DE2234679A1

DE2234679A1 - Verfahren zur herstellung der elektroden einer gasentladungs-anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2234679A1
Application number: DE2234679A
Authority: DE
Inventors: Takashi Maeda; Yasunari Shirouchi
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1971-07-15
Filing date: 1972-07-14
Publication date: 1973-02-01
Also published as: GB1396005A; DE2234679C3; DE2234679B2; FR2145681B1; JPS4827680A; FR2145681A1; US3781984A

Description

72/8725

ihijitsu Ltd., Kawasaki-shi, Japan

Verfahren zur Herstellung der Elektroden einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Elektroden einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung.

Im allgemeinen liegen bei einer Anzeigevorrichtung, bei der eine Gas- bzw. Glimmentladung angewandt wird, mit dielektrischen Belägen bedeckte Elektroden einander gegenüber. Zwischen ihnen befindet sich ein mit einem ionisierbaren Gas gefüllter Luftspalt. Es wird zwischen den einander gegenüberliegenden Elektroden ein Wechseldauersignal angelegt, und es werden Zündstellen erzeugt, wenn dem Dauersignal Schreibimpulse überlagert werden, die größer als die Zündspannung sind. Es werden dann entsprechend der Polarität der angelegten Spannung Wandladungen gebildet. Wird die Potentialdifferenz zwischen den Wandladungen und der folgenden Dauerspannung größer als die Zündspannung, dann wird der Zündfleck erneut erzeugt und die Polarität der Wandspannung umgekehrt. Hat somit einmal eine Zündung stattgefunden, dann kann eine unterhalb der Zündspannung liegende Dauerspannung fortwährend einen Zündfleck erzeugen. Das heißt, die Schreibinformation

-■ 2 -

209885/0922

ORIGINAL INSPECTED

wird als Wandspannung gespeichert, und die Anzeige kann bewirkt werden. Ein derartiges Gasentladungsfeld ist bereits als "Plasma-Feld" bekannt geworden, und wenn es zu Anzeigezwecken benutzt wird, wird es im allgemeinen als "Plasma-Anzeigefeld" bezeichnet.

Bei dem bekannten Plasma-Feld werden die mit dielektrischen Belägen bedeckten Elektroden in der Hauptsache in der folgenden Weise hergestellt:

1. Bei einem ersten Herstellungsverfahren wird ein transparenter elektrisch leitender Film auf das Substrat aufgebracht und dieser durch einen Fotoätzvorgang bearbeitet.

2. Bei einem zweiten Herstellungsverfahren wird mittels eines Siebdrucks eine Metallpaste auf das Substrat aufgedruckt.

5. Bei einem dritten Herstellungsverfahren wird mittels einer vorgegebenen Maske ein Metallüberzug auf das Substrat im Vakuum aufgedampft.

Die erwähnten Herstellungsverfahren haben die im folgenden aufgeführten Mangel.

Bei dem ersten Herstellungsverfahren beträgt der spezifische Widerstand des elektrisch leitenden Films mehr als lOil/cm . Wenn der Film als dünne Elektrode mit einer Breite von 100^ ausgebildet wird, dann wird der elektrische Widerstand pro Längeneinheit grosser als 1 fell/cm. Durch diesen Widerstand wird die Wellenform der Steuerspannung der Elektrode verzerrt. Die Folge davon ist, daß

209885/0922

dieses Herstellungsverfahren nicht zur Herstellung von Elektroden ..ir Anzeigefelder verwendbar ist, deren Abmessungen größer als 5 bis 8 cm sind.

Beim zweiten Verfahren müssen die Elektroden, die üblicherweise eine Breite von 15 bis 1ΟΟΛhaben, so gedruckt werden, daß die Lichtdurchlässigkeit vergrößert ist und die Erfordernisse hinsichtlich der Zündeigenschaften erfüllt sind. Die Folge davon ist, daß die Dicke der gedruckten Elektroden kleiner als 5jj wird* Damit brechen sie leicht während des Sinterns der Elektroden und während des hierauf folgenden Sinterprozesses der aufgebrachten dielektrischen Schichten. Dies führt bei der Herstellung von Anzeigeflächen großer Abmessungen zu einer Streuung. Die Ursache liegt darin begründet, daß einige !eile der Metallpaste dick und andere dünn gedruckt werden. Die kleine absolute Menge der Paste hat auch ein unzureichendes Anhaften der Elektroden am Substrat zur Folge. Außerdem sind die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Elektroden und dielektrischen Schichten wesentlich verschieden.

Bei dem dritten Herstellungsverfahren ist es sehr schwierig, genau eine Maske großer Abmessungen des aufgedampften Überzuges herzustellen. Ferner ist eine Vakuumaufdampfschicht aus Metall mit einer Dicke größer als einige Mikron für ein Feld großer Abmessungen sehr teuer und eignet sich nicht für die Massenherstellung·

_ /j. _ 209885/0922

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung der Elektroden einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung anzugeben, das nicht mit diesen Nachteilen behaftet ist. Es soll mit diesem Verfahren die Herstellung von Elektroden mit einem geringen elektrischen Widerstand und einer gleichmäßigen Potentialverteilung auf den Elektroden möglich sein.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß Vertiefungen bzw. Hillen mit einem Elektrodenmuster vorgegebener Abmessungen auf der Innenfläche des ein Dielektrikum tragenden Substrats ,mit durchsichtigen Eigenschaften gebildet, in die Vertiefungen eine Metallpaste j eingelegt und diese gebrannt wird. '

Die Erfindung wird anhand von vier Piguren näher erläutert. Es zeigen

Pig. 1 eine Schrägansicht, die den Aufbau eines typischen Gasentladungs-Anzeigefeldes darstellt,

Pig. 2 eine Schnittansicht des Gasentladungs-Anzeigefeldes nach Pig* 1,

Pig. 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß hergestellten Elektrodensubstrats,

Pig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht des Substrats für die Elektroden nach Pig. 3·

209885/0922

Fig. 1 zeigt eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung 1 mit zwei Substraten 2 und 2a für die Elektroden. Bei dem Substrat 2 für die Elektroden ist eine Gruppe von in Spalten angeordneten Elektroden 3 vorgesehen, die parallel zur senkrechten Achse verläuft} der dielektrische Belag 4 bedeckt die Elektrodengruppe 3. Bei dem Substrat 2a für die Elektroden ist eine in Reihen angeordnete Elektrodengruppe 3& vorgesehen, die parallel zur horizontalen Achse veüäuft; die dielektrische Schicht 4a bedeckt die Elektrodengruppe 3a. Die Substrate 2 und 2a für die Elektroden sind mit Zwischenräumen parallel zur Elektrodengruppe 3 bzw. 3^a angeordnet. Wie in Fig. P gezeigt, sind die parallelen Spalten und Reihen durch einen Luftspalt 5 voneinander getrennt. Der Luftspalt 5 ist ^mi"t Edelgas gefüllt, das einen geeigneten Druck aufweist und ionisierbar ist. Wird die Vorrichtung 1 zu Anzeigezwecken verwendet, so ist es notwendig, daß mindestens eines der Substrate 2, 2a und eine der dielektrischen Schichten 4, 4a transparent ist.

Wenn in der erwähnten Gasentladungs-Anzeigevorrichtung 1, dargestellt in den Pig. 1 und 2, eine elektrische Spannung, die höher als die Zündspannung V_f ist, selektiv zwischen den Spalten und Reihen der Elektrodengruppen 3 bzw. 3a angelegt wird, so entlädt sich die jeweilige Kreuzungsfläche der säulen- und reihenförmig angeordneten Elektroden in den mit einem ionisierbaren Gas gefüllten Luftspalt 5· Während dieser Entladung bildet sich in der Mähe der erwähnten Kreuzungsfläche in den dielektrischen Schichten

209886/0922

4 und 4a eine Wandspannung. Aufgrund dieser Wandspannung wird die einmal stattgefundene Entladung mit der pulsierenden Dauerspannung V_ß, die niedriger als die Zündspannung Y_£ ist, aufrechterhalten " und fortgesetzt. Das heißt, die Information, die als eine die Zündspannung V_f übersteigende Spannung eingespeist wird, wird von der erwähnten Wandladung gespeichert.

Die erwähnte Entladung erfolgt zur Anzeige an der Entladungsfläche.

Außer den in den S¹Ig. 1 und 2 gezeigten Grundkonstruktionen können auch verschiedene andere Konstruktionen für die Gasentladungs-Anzeigevorrichtung verwendet werden. Es kann z.B. auch eine Vorrichtung mit Zellenabstandhaltern in dem mit Gas gefüllten Spalt oder mit einer Plattenentladungsvorrichtung, die die Elektrodengruppe auf einem gemeinsamen ebenen Substrat vorsieht, verwendet werden. Im letzteren S'all findet die Entladung zwischen einander benachbarten Elektroden auf dem gleichen ebenen Substrat statt. Es können auch Selbstverschiebevorrichtungen verwendet werden, bei denen sich der Entladungspunkt selbst verschiebt.

Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der Baugruppe für eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung erläutert, die die Spalten- und Reihenelektroden 3 bzw. Ja und die dielektrischen Beläge 4 bzw. 4a auf den Substraten 2 bzw. 2a für die Elektroden bildet.

- 7 -209885/0922

i'ig. 5 ist eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Substrat für α j Elektroden und Fig. 4 ist eine Schnitt ansicht des in i'ig. 3 gezeigten Substrats für die Elektroden. Zunächst wird das Substrat 6 für die Elektroden, das Abmessungen von 440 χ 380 χ 10 mm hat, mit einem Chromsäuregemisch gereinigt, mit reinem Wasser gewaschen und dann getrocknet. Als nächstes wird das Substrat 6 mit einem fotoempfindlichen Harz der Kunststoffelastomergruppe überzogen. Dann wird das Muster von 5Qu breiten Elektroden auf das Substrat aufgedruckt, das Substrat entwickelt und dann mit einem Ätzmittel, das aus 46% Lösung Flußsäure, 12 Normal-Lösung Salzsäure und Wasser zusammengesetzt ist, zwei Minuten lang geätzt. Das Gewichtsverhältnis der Komponenten beträgt 100 : 3 : 20. Als Folge hiervon werden 12/<tiefe, geätzte Eillen auf dem Substrat gebildet. Diese Killen werden zum Einbrennen bzw. Sintern bei niedriger Temperatur mit einer Goldpastebedeckt und das Substrat gebrannt. Dadurch baken die dünnen Elektroden 7 unter den besten Bedingungen und ohne Unterbrechungen am Substrat an. Um entsprechend Fig. 4 die dielektrischen BsLäge 8 auf der oberen Schicht der Elektroden zu bilden, werden die Elektroden mit einem Schmelzglas aus der Gruppe Bleioxid-Borsäure überzogen. Dieser Überzug wird dann ca. 30 Minuten bei 520°0 wärmebehandelt, und es wird eine flache dielektrische Schicht 8 erhalten. Während der Behandlung tritt im Hinblick auf die dünnen Elektroden weder eine Diffusion noch eine Unterbrechung auf. Das gewöhnliche Anzeigefeld besitzt zwei Elektrodensubstrate, die in paralleler, mit den Innenflächen einander gegen-

209885/0922

überstehender Weise angeordnet und durch einen mit ionisierbarem Gas gefüllten Spalt getrennt sind.

Bei manchen Anzeigefeldern wird die Entladung zwischen einander benachbarten Elektroden auf demselben Substrat bewirkt, auf welchem ein mit einem ionisierbaren Gas gefüllter Spalt vorgesehen ist.

In dem obigen Beispiel wurde zum Anbringen der Elektroden am Substrat eine Goldpaste verwendet. Es· können jedoch auch andere Pasten, die z. B. Silber, Platin oder Palladium als Hauptkomponente enthalten, mit ähnlichen Effekten angewandt werden. Im allgemeinen sind rietallpasten, die als Hauptkomponente Edelmetalle besitzen, für den erwähnten Zweck anwendbar. Es kann jedoch kein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt werden, wenn eine rhodiumhaltige Paste verwendet wird.

Soweit es die Herstellung der feinen Rillen betrifft, kann dasselbe Ergebnis mit einem Sandstrahlverfahren oder einem Ultraschallverfahren erreicht werden.

Wie aus obiger Erläuterung ersichtlich, weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Elektroden viele Vorteile auf. Einige davon werden nachstehend aufgeführt.

a) Ein Verziehen des Elektrodenträgers kann erheblich verringert werden. Wird für die Elektroden Zinnoxid verwendet, so bringt

209885/0922 - 9 -

COPY

2234673

dies ein beträchtliches Verziehen mit sich, wenn der dünne JTiIm aus Zinnoxid gebildet wird. Wird z.B. ein JTeId mit einer Abmessung von 35 cm verwendet, so beträgt die .Formänderung der Spanne 5OU bis 3OOL . Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die i'ormänderung innerhalb + 30Ja , wenn eine Spanne von 35 cm verwendet wird.

b) Die Dicke der Elektrodenschicht ist einstellbar, und somit kann der elektrische Widerstand der Elektrodenschicht selektiv bestimmt werden.

c) Bei Elektroden gleicher Breite gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren eine größere Anhaftfläche der Elektroden an dem Substrat als andere Verfahren. Die Haftfestigkeit ist daher großer als b.ei anderen Methoden.

d) Es tritt während des Einbrennvorgangs des bedeckenden dielektrischen .Belags in der Elektrodenbreite keine Diffusion auf, da die Elektroden in dem Trägersubstrat eingebettet sind.

e) Eine Streuung der Elektrodenbreite ist ebenso nicht vorhanden.

f) Der Herstellungsvorgang ist einfach und zur Massenherstellung geeignet.

- 10 -

209885/0922

COPY

Claims

Patentansprüche

1.\ Verfahren zur Herstellung der Elektroden einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß Vertiefungen bzw. Eillen mit einem Elektrodenmuster vorgegebener Abmessungen auf der Innenfläche des ein Dielektrikum tragenden Substrats (6) mit durchsichtigen Eigenschaften gebildet, in die Vertiefungen eine Metallpaste eingelegt und diese gebrannt wird.

2ο Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Herstellung der Eillen in einer Tiefe von 5/-* his J0/< durch SOtoätzen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallpaste als Hauptbestandteil ein Edelmetall enthält.

209885/0922

L e e r s e j t e