicht strukturierbaren Keramik gestattet eine vereinfachte Abstandshalterung. Das Gefäß kann praktisch zwischen jedem Leuchtelement gegen den äußeren. Luftdruck abgestützt werden. Dadurch werden die Substratplatten dünner und das Gefäß leichter.

Die oben geschilderten Vorteile hinsichtlich der Gefäßausführung lassen sich selbstverständlich auch auf monochrome Systeme anwenden, bei denen kein Leuchtstoff eingesetzt wird.

Ausführungsbeispiele

In einer ersten Ausführung, einem ac-Plasmadisplay (Fig. 1), bestehen die Substratplatten 1, 2 und die Abstandshalterung 3 aus Aluminiumoxidkeramik. Für die vordere Substratplatte 1 wird UV-transparente Keramik eingesetzt. Die Abstandshalterung 3 besteht aus einer Lochplatte, die durch Stanzen der grünen Keramik und anschließendes Brennen in einfacher Weise herstellbar ist. Dadurch wird es möglich, beide Substrate wesentlich dünner auszuführen als üblich. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß das Nebensprechen der einzelnen Elemente wirksam unterdrückt wird. Das Dichten des Gefäßes und Verschließen des Pumprohres erfolgt mit einem Glaslot 4. Elektroden 5, Isolierschicht 6 und Vergütungsschicht 7 sind in Dünnschichttechnik (Aufdampfen im Vakuum) hergestellt. Die Isolierschicht besteht aus einer Mischung aus Aluminiumoxid und Magnesiumoxid, wobei die sonst übliche Vergütungsschicht entfällt. Die Vorderseite des fertigen Gefäßes ist mit Leuchtstoffstrukturen 8 und deren Versiegelung 9 versehen. Die Substrate sind 0,8mm stark, die Abstandshalterung entsprechend der gewünschten Gasraumdicke etwas dünner. Man erhält somit ein nur wenige mm dickes Gefäß, das sehr stabil und wesentlich dünner und leichter als die herkömmlichen Glasgefäße ist.

In einer weiteren Ausführung wird nur eine einzelne auf der einen Seiteden Leuchtstoff tragende und auf der anderen Seite mit Elektroden versehene Aluminiumoxidplatte verwendet und so in ein vakuumdichtes und gasgefülltes flaches Glasgefäß eingebaut, daß dessen hintere Gefäßwand als zweites, Elektroden tragendes Substrat und die vordere Gefäßwand als nicht beschichtete Frontscheibe dient.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   1. Farbiges Gasentladungsdisplay mit durch UV-Licht anregbarem Leuchtstoff, bestehend aus zwei durch Abstandshalter voneinander entfernt gehaltenen Substratplätten, von denen mindestens eine mit Elektroden versehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens die vordere, d. h. die dem Betrachter zugewandte Substratplatte (1), aus UV-transparentem Material besteht und der Leuchtstoff (8) auf der Außenseite dieser Substratplatte aufgebracht ist.
2. 2. Farbiges Gasentladungsdisplay nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Substratplatten (1), (2) aus Aluminiumoxidkeramik bestehen.
3. 3. Farbiges Gasentladungsdisplay nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Leuchtstoff (8) an der Außenseite der vorderen Substratpiatte (1) durch einen Hilfsträger gehaltert ist.
4. 4. Farbiges Gasentladungsdisplay nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die vordere Substratplatte (1) außen mit Vertiefungen versehen ist zur Unterbringung von Leuchtstoff und/oder Elektroden.
5. 5. Farbiges Gasentladungsdisplay nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß für die Abstandshalterung (3) und Gasraumbegrenzung eine separate Rasterplatte aus Keramik angeordnet ist.
6. 6. Farbiges Gasentladungsdisplay nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens eine Substratplatte auf der Innenseite mit erhöhten Strukturen versehen ist.