DE2234679B2 - Verfahren zur Herstellung der Elektroden einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Elektroden einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung, bei dem in einem Substrat Vertiefungen bzw. Rillen mit einem Elektrodenmuster vorgegebener Abmessungen gebildet, die Elektroden in diese Rillen eingebracht und dann mit einem Dielektrikum bedeckt werden.

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 Schreibinipulse überlagert werc'en, 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 wird als Wandspannung gespeichert, und die Anzeige kann bewirkt werden. Ein derartiges Gasentladiingsfeld ist bereits als »Plasma-Feld« bekanntgeworden, und wenn es zu Anzeigezwecken benutzt wird, wird es im allgemeinen als »Plasma-Anzeigefeld« bezeichnet.

Bei dem bekannten Pl?sma-Feld werden die mit dielektrischen Belägen bedeckten Elektroden in der Hauptsache in der folgenden Weise hergestellt: 6"

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 ⁶S mittels eines Siebdrucks eine Metallpaste auf das Substrat aufgedruckt.

3. 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 meh· als 10 Ω/cm². Wenn der Film als dünne Elektrode mit einer Breite von 100 μ ausgebildet wird, dann wird der elektrische Widerstand pro Längeneinheit größer als 1 k Ω/cm. Durch diesen Widerstand wird die Wellenform der Steuerspannung der Elektrode verzerrt. Die Folge davon ist, daß dieses Herstellungsverfahren nicht zur Herstellung von Elektroden für 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 100 μ haben, 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 5 μ 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 Teile 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 ais einige Mikron für ein Feld großer Abmessungen sehr teuer und eignet sich nicht für die Massenherstellung.

Es sind auch bereits Gasentladungs-Anzeigevorrichtungen bekannt, bei denen in einem Glassubstrat Schlitze oder Vertiefungen ausgebildet sind, in die die Elektroden in Form von Drähten oder dünnen Metallstreifen eingelegt sind (DT-OS 18 03 213, DT-OS 20 55 808). Diese Anordnungen sind jedoch relativ ungenau, da bei annehmbaren Herstellungskosten ein erhebliches Spiel zwischen den Abmessungen der Vertiefungen und der einzulegenden Elektroden vorhanden sein muß. Darüber hinaus bereitet die Befestigung dieser Elektroden in den Vertiefungen Schwierigkeiten.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung zu schaffen, mit dem es möglich ist, Elektroden mit einem geringen elektrischen Widerstand und einer gleichmäßigen Potentialverteilung zu erzeugen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art zur Bildung der Elektroden Metallpaste in die Vertiefungen gebracht und anschließend gebrannt wird.

Mit diesem Verfahren sind eine Reihe von Vorteilen zu erzielen, von denen einige nachstehend genannt sind.

a) Ein Verziehen des Elcktrodenträgcrs kann erheblich verringert werden. Wird für die Elektroden Zinnoxid verwendet, so bringt dies ein beträchtli-

ches Verziehen mit sich, wenn der dünne Film aus Zinnoxid gebildet wird. Wird z. B. ein Feld mit einer Abmessung von 35 cm verwendet, so beträgt die Formänderung der Spanne 50 bis 30Ou, Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Formänderung innerhalb ± 30 μ, wenn eine Spanne von 35 cm verwendet wird.

b) Die Dicke der Elektrodenscäicht 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 größer als bei anderen Methoden.

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

e) Eine Streuung der Elektrodenb. eite ist ebenso nicht vorhanden.

f) Der Herstellungsvorgang ist einfach und zur Massenherstellung geeignet.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung enthalten. Die Erfindung wird an Hand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schrägansicht, die den Aufbau eines typischen Gasentladungs-Anzeigefeldes darstellt,

F i g. 2 eine Schnittansicht des Gasentladungs-Anzeigefeldes nach F i g. 1,

F i g. 3 eine schematische Darstellung eine» erfindungsgemäß hergestellten Elektrodensubstrats.

F i g. 4 eine vergrößerte Schnittansicht des Substrats für die Elektroden nach F i g. 3.

F i g. I 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 3a vorgesehen, die parallel zur horizontalen Achse verläuft; die dielektrische Schicht 4,7 bedeckt die Elektrodengruppe 3<?. Die Substrate 2 und 2.? für die Elektroden sind mit Zwischenräumen parallel zur Elektrodengruppe 3 bzw. 3a angeordnet. Wie in Fig.2 gezeigt, sind die parallelen Spalten und Reihen durch einen Luftspalt 5 voneinander getrennt. Der Luftspalt 5 ist mit 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 F i g. 1 und 2, eine elektrische Spannung, die höher als die Zündspannung Vr ist, selektiv zwischen den Spalten und Reihen der Elektrodengruppen 3 bzw. 3a angelegt wird, so entladt sich die jeweilige Kreuzungsfläche der spalten- und reihenförmig angeordneten Elektroden in den mit einem ionisierbaren Gas gefüllten Luftspalt 5. Während dieser Entladung bildet sich in der Nähe der erwähnten Kreuzungsfläche in den dielektrischen Schichten 4 und 4a eine Wandspannung. Auf Grund dieser Wandspannung wird die einmal stattgeiundene Entladung mit der pulsierenden Dauerspannung Vs, die niedriger als die Zündspannung Vt ist, aufrechterhalten und fortgesetzt.

Das heißt, die Information, die ais eine die Zündspannung Vf übersteigende Spannung eingespeist wird, wird von der erwähnten Wandladung gespeichert.

Die erwähnte Entladung erfolgt zur Anzeige an der Entladungsfiäche.

Außer den in den F i g. 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 Fall 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 Reihenelekiroden 3 bzw. 3a und die dielektrischen Beläge 4 bzw. 4a auf den Substraten 2 bzw. 2a für die Elektroden bildet.

F i g. 3 ist eine Draufsicht auf das Substrat für die Elektroden und F i g. 4 ist eine Schnittansicht des in F i g. 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 50 μ 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 μ tiefe, geätzte Rillen auf dem Substrat gebildet. Diese Rillen werden zum Einbrennen bzw. Sintern bei niedriger Temperatur mit einer Goldpaste bedeckt und das Substrat gebrannt. Dadurch bakken die dünnen Elektroden 7 unter den besten Bedingungen und ohne Unterbrechungen am Substrat an. Um entsprechend Fig.4 die dielektrischen Beläge 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 etwa 30 Minuten bei 520⁰C 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 gegenüberstehender Weise angeordnet und durch einen mit ionisierbarem Gas gefüllten Spalt getrennt sind.

Bei manchen Anzeigefeldern wird die Entladung zwischen einander benachbartenEelektroden 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 Metallpasten, die als Hauptkomponente Edelmetalle besitzen, für den erwähnten Zweck anwendbar. Es

ann jedoch kein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt /erden, wenn eine rhodiumhaltige Paste verwendet

Soweit es die Herstellung der feinen Rillen betrifft. ;ann dasselbe Ergebnis mit einem Sandstrahlvcrfahren )der einem Ultraschallverfahren erreicht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

OTQ

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung der Elektroden einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung, bei dem in einem Substrat Vertiefungen bzw. Rillen mit einem Elektrodenmuster vorgegebener Abmessun gen gebildet, die Elektroden in diese Rillen eingebracht und dann mit einem Dielektrikum bedeckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur to Bildung der Elektroden (3, 3a, 7) Metallpaste in die Vertiefungen gebracht und anschließend gebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Rillen in einer Tie- fe von 5 bis 30 μ durch Fotoätzen erfolgt.

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