DE2317598A1 - Gasentladungsanordnung und verfahren zur herstellung einer solchen - Google Patents

Description

Böblingen, 30. März 1973 ker-aa/fr 2317598

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N. Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: KI 971 022

Gasentladungsanordnung und Verfahren zur Herstellung einer solchen

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungsanordnung für Anzeige- und Speicherzwecke entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung.

Beim Aufbau solcher Anordnungen ist eines der Hauptprobleme die Abstandshalterung der verwendeten durchsichtigen Platten ohne Behinderung der zwischen den Platten befindlichen Gaspartikel.

In der deutschen Patentanmeldung-P 22 47 630.8 ist eine Gasentladungsanzeigeanordnung beschrieben, bei der die übereinanderliegenden Glasplatten präzise voneinander im Abstand gehalten werden mit Hilfe einer Kombination von niedriger schmelzenden Dichtungsstäben und höher schmelzenden Abstandsstäben. Die Dichtungsstäbe mit gegenüber den Abstandsstäben etwas größerem Durchmesser werden rechtwinklig fensterrahmenartig um die ebenfalls rechtwinklig ausgelegten Abstandsstäbe angeordnet. Wenn die Platten zusammen mit den Stäben erhitzt werden, erweicht sich das Glasmaterial der Dichtungsstäbe und ermöglicht das Absinken der oberen Glasplatte bis zur Berührung mit den noch harten höher

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schmelzenden Abstandsstäben, wobei eine genaue Abstandsausrichtung der oberen Platte in bezug auf die untere Platte erzielbar ist. Wenn die Anordnung abgekühlt wird, verschmelzen die erweichten Dichtungsstäbe die beiden Platten und schaffen eine Kammer präziser Höhe, in die danach ein anregbares Gas eingefüllt und die Kammer abgeschmolzen wird.

Eine solche Anordnung und ihre Herstellung sind sehr zufriedenstellend, wenn die Plattenfläche nicht allzugroß ist und die Abstandsstäbe nur außen rundherum um die Anzeigefläche vorzusehen sind. Wenn jedoch die Plattenfläche und damit die Anzeigefläche groß gestaltet werden sollen, müssen Abstandsstäbe auch über die Fläche verteilt in der Kammer angeordnet werden, um die kritische präzise Abstandshalterung zwischen den Platten zu gewährleisten. In solchen Fällen können Abstandsstäbe in kurzen Abständen in beiden Richtungen angeordnet werden; an den Stellen, wo sie angeordnet werden (ausgenommen an den ,Rändern), bilden sie ein Hindernis. Dieses Hindernis beeinflußt die Bewegungsmöglichkeit der Gaspartikel, der metastabilen Ionen, der Photonen usw. zwischen den einzelnen Zonen, die durch Abstandsstäbe getrennt sind. Des weiteren können durch die Abstandsstäbe auch die Betriebsbedingungen der einzelnen Entladungszellen beeinflußt werden, insbesondere der Zellen, die sich dicht neben den Abstandsstäben befinden.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Anzeigeanordnung mit innerhalb der Anzeigefläche vorgesehenen Abstandsstäben, bei der diese Abstandsstäbe so weit verkleinert sind, daß sie möglichst unsichtbar sind, durchzuführende Anzeigen nicht beeinträchtigen und trotzdem ausreichende Höhe zur Erfüllung ihres Zweckes aufweisen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet» Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie Verfahren zur Herstellung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

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Nach der vorgeschlagenen Lösung werden die beiden Glasplatten präzise in einem gewählten Abstand durch zwei Sätze gleichartiger, sich überkreuzender Abstandsstäbe gehalten/ die zueinander rechtwinklig und gitterartig innerhalb der verschweißten Gaskammer angeordnet sind. Der eine Satz Abstandsstäbe liegt auf dem dielektrischen überzug über den vorgesehenen parallelen Leitern der einen Platte. Der andere Abstandsstabsatz liegt unter dem dielektrischen überzug der rechtwinklig dazu angeordneten Leiter der anderen Platte. Die sich überkreuzenden Abstandsstäbe haben nur einen Durchmesser, der halb so groß ist wie der gewählte Plattenabstand; der Gaspartikelaustausch zwischen den einzelnen durch die Abstandsstäbe gebildeten Zellen wird dabei nicht wesentlich beeinflußt. Die Abstandsstäbe parallel zu den Leitern der beiden Platten sind jeweils parallel zwischen zwei Leitern angeordnet. Der Durchmesser der Abstandsstäbe möge z.B. 0,05 bis 0,09 mm betragen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische, teilweise aufgebrochene

Ansicht einer entsprechenden Gasentladungsanordnung ,

Fig. 2 eine Teilschnittansicht mit vergrößertem

Maßstab,

Fig. 3 eine Darstellung der Anordnung vor der Hitze

behandlung und

Fig. 4 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 2, jedoch für

eine etwas abgewandelte Ausführung.

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Die dargestellte Gasentladungsanordnung entsprechend den Fign.„ 1 bis 3 enthält eine obere Glasplatte 10. und-eine untere Glasplatte Il mit tragenden Substraten-12'und 13 und darauf aufgebrachten Leiteranordnungen 14 und 15. auf sich gegenüberstehenden Oberflächen'= Wie dargestellt, bestehen die. Leiteranordnungen 14 und 15 beide aus Vielzahlen paralleler Leiter,, wobei die Leiter der Anordnung 14 rechtwinklig zu denen der Anordnung 15 angebracht sindο Die Enden der Leiteranördnungen auf den beiden

etwas hinaus, um die Anschlüsse der Leiter in üblicher Weise - mögliehst einfach gestalten iu können= Wie in.."den Fign». -2 und. . . 3 2u erkennen ist, sind die Leiter der beiden Anordnungen 14 und 15 mit durchsichtigen dielektrischen überzügen- 16 und 17, vor-- zugsweise Glas, überkleidet, so daß ebene Oberflächen 1,8 und. 19 gegeben sind. - . . - - ■;■■"'

Die Platten IO «ad 11 werden auf die nachstehend beschriebene Weise zn einer Einheit zusammengeschmolzen s ünges;chmolz-enes, hitzeschmelzhares·Dichtungsmaterial, vorzugsweise in der Form relativ niedrig schmelzbarer Glasstäbe 20, wird fensterrahmen.-artig nahe der äußeren Umrandung der Oberfläche 19 ■ der--" unteren Platte 11 ausgelegt» Diese Stäbe 20 sind untereinander von gleichem Durchmesser, der jedoch deutlich größer ist als"der gewählte präzise Abstand der Platten, in dem diese verbunden werden sollen. Zwei Sätse oberer und unterer Abstandsstäbe 21 und 22 werden dann sieh überkreuzend zwischen.den Umrandungen verteilt. Die unteren Stäbe 22 werden parallel und in gleichem Abstände zwischen jeweils zwei Leitern der -Anordtauag 15 auf der Oberfläche 19 ausgelegt. Die oberen Abstandsstäbe 21 werden-über= kreuzend auf den en-feerea Stäben 22 Ln einer Weise ausgelegt,.die noch beschrieben wirdo Wie in Fig„ 3 zu erkennen ist,- ist die Gesamthöhe der übereinanderliegenden Abstandsstäb© 21 und _22 deutlich-kleiner als der Duarehmesser der Dichtungsstäbe 20ο,

Die obere Platte 10 wird aunmehr über^:der unteren Platte 11 aufgelegt.- Die Oberfläche 18 der oberen Platte berührt die Bichtungs

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stäbe 2Ο und wird so aufgelegt, daß sie parallel zu den oberen Abstandsstäben 21 liegt und zwar so, daß jeweils ein Leiterpaar der Anordnung 14 links und rechts von einem Abstandsstab 21 zu liegen kommt. Die Abstandsstäbe 21 und 22, die vorzugsweise auch aus Glas bestehen, haben einen wesentlich höheren Erweichungspunkt als die Dichtungsstäbe. Wenn die noch unverschmolzene Gesamtanordnung der beschriebenen Einzelteile in einem Vakuumofen erhitzt wird bis zum Schmelzen und Verfließen des Dichtungsmaterials der Dichtungsstäbe 20, sinkt die obere Platte IO allmählich von der in Fig. 3 gezeigten Lage soweit ab, bis ihre Oberfläche 18 die oberen Abstandsstäbe 21 gemäß Fig. 2 berührt.

Nun wird die Gesamtanordnung abgekühlt, wobei das verflossene Dichtungsmaterial, das als 20· In Fig. 2 bezeichnet ist, die Oberflächen 18 und 19 der dielektrischen überzüge 16 und 17 und somit die beiden Platten 10 und 11 zu einer zusammengehörigen Anordnung mit einer abgeschlossenen Kammer 23 verschweißt. In herkömmlicher Weise wird diese Kammer 23 über ein Entleerungsrohr 24 gemäß Fig. 1 evakuiert und darauf mit einem elektrisch zum Leuchten anregbaren Gas bis zu einem vorgegebenen Druck gefüllt. Daraufhin wird das Rohr 24 abgeschmolzen und somit die Kammer geschlossen. Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die Platten in einem präzisen gewählten Abstand durch die sich überkreuzenden Abstandsstäbe 21 und 22 gehalten. Weil diese Abstandsstäbe einen Durchmesser aufweisen, der nur dem halben Abstand zwischen den Oberflächen 18 und 19 entspricht, können Gaspartikel, metastabile Ionen, Protonen usw. ohne wesentliche Behinderung zwischen den einzelnen Bezirken hin- und herfließen, in die d4.e Kammer 23 durch die Gitteranordnung der Abstandsstäbe aufgeteilt ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 hat das verflossene Dichtungsmaterial 20' eine Höhe von 0,1 mm und die Abstandsstäbe 21 und 22 einen Durchmesser von je 0,05 mm. Die dielektrischen überzüge 16 und 17 haben einen Temperaturerweichungspunkt, der wesentlich höher liegt, als der Erhitzungspunkt für das vorbe-

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schriebene Verschweißen, so daß die Abstandsstäbe 21 und 22 zwar die dielektrischen überzüge 18 und 19 berühren, aber sich nicht in sie eindrücken. Bei dieser Anordnung sind die Äbstandsstäbe wegen ihrer geringen Dicke kaum zwischen den Glasplatten zu erkennen; dies ist sehr wünschenswert. Auch wird die Gesaratanzeigefläche durch die Überkreuzungspunkte der Stäbe 21 und 22 kaum gestört. Auftretende'Lichterscheinungen werden durch die Stäbe 21 und 22 nicht abgedeckt« ...

Die Anordnung und-die Verschmelzungsmethode für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 entsprechen den anhand der Fign. 1 bis 3 vorgenannten Einzelheiten bis auf folgende Ausnahmen: Die oberen und unteren Abstandsstäbe 21' und 22' weisen einen etwas größeren Durchmesser von z.B. etwa 0,09 mm auf» Die überzüge 16^! und 17^E bestehen aus einem Dielektrikum mit einem Temperaturerweichungs^ punkt unterhalb des Temperaturpunktes, auf den die Gesamtanordnung während des Verschweißungsprozesses erhitzt wird. Daher dringen die Abstandstäbe 21' und 22'., in die dielektrischen Überzüge ein bis zur Berührung mit den Oberflächen der Substrate 12 und 13. Der Abstand zwischen den beiden Platten 10 und 11 wird somit durch die Berührung der Abstandsstäbe 21' und 22' mit den Substraten 12 und 13 eingestellt. Die gewünschte Höhe der Kammer 23 zwischen den Oberflächen 18' und 19" wird wiederum fixiert.

Die Leiterkonfiguration und Leiterzusammensetzung, die Einzel- . heiten des Ofens und die für das Verschweißen gewählten Temperaturen sowie die Apparatur, durch die die Kammer 23 anschließend evakuiert und mit Gas gefüllt wird, sind durch den ,Stand der Technik, der eingangs dieser Beschreibung genannt wurde, gelöst. Daher werden die einschlägigen Details hier nicht noch einmal im einzelnen beschrieben.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Gasentladungsanordnung für Anzeige- und Speicherzwecke, bestehend aus einem Glasplattenpaar, auf dessen Einzelplatten je eine Anordnung paralleler elektrischer Leiter angeordnet ist? die mit ebene Flächmbildenden dielektrischen überzügen überkleidet sind, wobei zwischen den beiden parallel übereinanderliegenden Glasplatten, die so zueinander ausgerichtet sind, daß sich die parallelen Leiter der beiden Platten rechtwinklig schneiden, nahe den Plattenrändern rahmenartig schmelzbares Dichtungsmaterial zum Verschweißen der Glasplatten vorgesehen ist,

   und damit eine mit einem elektrisch zum Leuchten anregbaren Gas füllbare Kammer gebildet wird, deren Glasplattenwandungen durch Abstandsstäbe in einem vorgegebenen genauen Abstand gehalten werden,

   dadurch gekennzeichnet, daß diese Abstandsstäbe (21, 22) aus zwei· Sätzen von Stäben gleicher Dicke bestehen, daß diese beiden Stabsätze rechtwinklig zueinander zaunlattenartig innerhalb der Kammer (23) übereinanderliegen, daß jeder der beiden Stabsätze je eine der ebenen Bezugsflächen der Glasplatten (1O_? 113 berührt und daß das in der Kammer (23) eingeschlossene Gas über und unter den Abstandsstäben (21, 22) und um die überkreuzungspunkte sich frei ohne wesentliche Behinderung innerhalb der Kammer (23) bewegen kann.

   Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstäbe (21, 22) parallel zu den Leitern der Leiteranordnungen (14, 15) unter den die Abstandsstäbe (21, 22) berührenden Überzugsflächen (18, 19) ausgerichtet sind =

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   3. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Plattenseiten der Kammer (23) mindestens je ein Abstandsstab (21, 22) zwischen : zwei benachbarten Leitern der Leiteranordnung.(14, 15) unter der jeweils anliegenden Überzugsfläche (18,, 19) zu den Leitern parallel ausgerichtet angeordnet ist.

   4. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der parallel ausgerichteten ebenen Überzugsflächen (18, 19 oder 18', 19') nach dem Verschweißen etwa 0,1 bis 0,15 mm beträgt. . ^;

   5. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzpunkt des Dichtungsmaterials (20, 20') niedriger ist, als der Erweichungspunkt der dielektrischen Überzüge (16, 17) und der Abstandsstäbe (21, 22), womit ein Einsinken der Abstandsstäbe (21, 22) in die Überzugsflächen (18, 19) beim Verschweißen vermeidbar ist (Fig. 2). *

   6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzpunkt des Dichtungsmaterials (20, 20') und der dielektrischen überzüge (16¹, 17') niedriger ist, als der Erweichungspunkt der Abstandsstäbe (21*, 22') und der Glasplatten (10', 11'), womit ein Einsinken der Abstandsstäbe (21¹, 22') in die Überzugsflächen (18', 19') bis auf die Substratflächen der Glasplatten (10·, II¹) beim Verschweißen erreichbar ist (Fig. 4).

   7. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 5,

   bei dem auf der unteren Glasplatte nahe deren äußeren Rändern rahmenartig.verschweißbares Dichtungsmaterial in Form von Stäben ausgelegt wird, deren Durchmesser

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   deutlich größer ist, als der beim Verschweißen zu erreichende Kainmerwandungsabstand,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß Abstandsstäbe (21, 22) im wesentlichen untereinander gleicher Dicke in zwei sich zaunlattenartig überkreuzenden Sätzen innerhalb der durch die Dichtungsstäbe (20) gegebenen Umrandung ausgelegt werden, wobei die Gesamthöhe der übereinanderliegenden Abstandsstabsätze kleiner ist als der Durchmesser der Dichtungsmaterialstäbe (2O), daß auf diesen Stapel die andere Glasplatte (10) mit ihrer Leiterfläche nach unten gekehrt aufgelegt wird und daß die Gesamtanordnung bis über den Schmelzpunkt der Dichtungsstäbe (20) , jedoch noch unterhalb des Erweichungspunktes der Abstandsstäbe (21, 22), der überzüge (16, 17) und der Glasplatten (10, 11) zum Verschweißen erhitzt wird.

   8. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 4 oder 6, bei dem auf der unteren Glasplatte (11) nahe deren äußeren Rändern rahmenartig verschweißbares Dichtungsmaterial in Form von Stäben ausgelegt wird, deren Durchmesser deutlich'größer ist als der beim Verschweißen zu erreichende Kammerwandungsabstand,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß Abstandsstäbe (21¹, 22') im wesentlichen untereinander gleicher Dicke in zwei sich zaunlattenartig überkreuzenden Sätzen innerhalb der durch die Dichtungsstäbe (20) gegebenen Umrandung ausgelegt werden, wobei die Gesamthöhe der übereinanderliegenden Abstandsstabsätze kleiner ist als der Durchmesser der Dichtungsmaterialstäbe (20), daß auf diesen Stapel die andere Glasplatte (10¹) mit ihrer Leiterfläehe nach unten gekehrt aufgelegt wird und daß die Gesamtanordnung bis über den Schmelzpunkt der Dichtungsstäbe (20) und über den Erweichungspunkt der dielektrischen überzüge (16¹, 17'), jedoch noch unterhalb 309847/0740

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   des Erweichungspunktes der Abstandsstäbe (21' , 22') und der Glasplatten (10', II¹) zum Verschweißen erhitzt wird.

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