DE2230373C3 - Gasentladungs-Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Hersteilung derselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer Gasentladungs-Anzei gevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan-Spruches 11.

Eines der charakteristischen Merkmale einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung, die unter der Bezeichnung Plasma-Ziffernanzeigefeld bekanntgeworden Kt, besteht darin, daß die Elektroden für die Gasentladung vom Gaselement isoliert angeordnet sind. Die Anzeigevorrichtung kann dadurch eine Speicherfunktion ausüben und einen weiten Anwendungsbereich finden. Da aber für einige in Betracht kommende Anwendungsfälle die Betriebsspannung der Vorrichtung zu hoch ist, besteht die Notwendigkeit, die Zündspannung dieser Art von Vorrichtungen zu vermindern.

Ganz allgemein wird in den genannten Plasma An-/cigefeldern die an die Elektroden angelegte Spannung aufgeteilt in eine Spannung an den dielektrischen Be-

fio lägen und eine Spannung an dem Gaselement-Medium. Sobald die an dem Gaselement-Medium anliegende Spannung die Minimalspannung, welche im Gaselement-Medium eine Entladung hervorrufen kann, über schreitet (diese Minimalspannung wird im weiteren als

f>5 Zündspannung Vi bezeichnet), wird 111 dem gasförmigen Medium eine Gasentladung bewirkt. Hauptfaktoren für die Bestimmung der Zündspannung im Plasma-Ziffernanzeigefeld sind die Zusammensetzung des ionisierba-

ren Gases und der dielektrische Belag, der die Elektroden bedeckt. In bezug auf den ersten Faktor ist festzustellen, daß bereits mit alien bekannten Mitteln experimentiert worden ist und eine Verminderung der ZündspsBP.ung mittels Verbesserung der Zusammensetzung des ionisierbaren Gases nicht erwartet werden kann. In bezug auf den zweiten Faktor sind verschiedene Anstrengungen zur Verbesserung unternommen word<.n; eine neue Vorrichtung, in der Gas mit niedriger Schmelztemperatur verwendet wird, läßt einen Betrieb mit Spannungen von 250 bis 300 V zu. Eine herkömmliche Vorrichtung, in der ein Glasverschiu3 verwenast wird, erfordert hingegen für den Betrieb Spannungen von 300 bis 700 V.

Wenn man annimmt, daß die Zusammensetzung des Gases in dem gasförmigen Medium konstant is), sind die Haupteinflußgrößen für die Bestimmung der Ziindjpannung V/; der Gasdruck, die Länge des E-stladungsjpaltes und das SekundäreJektronen-Emissionsvermögen (γ) der Oberfläche des dielektrischen Belags. Wenn das Sekundärelektronen-Emiss;onsvermögen (γ) auf der Oberfläche des dielektrischen Belags anwächst, sinkt die Zündspannung Vr.

Dementsprechend empfiehlt es sich, für den die Elektroden bedeckenden dielektrischen Belag ein Material zu verwenden, das eine hohe Dielektrizitätskonstante und zugleich ein hohes Sekundärelckironen-Emissionsvermögen aufweist. Für diesen dielektrischen Belag werden außerdem hervorragende Eigenschaften in bezug auf die Erweichungstemperatur, die Dünnflüssigkeit, die wechselseitige Diffusionscharakteristik mit dem Elektrodenmaterial, die thermische Ausdehnung, die thermische Beständigkeit und die optische Transparenz gefordert.

Es sind bereits Glassorten mit niedriger Schmelzten!- perauir verwendet worden, da solches C!as den angegebenen Charakteristiken genügt. Hierdurch konnte die Zündspannung der Anzeigevorrichtung auf Werte von etwa 230 bis 300 V erniedrigt werden. Die Ursache für diese Senkung der Zündspannung in einer Vorrichlung, in der Glas mit niedriger Schmelztemperatur benutzt wird, liegt in dem hohen Blei-(Pb-)Anteil in einem Glas dieser Art, der ein relativ hohes Sekundärelektronen-Emissionsvermögen ergibt.

Neuesten Anforderungen jedoch genügt die genannte eine Senkung der Zündspannung betreffende Verbesserung nicht. Die Einführung integrierter Schaltungstechniken in Treiberschaltungen macht den Betrieb der mit Gasentladung arbeitenden Anzeigevorrichtungen bei niedrigeren als den oben angegebenen Spannungen erforderlich.

Durch die US-PS 33 34 269 ist eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung bekanntgeworden, bei der auf einem Metallsubstrat unter Zwischenlegung einer Isolierschicht oder auf einem isolierender. Substrat eine -,<, Vielzahl von Elektroden in Form leitender Streifen angeordnet ist. Die Elektroden sind mit einer Widerstandsschicht bedeckt, die dazu dient, den Glimnientladungsstrom zu begrenzen. Eine gleichartige Elektrodenanordnung, bei der die Elektroden senkrecht zu de- r., nen der ersten Elektrodenanordnung verlaufen, bildet zusammen mit dieser und einem dazwischcngefügtcn Abstandsblock die Anzeigcvorrichiung. Der Abstandsblock weist an den Stellen, an denen sich zwei Elektroden der ersten und der zweiten Anordnung überkreu- 6<, zen, durchgehende Bohrungen auf. An diesen Kreuzungsstellen ist in den Rereichen der Bohrungen auf die Widerstandsschicht eine eine Sekundärelektronen-

Emissionscharakteristik aufweisende Metallschicht, wit eine Nickel- oder eine Chromnickel-Schicht aufge bracht. Zur Aufrechterhaltung der Glimmentladung is bei der bekannten Anzeigevorrichtung eine Spannung η uci Größenordnung von 250 Von erforderlich; dit Zündspannung liegt entsprechend höher. Es werden so mit auch hier unerwünscht hohe Zündspannungen be nötigi.

Gemäß einem älteren Vorschlag (DT-OS 21 36 102; wird bei einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung dei einleitend genannten Art, die die Elektroden bedeckende dielektrische Schicht mit einem Oxid eines Metalls der Gruppe Na des Periodensystems der Elemente beschichtet. Diese Oxidschicht soll in einer zur wesentlichen Verminderung der Feldbetriebsspannungen ausreichenden Menge aufgebracht sein, wobei als untere Grenze für die Dicke der Oxidschicht 100Ä angegeben ist.

Wie weiter oben bereits erwähnt, läßt die Verwendung von Glas mit hohem Sekundäreleklronen-Ernissionsvermögen die Senkung der Zündspannung von Gaseiitladungs-Anzeigevorrichtungen zu.

Es wurde nun festgestellt, daß die Alkali-Komponente des niedrigschmelzenden, als dielekirischer Belag verwendeten Glases einen wesentlichen Faktor darstellt. Wenn jedoch der Anteil des Alkalimetalls erhöhl wild, wächst auch der thermische Ausdehnungskoeffizient. Da dann die Differenz der Ausdehnungskoeffizienten des Substrats, d. h. des Trägers und des das Alkalimetall enthaltenden dielektrischen Belages anwächst, verschlechtern sich die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Anzeigevorrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung zu schaffen, die nicht mit den genannten Mangeln der bekannten Vorrichtungen behaftet ist und die insbesondere mit einer kleineren Zündspannung als die bekannten Vorrichtungen betreibbar ist. Es soll für den Betrieb der Vorrichtung eine Zündspannung von weniger als !00 V ausreichend sei». Auf dem dielektrischen Belag soll eine das Sekundärelek tronen-Emissionsvermögen steigernde Schicht gebildet werden, welche die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Anzeigevorrichtung nicht beeinträchtigt. Das dielektrische Material soll im Hinblick auf die das Sekundärelektronen-Emissionsvermögen steigernde Schicht besonders geeignet ausgebildet sein. Schließlich soll ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäLSen Vorrichtung angegeben werden.

Die Erfindung ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung sind den Ansprüchen 2 bis 10 zu entnehmen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung is! die Zündspannung im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen wesentlich vermindert und es sind die Nachteile vermieden, die durch einen unterschiedlichen Ausdeh nungskoeffizienten /wischen dem Substrat, d. h der Trägerplatte und dem dielektrischen Belag bedingt sind.

Bei der Herstellung dei artiger Gasentladungs-Anzei gevornchtungen werden zunächst die isolierenden Tragerplatten vorbereitet, dann v. n.l auf diese eine Gruppe von Elektroden und hierauf werden die dielektrischen Beläge aufgebracht, so daß die Elektroden bedeckt sind. Zwei in dieser Weise gebildete Platten werden so zusammengefügt, daß die dielektrischen Beläge mit einem kleinen Zwischenraum einander

stehen. Schließlich werden die Außenflächen der Anzeigevorrichtung hermetisch abgedichtet. Die Abdichtung muß in Luft bei einer Temperatur von etwa 400^rC vorgenommen werden. Die das Sekundärelektronen-Emissionsvermögen steigernde Schicht, welche aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall bestehen soll, weist eine starke chemische Aktivität auf und reagiert mit dem Luftsauerstoff, was zu einer Verschlechterung des Sekundärelektronen-Emissionsvermögens führt. Die Behandlung des das Alkalimetall ent- ίο haltenden dielektrischen Belages und der Zusammenbau der Anzeigevorrichtung muß somit unter Vakuum oder in einer nicht reaktiven Gasatmosphäre ausgeführt werden. Dies kompliziert den Herstellungsprozeß und verursacht hohe Kosten für die Fabrikationseinrichtungen. Ferner machen die Eigenschaften einiger Materialien den Zusammenbau und die Abdichtung in Luft erforderlich, was die Möglichkeit der Bildung von Alkalimetallbelägen ausschließen würde.

Die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Gasentladungs-Anzeigevorrichtung auftretenden Schwierigkeiten lassen sich durch das im Patentanspruch 11 angegebene Verfahren überwinden.

Bei diesem Verfahren wird der Randteil der beiden mit einem sehr kleinen Zwischenraum einander gegenüberstehend angeordneten Platten abgedichtet und es wird ein das Alkalimetall enthaltendes flüssiges oder gasförmiges Medium in den Zwischenraum eingeführt und hierdurch die Oberflächenbehandlung der dielektrischen Beläge vorgenommen. Auf diese Weise läßt sich die Alkalimetallschicht einfach und ohne Beeinträchtigung ihrer Eigenschaften aufbringen.

Mit zunehmender Größe des Ziffernanzeigefeldes erweist es sich als schwierig, den Alkalimetalldampf durch den schmalen Spalt zwischen den Oberflächen der dielektrischen Beläge des Ziffernanzeigefeldes einzuführen. Dies rührt von der starken Aktivität des Alkalimetalls her. Insbesondere in der Nähe des Einlasses reagiert das Alkalimetall schnell mit dem dielektrischen Belag und wird dort absorbiert. Folglich wird die Menge des Alkalimetalls, welche sich entfernt vom Einlaß über den dielektrischen Belag ausbreitet, nicht mehr ausreichen und ein Zuwachs an Sekundärelektronen-Emissionsvermögen nahe der Absaugstelle nicht erzielbar sein. Zwar könnte durch Senkung der Prozeßtemperatur die Reaktion mn dem dielektrischen Belag verlangsamt werden. Dies wäre jedoch insofern ungünstig, weil sich damit iueh der Dampfdruck des Me»allelements vermindert -nd damit die für die Bildung einer ausreichenden Ablagerung notwendige Zeit ansteigt. Dieses Problem ist lösbar durch Bildung des dielektrischen Belages aus Materialien wie Natronkalkglas. Aluminiumoxid, und Siliziumverbindungen welche nur geringe Aktivität mit dem Alkalimetall aufweisen. Der Alkalimetalldampf kann sich bei Verwendung dieser Materialien leicht und gleichmäßig über den gesamten Bereich des schmalen Spaltes des abgedichteten Ziffernanzeigefeldes ausbreiten, hierbei den Aufprall und die Wiederverdampfung mit der Oberfläche des dielektrischen Belages wiederholen und den Belag so bilden. daß dieser das gewünschte Sekundärelektronen-Emissionsvermöger! besitzt.

Vorzugsweise wird auf der Oberfläche des dielektrischen Belages ein weiterer gegenüber Alkalimetall geringere Aktivität aufweisender dielektrischer Belag 6s aufgebracht. Nach Beschichtung der Oberfläche des dielektrischen Belages mit dem zweiten aus einem dünnen Film, beispielsweise aus Aluminiumoxid oder Siiiziumoxid bestehenden dielektrischen Belag und nach Montage und Abdichtung des Ziffernanzeigefeldes wird der Alkalimetalldampf in den Spalt zwischen den /weiten dielektrischen Belägen eingeleitet. Dadurch läßt sich auch bei einem Anzeigefeld mit großer räumlicher Ausdehnung e'ne Oberfläche mit gleichförmigem Sckundärclektronen-Emissionsvermögen erzielen. Daher wird das Plasma-Ziffernanzeigefeld eine gleichmäßige Zündspannung aufweisen.

Ein zusätzliches Kennzeichen dieses Verfahrens wird in der Verwendung eines Glases mit niedriger Schmelztemperatur gesehen, welches eine einfache Verarbeitbarkeit bietet und als Material für den ersten dielektrischen Belag benutzt werden kann.

Wie bereits erwähnt wird das flüssige oder gasförmige Medium, welches das Alkalimetallelement enthält, in den schmalen Spalt zwischen den dielektrischen Belägen der abgedichteten Anzeigevorrichtung eingeleitet. Zum Zwecke der Einspeisung und des Absaugens des Gases können Einspeise- und Absaugeröhren benutzt werden. Dadurch kann das Alkalimetall von der Atmosphäre isoliert und eine bessere Oberflächenbehandlung zum Zwecke der Steigerung des Sekundärelektronen-Emissionsvermögens erreicht werden. Das Alkalimetall verteilt sich mit hoher Dichte auf der Oberfläche des dielektrischen Belages, wobei die Dichte des Alkalimetalls in Richtung zum Innern des dielektrischen Belages abnimmt. Folglich läßt sich der von der Zunahme des Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten herrührende auf der hohen Dichte des Alkalimetalls basierende Effekt vermindern.

Im folgenden werden Ausführungsformen der erfindungsgrmäßen Gasentladungs-Anzeigevorrichtung und das Verfahren zur Herstellung derselben an Hand der F i g. 1 bis 4 beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 und IA Teil-Schnittbilddarstellungen zweier Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Gasentladungs-Anzeigevorrichtungen;

F i g. 2 eine schematische Darstellung zur Erklärung des Herstellungsverfahrens einer erfindungsgemäßen Ziffernanzeigevorrichiung;

F i g. 3 und 4 graphische Darstellung der Zündspannungsverteilung in einer erfindungsgemäßen Ziffernanzeigevorrichtung.

Fig.! zeigt Glasplatten ! und 2; auf der Innenfläche der Glasplatte 1 sind Spaltenelektroden 3, auf der Innenfläche der Glasplatte 2 Reihenelektroden 4 aufgebracht. Die Vielzahl der parallelen Elektroden 3 und 4 besteht aus Gold oder Zinnoxid; die Elektroden sind senkrecht zueinander stehend angeordnet. Auf der Oberfläche der Elektroden 3 und 4 sind dielektrische Schichten 5 und 6 aufgebracht. Diese bestehen aus Aluminiumoxid oder Siliziumverbindungen; ihre Dicke isl auf 0.1 bis 20 μ begrenzt. Auf der Oberfläche der dielektrischen Schichten 5 und 6 sind Alkalimetall-Schichten 7 und 8 aufgebracht, welche vorzugsweise als Caesium-Schichten mit einer Dicke von weniger als IOC Ä ausgebildet sind. Zwischen den Alkalimetall-Schichten 7 und 8 befindet sich ein gasförmiges Medium 9. Bei selektiver Zuführung elektrischer Signale zu den Elektroden 3 und 4 entstehen pulsierende Glimmentladun gen an den Kreuzungsflächen zwischen den Elektroder 3 und 4; diese Glimmentladungen werden mittels Haltewechselspannungen aufrechterhalten.

An Stelle des bei herkömmlichen dielektrischen Schichten verwendeten Glases mit niedriger Schmelztemperatur werden als Materialien für die dielektrischen Schichten 5 und 6 vorzugsweise Aluminiumoxid

Io

Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid verwendet. Der Grund hierfür wird versländlich unter der Voraussetzung, daß Alkalimetall-Schichtcn 7 und 8 auf den dielektrischen Schichten 5 und 6 aufgebracht sind. Line Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einer dielektn- S sehen Schicht, welche lediglich Aluminiumoxid enthält, erfordert selbstverständlich eine höhere Zündspannung als eine übliche Anzeigevorrichtung mit einer dielektrischen Schicht aus Glas mit niedriger Schmelztemperatur. Wenn jedoch eine dünne Schicht, beispielsweise Caesium, homogen auf die Oberfläche der dielektrischen aus Aluminiumoxid bestehenden Schicht aufgebracht wird, sinkt die Zündspannung der dielektrischen Schicht auf etwa 80 V, einem sehr günstigen Wert. Ganz allgemein ist es sehr schwierig, eine dünne Schicht, wie aus Caesium auf Glas mit niedriger Schmelztemperatur aufzubringen. Dies rührt von der Tatsache her, daß die Blei-(Pb-)Komponente, welche in dem Glas mit niedriger Schmelztemperatur enthalten ist, eine hohe Reaktivität mit dem in der dünnen Schicht enthaltenden Caesium aufweist. Da jedoch das erfindungsgemäße Aluminiumoxid oder die Siliziumverbindung nur geringe Reaktivität mit dem Alkalimetall, insbesondere mit Caesium, aufweist, kann die Alkalimetall-Schicht auf die Oberfläche der dielektrischen Schicht auch nach dem Zusammenbau der Anzeigevorrichtung aufgebracht werden. Als Isolationsmaterial könnten viele andere Materialien in Betracht gezogen werden. Die obengenannten Materialien Aluminiumoxid. Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid s nd jedoch am besten geeignet, da sie sämtliche Forderungen der Hcrstelltechnologie, an den Ausdehnungskoeffizienten, an die Fließeigenschaften beim Erhitzen und die dielektrische Konstante erfüllen. Sie widerstehen der Spannungsbeanspruchung usw. und sind mit den Alkalimetallen verträglich.

Es ei weist sich als Vorteil, die dielektrischen Schieb ten 5 und 6 dünn auszuführen, so daß der Spannungsabfall daran kleingehalten wird. Wenn jedoch die für die dielektrischen Schichten 5 und 6 verwendeten Materialien dünner werden als 0,1 μ, besteht die Möglichkeit, daß eine Fehlerstelle im Dielektrikum auftritt. Wenn die Dicke der dielektrischen Schichten 5 und 6 20 μ iberschrcitet. steigt die Zündspannung; die Beschaffenheit der Oberfläche der dielektrischen Beläge wird komplex und die Herstelltechnologie schwierig. Vorzugsweise wird deshalb die Dicke der dielektrischen Schichten auf Werte zwischen 0,1 und 20 μ begrenzt.

Die Alkalimetall-Schichten 7 und 8 sollen den Oberflächenwiderstand der dielektrischen Schichten 5 und 6 nicht vermindern. Zur Aufrechterhaltung der in dieser Art von Anzeigevorrichtung durch die Wandladung erhaltenen Speicherfunktion soll die Wandoberfläche. welche dem gasförmigen Medium 9 ausgesetzt ist. einen hohen Isolationswiderstand aufweisen, unabhängig davon, ob die Alkalimetall-Schichten 7 und 8 vorhanden sind oder nicht. Erfindungsgemäß wird die Dikke der Alkalimetall-Schichten 7 und 8 auf weniger als lOOÄ gehalten. Auf der Wandoberfläche wird deshalb ein hohes Sek,undärelektronen-Emissionsvermögen gewonnen und damit der Oberflächenwiderstand der Wandfläche in der besten Betriebsbedingung aufrechterhalten. Dies rührt her von der Tatsache, daß bei Einhaltung einer Dicke der Alkalimetall-Schichten auf Werte von weniger als lOOÄ die Schichten keine zu- *>5 sammenhängende Struktur mehr aufweisen und in Richtung der Oberfläche nicht leitend werden.

In der in Fig. IA dargestellten weiteren Ausführungsform sind auf den dielektrischen Schichten 5 und 6 weitere dielektrische Beläge 5a. 6a aufgebracht, wobei die Schichten 5 und 6 aus Glas mit niedriger Schmelztemperatur bestehen. Diese dielektrischen Beläge 5a und 6a bestehen aus Materialien wie Aluminiumoxid oder Kieselerde, welche eine niedrige Reaktivität mit dem Alkalimetall aufweisen. Die dielektrischen Beläge 5a. 6a sind mit den genannten Alkalimetall-Schichtcn, welche ein homogenes und hohes Sekundärelcktronen-Emissionsvermögen über einen weiten Bereich aufweisen, beschichtet.

Im weiteren wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Gasentladungs-Anzeigevorrichtungen beschrieben.

Die in F i g. 1 dargestellten Gruppen von Elektroden 3 und 4 werden mittels bekannter Verfahren aufgebracht, beispielsweise durch Vacuumaufdampfcn von Gold oder durch ein Siebdruckverfahren. Dann werden unter Aussparung der mit den Anschlüssen verbundenen Flächen mittels Kathodenzerstäubung die aus einer Siliziumverbindung oder aus Aluminiumoxid bestehenden dielektrischen Schichten 5 und 6 aufgebracht. Danach werden die Glasplatten 1 und 2 mit einem Spalt von etwa 300 μ einander gegenüberstehend angeordnet und die Randflächen der Platten mit einem Glas niedriger Schmelztemperatur verschlossen. Im weiteren sind in F i g. 2 dargestellte Pumpröhren 11 und 12 vorgesehen, welche mit dem genannten Luftspalt in Verbindung stehen und zur Bildung der Alkalimetall-Schichten dienen. Die Pumpröhren 11 und 12 sind mit zwei Ecken des Anzeigefeldes 10 verbunden. Die Pumpröhre 11 ist über ein Ventil Vi mit einem Absauggerat 13 und über ein Ventil V2 mit einem Gasspeisegerät 14 verbunden. Die Pumpröhre 12 steht in Verbindung mit einem Gefäß 15. welches beispielsweise Caesium enthiiii. In dem in F i g. 2 dargestellten System wird der Spnh 9 (Fig. 1) des Anzeigefeldes 10 auf einen Druck von etwa ΙΟ"*¹ Torr evakuiert und das gesamte Anzeigefeld 10 auf 100 bis 300⁰C aufgeheizt.

Dann wird während des Betriebes des Absauggerätes 13 mit einem weiteren in der Figur nicht dargestellten Heizer das Caesium enthaltende Gefäß 15 erhitzt und das im Gefäß 15 enthaltene Caesium verdampft. Daraufhin tritt der Caesiumdampf in den Spalt 9 ein und schlägt sich auf den vorgeheizten dielektrischen Schichten 5 und 6 niedei. Durch Fortführung des beschriebenen Prozesses während eine- bis mehrerer Stunden, werden auf der ganzen Oberfläche dünne Caesium-Schichten gewonnen. Nach Beendigung dieses Prozesses wird das mit dem Absauggerät 13 verbundene Ventil Vi geschlossen und dann das für den Eintritt des ionisierbaren Gases vorgesehene Ventil 2 geöffnet Nach Einstellung des Gasdruckes in Spalt 9 wird die Pumpröhre ti verschlossen und entfernt und damit da« Anzeigefeld 10 fertiggestellt.

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge stellte Gasentladungs-Anzeigevorrichtung arbeitet mi' Spannungen von weniger als 100 V. Beispielsweise wurden Anzeigefelder unter Verwendung von Platter mit Aluminiumoxid-Beschichtung zur Abdeckung dei Elektroden mit einer Dicke von etwa 3 μ hergestellt Dies erfolgte bei einer Vorheizung auf 130⁰C. wahrem des Absaugvorgangs und mittels eines auf 150° C auf ge heizten Caesium enthaltenden Gefäßes. Der Prozel wurde während einer Dauer von 5 Stunden aufrechter halten und schließlich Caesium-Schichten mit eine Dicke von weniger als lOOA auf den Aluminiumoxid Schichten gewonnen. Die Anzeigevorrichtung wurd

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dann unier Verwendung des beschriebenen Anzeigefeldes komplettiert. Die komplettierte Anzeigevorrichtung konnte mit einer Zündspannung von 80 V ± 10 V über sämtliche Teile zur Entladung gebracht werden, wobei die Zellen an den Kreuzungspunkten zwischen den Zeilen- und Spaltenelektroden einen Anzcigebcreich von etwa 10 cm χ 10 cm enthielten und in deren Speicherfunktion keine Fehler gefunden wurden. Der Grund hierfür besteht darin, daß die Alkalimetall-Schicht, insbesondere eine Caesium-Schicht, über die ganze dielektrische Schicht homogen verteilt ist und das Sekundärelektronen-Emissionsvermögen der Oberfläche erhöht.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Sekundärelektronen-Emissionsschicht durch Zufuhr einer das Alkalimetall-Element enthaltenen Flüssigkeit gebildet. Alkali beispielsweise ergibt eine Flüssigkeitszusammensetzung, welche bei Normaltemperatur in bezug auf die dielektrische Schicht nicht reaktiv ist, es kann in den Spalt, welcher sich nach der Montage des Anzeigefeldes zwischen den dielektrischen Schichten bildet, eingeführt werden; es wird wärmebehandelt; schließlich läßt es die Bildung der Sekundärelektronen-Emissionsschichten auf der Oberfläche der dielektrischen Schichten zu. Beispielsweise wird eine Lösung von Alkalimetall-Alkoholat in Alkohol in das Anzeigefeld eingeführt, dann das Lösungsmittel aus dem Anzeigefeld entfernt und eine homogene Schicht des Alkoholats auf den Oberflächen gebildet. Nach der Zerlegung mittels Erhitzen können homogene Sekundärelektronen-Ernissionsschichten aus Alkalimetall erhalten werden. Dabei wird das Nebenprodukt bei der Wärmebehandlung und Zerlegung, ein Kohlenwasserstoff, abgesaugt. Bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens kann das die Sekundärelektronen-Emissionsschichten bildende Material vorher auf der Oberfläche der dielektrischen Schichten verteilt werden.

in der beschriebenen Vorrichtung wird Alkalimetall als Substanz zur Bildung der Sekundärelektronen-Emissionsschichten verwendet. Daneben lassen sich andere Materialien, wie Erdalkalimetall und Blei (Pb) als Substanz zur Bildung der Sekundäreiektronen-Emissionsschichten verwenden.

Wie angegeben, umfaßt das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Plasma-Anzeigevorrichtung den Prozeß zur Bildung einer ein hohes Sekundärelektronen-Emissionsvermögen aufweisenden Schicht. Dies wird nach dem Zusammenbau durch Einbringen des Alkalimetall enthaltenden flüssiger, oder gasförmigen Mediums in das Anzeigefeld vorgenommen. Im folgenden wird die Zündspannungsverteilung eines Anzeigefeldes mit dielektrischen Schichten aus Glas mit niedriger Schmelztemperatur mit dielektrischen Schichten aus Aluminiumoxid verglichen.

F i g. 3 zeigt in einem Diagramm die Verteilung von Kurven gleicher Zündspannung in einem Anzeigefeld dessen dielektrische Schicht aus Glas mit niedrigei Schmelztemperatur direkt entsprechend dem beschrie benen Prozeß behandelt wurden. Der Einlaß des Alkalimctalls ist mit A, der Absaugepunkt mit B bezeichnet.

F i g. 3 zeigt, daß die Zündspannung durch die BiI

dung der Sekundärelektronen-Emissionsschichi ab nimmt. Das bedeutet, daß bei Fehlen der Sekundärelek· tronen-Emisisionsschicht auf der gesamten Anzeigcfcld·

ίο oberfläche eine Zündspannung von mehr als 150 V erforderlich ist. Wenn die Sekundärelektronen-Emissionsschicht vorhanden ist, kann in der Nähe des Caesiumgas-Einlasses die Zündspannung auf weniger als 100 V vermindert werden. Entsprechend läßt sich die in F i g. 3 dargestellte Erscheinung auf ein Anzeigefeld mit einer relativ kleinen räumlichen Ausdehnung anwenden. In Anzeigefeldern mit großer räumlicher Ausdehnung jedoch, deren dielektrische Schichten aus Glas mit niedriger Schmelztemperatur bestehen, welches Caesium schnell absorbiert, ist es außerordentlich schwierig, über die gesamte Oberfläche die Zündspannung gleichförmig zu vermindern. Wie beschrieben und in F i g. 1A dargestellt, werden dann die zweiten dielektrischen Beläge vorgesehen.

Fig. 4 zeigt die Verteilung von Kurven gleicher Zündspannung in einem Anzeigefeld, welches zweite dielektrische Beläge enthält. Wenn zwei dielektrische Beläge vorhanden sind, läßt sich, wie in Fig.4 dargestellt, die Zündspannung gleichmäßig auf 80 bis 90 V über der gesamten Oberfläche vermindern. Die eine Änderung der benötigten Zündspannung aufweisende Fläche des Anzeigefeldes ist auf den Bereich nahe dem Auslaß beschränkt, welcher als Anzeigefläche nicht benutzt wird.

Die Zündspannung kann durch Bildung der Sekundärelektronen-Emissionsschichten um 50 bis 60% vermindert werden. Ferner kann durch Bildung der zweiten dielektrischen Beläge auf der Oberfläche der ersten dielektrischen Beläge über einen großen Bereich der Oberfläche eine gleichmäßige Abnahme der Zündspannung realisiert werden.

Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine Gasentladungsanzeigevorrichtung, deren Zündspannung in starkem Maß vermindert werden kann und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Bei einer Zündspannung von weniger als 100 V kann bei niedrigen Kosten eine integrierte Schaltung als Treiberschaltung angewendet werden. Dies erweitert deshalb den Anwendungsbereich dieser Art von Anzeigevorrichtungen. Die Anwendung der Verfahren ist nicht auf die beschriebene Vorrichtung beschränkt. Vielmehr lassen sich die Verfahren auf beliebige Anzeigevorrichtungen anwenden, in denen Gruppen von Gasentladungselektroden isoliert vom ionisierbaren Gasmedium angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

1. Patentansprüche:

   !. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung rr.it einem Paar isolierender Platten, von denen wenigstens eine eine auf der Innenfläche aufgebrachte Vieizah! von Elektroden trägt, die von einer dielektrischen Schicht bedeckt sind, wobei sich die Platten unter Bildung eines mit einem ionisierbaren Gas gefüllten Spaltes gegenüberliegen und die dielektrische Schicht wenigstens teilweise mit einem ein höheres Sekundärelektronen- Emissionsvermögen aufweisenden Belag bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag (7, 8) eine Älkalimetall- oder Erdalkalimetall-Schicht mi: einer Dicke von weniger als lOOÄ ist.
2. 2. Gaseniladisngs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (5_r 6) aus einem gegenüber Alkalimetall ©der Erdalkalimetall geringe Aktivität aufweisendem Materia! zusammengesetzt, ist.
3. 3. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer, gegenüber Alkalimetall oder Erdalkalimetall geringe Aktivität aufweisender dielektrischer Belag (5a, •a) auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht (5, ·) aufgebracht ist.
4. 4. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (5,6) aus Aluminiumoxid besteht.
5. 5. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere dielektrische Belag (5a, 6a) aus Aluminiumoxid besteht.
6. 6. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (5, 6) aus einer Siliziumverhindung besteht.
7. 7. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der weitere (dielektrische Belag (5a, 6a) aus einer Siliziumverbindung besteht.
8. 8. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (5,6) aus Natriumkalkglas besteht.
9. 9. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere dielektrische Belag (5a, 6a) aus Natriumkalkglas besteht.
10. 10. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall Caesium enthält.
11. 11. Verfahren zur Herstellung einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, mit den Verfahrensschritten:

    a) Bildung eines Paares isolierender Platten, von denen mindestens eine eine auf der innengelegenen Oberfläche aufgebrachte Gruppe von Elektroden aufweist;

    b) Aufbringen einer aus einer dielektrischen Sub stanz bestehenden Schicht auf der Gruppe »on Elektroden;

    c) Herstellung eines Anzeigefeldes durch Positionierung des Paares isolierender Platten in paralleler, mit den Innenflächen einander gegenüberstehender und einen Spalt bildender Anordnung;

    d) Hermetisches Abdichten des Anzeigefeldes ;in

    seinem Umfang;
    e) Evakuieren des Spaltes und f) Füllen des Spaltes :nit einem ionisierbaren Gas, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schritten e) und f) ein ein Alkali- oder Erdalkalimetall enthaltendes flüssiges oder gasförmiges Medium unter Bildung einer Alkali- bzw. Erdalkalimetall-Schicht (7, 8) auf der aus der dielektrischen Substanz bestehenden Schicht (5,6) in den Spalt (9; eingeleitet wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das das Alkali- bzw. Erdalkalimetall enthaltende Medium gasförmig ist und unter Erhitzung des Anzeigefeldes in den Spalt (9) eingespeist wird.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das das Alkali- bzw. Erdalkalimetall enthaltende Medium flüssig ist und nach dem Einfüllen der Flüssigkeit dessen Lösungsmittel entfernt und auf der dielektrischen Schicht (5, 6) unter gleichzeitiger Erhitzung des Anzeigefeldes die Al kaii- bzw. Erdalkalimetall-Schicht (7, 8) gebildet wird.
14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch einen zwischen den Schritten b) und c) liegenden Schritt der Bildung eines weiteren dielektrischen Belages (5a. 6a). der eine geringe Aktivität gegenüber Alkali- oder Erdalkalimetall besitzt, auf der dielektrischen Schicht (5,6).
15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (5, 6) aus einem Blei enthaltenden, bei niedriger Temperatur schmelzenden Glas und der weitere dielektrische Belag (5a, 6a) aus Aluminiumoxid bestehen.