DE2358816A1

DE2358816A1 - Verfahren zur herstellung von platten fuer gasentladungs-anzeigetafeln

Info

Publication number: DE2358816A1
Application number: DE2358816A
Authority: DE
Inventors: Arnold Reisman
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-11-30
Filing date: 1973-11-26
Publication date: 1974-06-12
Also published as: IT1006105B; NL7314652A; GB1439080A; FR2209208A1; JPS4988473A; CA992131A; ES420963A1; BR7309375D0; AR198440A1; FR2209208B1; CH556080A; US3926763A

Description

\ . Böblingen, 22. November 1973

Anmelder: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenz. der Anmelderin: Docket YO 972 032

Verfahren zur Herstellung von Platten für Gasentladungs-Anzeigetafeln ' '

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Platten für Gasentladungs-Anzeigetafeln.

Gasentladungs-'Anzeigetafeln sind gewöhnlich aus zwei Platten zusammengesetzt, deren jede aus einem ebenen Glassubstrat mit einem darauf angebrachten Muster paralleler Leitungen besteht, die ihrerseits mit einem Dielektrikum, z.B. einer dünnen Glasschicht, bedeckt sind. Die Platten werden zur Bildung einer flachen Kammer an den Rändern vakuumdicht verschmolzen, wobei die Leiter beider Platten senkrecht zueinander stehen, und dann wird-ein leuchtfähiges Gas eingefüllt.

Bisher wurden die Leitermuster auf der ebenen Oberfläche des Glassubstrats deponiert und dann mit dem Dielektrikum beschichtet.

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Dabei haben sich Nachteile gezeigt. Erstens ist es bei sehr . · dicht nebeneinanderliegenden Leiterstreifen schwierig, den Zwischenraum einwandfrei auszufüllen. Das kann zu Hohlräumen und damit zu unerwünschten Entladungserscheinungen zwischen benachbarten Leitern führen. Zum anderen können sich an den vorstehenden Kanten der Leiter im Betrieb verstärkte mechanische Beanspruchungen ergeben. Außerdem wird, die Oberfläche der dielektrischen Schicht wellig, besonders wenn diese^sehr dünn ist, und das führt zu veränderlichen Betriebseigenschaften und verkürzter Lebensdauer.

Es sind auch schon Anzeigetafeln bekannt geworden, bei denen die Platten Nuten aufweisen, an deren Grund Leiter eingelegt sind. Hierbei ergeben sich jedoch auch wieder vorstehende Kanten oder beim Zusammensetzen die Schwierigkeit zahlreicher Berührungsstellen, die Verschiedenheiten der Zellen verursachen können, wenn sie nicht alle gleichmäßig ausfallen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Platten ohne die erwähnten Nachteile hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Platte für eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung gelöst, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: a) Einätzen paralleler einheitlicher Nuten, die einem gewünsch- · 'lijien Leitermuster entsprechen, in die Oberfläche einer Glas-

. J platte;

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b) Ausfüllen der Nuten mit elektrisch leitendem Material, so

daß sich eine ebene Gesamtoberfläche ergibt j c·) Beschichten der Gesamtoberfläche mit einer dünnen Schicht aus

dielektrischem Material. -

Das Verfahren bringt verschiedene Vorteile mit sich. Die Leiterstreifen werden beim weiteren Beschichten mit Dielektrikum weniger angegriffen, weil nur die Oberseite exponiert ist. Weiterhin wird es möglich, die dielektrische Schicht sehr dünn zu machen. Zum Beschichten können die verschiedensten Verfahren und auch zähflüssigere Materialien verwendet werden, weil keine vorstehenden Kanten ■vorhanden sind, sondern eine ebene Fläche. Das erleichtert auch das Aufbringen einer möglichen zusätzlichen Schicht, z.B. einer Schicht mit zusätzlicher Elektronenemission. Schließlich wird auch die dem Gas zugewandte Oberfläche sehr glatt, was zu gleichr mäßigeren Eigenschaften und einer zuverlässigeren Arbeitsweise -führt.

In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die dielektrische Schicht durch Zerstäuben oder durch Verdampfen des dielektrischen Materials mittels eines Elektronenstrahls aufgebracht. Besonders günstig kann die dielektrische ' Schicht in flüssiger Form aufgebracht werden. Erfindungsgemäß vorteilhaft ist es-, wenn die dielektrische Schicht ein Elektronen emittierendes Material enthält oder mit einer zusätzlichen Schicht solchen Materiales bedeckt wird. . . .

jEin Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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Pig. 1 bis h verschiedene Stadien einer Platte bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 5 und 6 eine Gasentladungs-Anzeigetafel mit nach dem Verfahren hergestellten Platten im Schnitt und in Draufsicht.

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Geinsss Fig. 1 wird zunächst ein Glassubstrat mit den passenden Abmessungen ausgewählt. Im Ausführimgsbeispiel beträgt die Dicke des Substrats ca. 3... 6 mm, Breite und Länge ca. 75 mm und 150 mm. Eine passende Glassorte ist z. B. Glas Nr. 7059 der Firma Corning Glass Co. Durch bekannte photolithograpMsche Prozesse wird auf der Oberfläche des Substrats 2 eine, Maske 4 .erzeugt ; dann wird durch die Oeffnungcn der Maske das Substrat auf eine Tiefe von ca. 2, 5 μτα .... 5 ^m weggeätzt. Für das Ausführungsbeispiel wurde ein Aetzmaterial benutzt, dessen Grundbestandteil eine gesättigte Lösung aus 40% Ammoniumfluorid und. 60% Wasser ist. 85 Teile dieser gesättigten Lösung werden mit 15 Teilen Phosphorsäure gemischt. -Diese Mischung ätzt bei Raumtemperatur Glas mit einer Geschwindigkeit von l^um pro 10 Minuten.

Nachdem das Glas in der gewünschten Tiefe eingeätzt wurde, wird die Glasplatte gewaschen, und dann wird ein metallischer Ueberzug 6 aufgebracht, wie in Fig. 2 zu sehen ist. Dieser Ueberzug kann aus einem einzelnen Metall bestehen oder aus einer geeigneten Kombination mehrerer Metalle, z. B. Chrom-Kupfer-Chrom.

Die Maske 4 und der darüber befindliche Teil des Metallüberzugs 6 werden nun entfernt, entweder durch Abschälen oder durch Auflösen der Maske. Die restlichen eingebetteten Teile des Metallüberzugs bleiben zurück und bilden zusammen mit der Oberseite der Glasplatte eine glatte Fläche. Falls das Metall noch ein wenig vorstehen sollte, könnte es beipoliert

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werden ; doch sollte dies bei genauer Steuerung der Niederschlagsgeschwindigkeit nicht nötig sein. Danach wird reines MgO oder ein Gemisch von SiO2 und MgO, oder ein dielektrisches Material mit ähnlichen Eigenschaften durch Aufsprühen, Elektronenstrahlver-darnpfung oder auf andere geeignete Weise aufgebracht. Glasmaterial kann als Fritte aufgesprüht und darnach durch Hitze zum Fliessen gebracht werden ; es kann auch durch Elektronenstrahl verdampft oder als Plasma durch Versprühen oder Zerstäuben auf die Glasplatte aufgebracht werden.. Die eingebetteten Metallstreifen 4 werden dadurch auch zugedeckt. Dieses dielektrische Material kann ein Glas sein, in das eine Elektronen emittierende Substanz eingebettet ist und dessen Wärmeausdehnungskoeffizient in der Grosse von 6.. . 9 χ 10 liegt. Metalle dagegen haben Wärmeausdehnungskoeffizienten, die um Grössenordnungen höher sind als die von Glas. Infolgedessen wird dann, wenn die Platte beim Aufbringen des Dielektrikums erhitzt wird, das eingebettete Metall die Nute noch besser ausfüllen, so dass ein Eindringen des Dielektrikums zwischen den Wänden der Nuten und dem Metall verhindert wird.

Es ist günstig, wenn, das Substrat 2 und die dielektrische Schicht 8 den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Deshalb wurde das Material, aus dem das Substrat 2 hergestellt wurde, auch durch Zerstäuben oder Elektronenstrahlverdampfung auf der Platte deponiert, um die Metallstreifen zu bedecken. Es ist dann allerdings notwendig, auf die so hergestellte

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Anordnung noch cine weitere Schicht eines zweiten Materials aufzubringen, das einen hohen Sekundärelektronen-Emissionskoeffizienten hat, falls derjenige des zunächst aufgebrachten dielektrischen Materials nicht gross genug war.

In einer Anordnung gemäss Fig. 3 hat die Schicht die Doppelfunktion sowohl eines Dielektrikums als auch die einer Elektronenemissionsschicht. Bei einer Anordnung gemäss Fig. 4 muss die Elektronen emittierende Schicht nicht direkt auf die Metallstreifen aufgebracht werden. Hier befindet sich eine Schicht 10 aus Glas oder einem anderen Dielektrikum zwischen den Metallstreifen 6 und dem Elektronen emittierenden Dielektrikum 8.

In Fig. 5 ist dargestellt, wie Glasplatten, die gemäss Fig. 1 bis 4 mit Leitermustern und Dielektrikum präpariert wurden, zu einer Gasentladungs-Anzeigetafel zusammengesetzt werden. Eine obere Platte 12 wird über einer unteren Platte 2 angeordnet, wobei die parallelen Metallstreifen 6 beider Platten senkrecht zueinander stehen. Als Dichtungsmaterial wird ein rechteckiger Rahmen 14 aus runden Glasstäben von 0,10. .. 0,15 mm Durchmesser verwendet, oder aus einem Glasband oder aus Glasfritte vorgeformt. Dieser Rahmen wird auf die Platte 2 aufgelegt, und dann wird die Platte 12 so darüber plaziert, „dass die Leitermuster senkrecht zueinander liegen. Die beiden Platten werden festgelegt, Gewichte oben auf der Platte 12 deponiert, und ausserdem wird eine Abstandslage an den ■

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äusseren Rändern zwischen die Platten gelegt, um einen Minimal-

i abstand zwischen den Platten sicherzustellen. Beide Platten werden dann gleichmässig erhitzt. Nach einer bestimmten Zeit verschmilzt das Dichtungsglas 14 mit den Platten 2 und 12, wobei der Glasrahmen 14 zusammengedrückt wird, so dass der Abstand zwischen den Platten schliesslich ca. 0, 07. ... 0,1 mm beträgt. .

Dann wird in eine der beiden Platten ein Loch 16 gebohrt, in das ein Glasrohr 18 eingeschmolzen wird. Die 0, 07. .. 0,1 mm hohe Kammer zwischen den beiden Platten wird durch das Rohr 18 ausgepumpt, und danach wird ein Gasgemisch, das z. B. aus Neon und 0.1% Argon besteht, durch das Rohr mit einem Druck voiv350. .. 550 Torr eingefüllt. Nach Einfüllen des ionisierbaren Gases wird die Oeffnung durch Abschmelzen des Rohres verschlossen. Dann werden die Metallstreifen beider Glasplatten mit elektrischen Zuleitungen 20 und 22 verbunden. Wie bereits bekannt, wird das Gas an den Kreuzungsstellen derjenigen orthogonalen Leiter ionisiert, die gleichzeitig ein elektrisches Signal führen.. Das Gas in der unmittelbaren Nachbarschaft solcher Kreuzungsstellen beginnt dann zu leuchten. Durch niedrigere Spannungen zwischen den Leitern 20 und 22 kann das Gas im leuchtenden Zustand gehalten werden. Eine Löschung der Information bzw. ein Aufhören der Lichtemission an einer bestimmten Stelle wird dann erreicht, wenn man an die beiden Leiter, die sich an der betreffenden Stelle kreuzen, gleichzeitig Spannungen anlegt, die eine den Zündspannungen entgegengesetzte Wirkung haben.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Herstellung einer Platte für eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Einätzen paralleler einheitlicher Nuten, die einem gewünschten Leitermuster entsprechen, in die Oberfläche einer Glasplatte;

b) Ausfüllen der Nuten mit elektrisch leitendem Material, so daß sich eine ebene Gesamtoberfläche ergibt; ■

c) Beschichten der Gesamtoberfläche mit einer dünnen Schicht aus dielektrischem Material.
2.) - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht durch Zerstäuben aufgebracht wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht durch Verdampfung des dielektrischen Materials mittels einem Elektronenstrahl aufgebracht wird.
4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht in flüssiger Form aufgebracht wird.

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5.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht ein Elektronen emittierendes Material enthält oder mit einer zusätzlichen Schicht solchen Materials bedeckt wird.
6.) Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit nach Anspruch 1 hergestellten Platten, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten durch einen sich am Rande der Platten, aber zwischen diesen befindlichen rechteckigen Glasrahmen in einem vorgegebenen Abstand gehalten werden.

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