DE2557617C2 - Verfahren zur Herstellung eines für die Gasentladungstafelfertigung geeigneten Glassubstrats mit darauf angebrachten elektrischen Leitern, bei welchem dem Substrat ein Lötglas aufgebracht wird und Substrat - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines für die Gasentladungstafelfertigung geeigneten Glassubstrats mit darauf angebrachten elektrischen Leitern, bei welchem dem Substrat ein Lötglas aufgebracht wird und SubstratInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines für die Gasentladungstafelfertigung geeigneten Glassubstrats mit darauf angebrachten elektrischen
Leitern, bei welchem dem Substrat ein Lötglas aufgebracht wird.
Gasentladungstafeln. speziell mit Wechselstrom betriebene Mchrfach-Gascntladungsanzeigc- und
Spcichertafcln werden gewöhnlich von ein Gasmcdium einschließenden, sich gegenüberliegenden dielektrischen
Ladungsspeicherkörpern, die mit Leitern hinterlegt sind, gebildet. Die Leiter sind gewöhnlich
sei ausgerichtet, daß sie eine Vielzahl von diskreten
Gasentladungszelle!! begrenzen. Die Entladungs-/ellen
können zusätzlich durch sie einschließende körperliche Strukturen, wie Öffnungen in perforierten
Glasplatten, begrenzt sein.
Ein Beispiel einer Tafelstruktur mit nicht körperlich isolierten oder offenen Entladungszellen ist in der
US-PS 3499167 offenbart.
Ein Beispiel für eine Tafel mit körperlich isolierten
Zellen ist in dem Artikel von D. L. B i t ζ e r und H.
G. Slottow mit dem Titel »The Plasma Display Panel
- A Digitally Addressable Display with Inherent
ίο Memory«, Proceeding of the Fall Joint Computer
Conference, IEEE, San Francisco, Californien, November 1966, Seiten 541 bis 547, und auch in der
US-PS 3559190 beschrieben.
Außerdem können die Gasentladungstafeln monolithische Strukturen haben. Es sind auch Gasentladungsvorrichtungen möglich, bei denen einige der Leitungskörper in direktem Kontakt mit dem Gasmedium stehen, während die anderen davon Loliert sind. Zum Stand der Technik gehören auch Gleichstromvorrichtungen. Beispiele für Gasentladungsvorrich-
Außerdem können die Gasentladungstafeln monolithische Strukturen haben. Es sind auch Gasentladungsvorrichtungen möglich, bei denen einige der Leitungskörper in direktem Kontakt mit dem Gasmedium stehen, während die anderen davon Loliert sind. Zum Stand der Technik gehören auch Gleichstromvorrichtungen. Beispiele für Gasentladungsvorrich-
tuneen sind in den US-PSen 2142106, 3260880,
3720452, 3725713, 3237040 und 3497751 offenbart.
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung aller
Arten von Gleichstrom- und Wecl.selstrom-Anzeige-
tafeln.
Um eine gleichmäßige Auflösung über die ganze Anzeigefläche einer Gasentladungstafel zu erhalten,
ist es notwendig, daß der Abstand zwischen sich gegenüberliegenden Wänden der Gasumhüllung gleichmäßig
ist und daß die Wände der Kammer abgedichtet sind, um einen gasgefüllten Behälter zu bilden. Verschiedene
Verfahren zum Abdichten solcher Tafeln mit verschiedenen Abstandshaltern dazwischen sind
Stand der Technik. Zum Beispiel wurde Epoxid als Dichtungsmittel verwendet, aber es erzeugt Verunreinigungen
im Gasgemisch, was die Lebensdauer der Tafeln herabsetzt. In situ-Herstellung von Gastafeln
mit granuliertem Lötglas als Dichtungsmittel und Abstandshalter wurde bereits angewendet, aber ein
gleichmäßiges Aufbringen des Lötglases ist schwierig und eine beträchtliche Anzahl Zellen wird unbrauchbar.
Um dieses Problem zu lösen, wurde ein weicher Glasstab oder granulatförmiges Dichtungsmittel und
ein harter Glasstab als Abstandshalter verwendet, wie in der US-PS 3778127 beschrieben, wobei die obere
Platte der Gastafel sich während eines Ausheizvorganges auf den Abstandsstäben absetzt, wodurch innerhalb
der Umhüllung ein vorbestimmter und gleichmäßiger Abstand herbeigeführt wird Jedoch sind sol-
W ehe Glasabstandshalter steif, neigen zum Bruch und
sind, was als Nachteil betrachtet wird, für den Beobachter deutlich sichtbar.
Eine weitere Lötglaszusammensetzung, die besonders geeignet ist. um die beiden Glassubstrate einer
Mehrfach-Gasentladungsanzeigetafel zu verbinden, um so eine hermetisch abgedichtete Kammer mit ionisierbarem
Gas zu bilden, ist in der US-PS 3373702 offenbart; es ist ein Bleiborsilikatlötglas, das 18
Gew.-% Aluminiumtitanat enthält, welches die Ent-
M) glasung verhindert und so eine Abdichtung mit einer
gleichmäßigen Spannung entstehen läßt.
In der US-PS 3837724 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gastafeln offenbart, bei dem parallele
Züge elektrischer Leiter auf einem Paar Glasplatten
hi aufgebracht werden und darüber ein Glasüberzug aufgebracht
wird. Ein Dichtungsmittel wird zwischen den Platten an deren Rand vorgesehen, die Platten werden
iiuf einen vorbestimmten Abstand gebracht und
die Anordnung in einem Ofen erhitzt, um die Glasplatten
miteinander mit einem Spalt zwischen sich zu verbinden. Dann wird der Zwischenraum evakuiert
und danch mit einem inerten Gas gefüllt und jede parallele Leitung an einem Ende jeder Glasplatte als ein
elektrischer Kontakt freigelegt.
Obwohl die Herstellung solcher Tafeln verhältnismäßig einfach zu sein scheint, ist es unerläßlich, daß
die Glasplatten vor der Anbringung der Elektroden sorgfältig gereinigt werden, da jede Verunreinigung
einen nicht zuverlässigen Betrieb der fertiggestellten Tafel nach sich zieht. Verhältnismäßig häufig enthält
das Substrat Lötglasteilchen, selbst wenn der Träger bei 332° C 20 Min. ausgebrannt wurde.
Nach der DE-AS 1026033 wird zur Herstellung luftdichter Gefäße für Elektronenröhren auf die Ränder
eines oder beider zu verbindenden Teile eine wäßrige Suspension des Email-(Glas)Pulvers aufgetragen,
getrocknet und eingebrannt. Auch die DE-PS 1085305 lehrt, beim Verbinden von zwei Teilen mittels
Lötglas so vorzugehen, daß man eine Suspension des pulverförmigen Lötglases aufträgt und die Viskosität
der Suspension so einstellt, daß die Ausbreitung des Glaspulvers auf der Verbindungsfläche erfolgt.
Dann wird das Glas aufgeschmolzen. Die Herstellung einer Suspension und ihr Aufbringen ist aber zeitraubend
und die Verbindungsfläche läßt sich nicht exakt räumlich begrenzen.
Schließlich ist noch die DE-OS 2425993 zu nennen,
nach der auf einem Substrat eine Glasbindungsschicht geformt wird, indem "ilan und Diboran aufgedampft
und anschließend oxidieren gelassen wird. Wegen der Giftigkeit und der leichten Entzündlichkeit der
Dämpfe muß das Abdampfen in einem Quarzreaktor erfolgen, in welchem die Dämpfe unltr Schutzgasatmosphäre
eingeleitet werden müssen. Dieses Verfahren ist für das Verbinden größerer Teile völlig ungeeignet
und für die Bindung von Einkristall-Halbleitern bestimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Gasentladungstafelfertigung geeignetes Glassubstrat
zu schaffen, bei dem Lötglas vor der eigentlichen Gasentladungstafelfertigung festhaftend aufgebracht
wird, so daß nachfolgendes Säubern des Substrats möglich ist und Verunreinigung des Substrats durch
Lötglasteilchen während der Entladungstafelfertigung vermieden wird.
Die Lösung der Aufgabe ist in den vorstehenden Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß werden handelsübliche Lötgläser auf eine Fläche neben dem Rand des mit in parallelen
Geraden aufgebrachten elektrischen Leitern versehenen Glassubstrats aufgebracht und zu einem Glaszustand
vorerhitzt oder ausgebrannt durch Erhitzen um ungefähr 5,5° C pro Minute auf 493° C, Halten des
Substratsauf dieser Temperatur 1 Stunde und Abkühlen
um 5,5Ö C pro Minute auf Raumtemperatur, um ein Glassubstrat zu bilden, an dem das Lötglas fest angebracht
ist. Das Substrat wird dann mit verschiedenen dielektrischen Überzügen eingesprüht (vorzugsweise
Bleiglasschmelze), ein Substrat wird über das andere gebracht, so daß die parallelen Leitungen des
einen orthogonal zu den parallelen Leitungen des anderen liegen. Geeignete Abstandshalter werden eingefügt
und die Substrate durch die Anwendung eines Heizzyklus mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 4' C
pro Minute auf eine Temperatur von 396° Cbis516° C miteinander verbunden, wobei die so angeordneten
Substrate bei der Spitzentemperatur 1 bis 2 Stunden gehalten und dann mit derselben Geschwindigkeit auf
Raumtemperatur abgekühlt werden. Solch ein Verfahren vermeidet die Staubbildung, das Reißen und
das Abblättern was oft bei vorgehärtetem Glas der Fall ist. Außerdem bleibt der Spalt zwischen den Substraten
gleich, wenn das vorgehärtete Lötglas während des abschließenden Heizzyklus schmilzt.
Die Lötglaszusammensetzungen, die in dieser Erfindung
Verwendung finden, können irgendwelche im Handel erhältliche sein, sowohl des entglasungsfreien
als auch des entglasenden Typs, obwohl entglasungsfreie vorgezogen werden. Beispiele für Lötgläser, die
hier Verwendung finden können, sind in den US-PSen 28662Q8, 2889952, 2931142, 2936923, 3061664,
3063198, 3080328, 30 88833, 3088834, 3088835, 3127278, 3250631, 3291586, 3368024 und 3778127
beschrieben. Typische spezielle Lötgläser, die bei άζτ
praktischen Durchführung dieser Erfindung erfolgreich verwendet wurden, sind in der folgenden Tabelle
zusammen mit ihren Erweichungspunkten aufgezeigt.
Die Lötgläser sind vor der Anbringung an dem Substrat
stabförmig. Um solche Stäbe herzustellen, wird eine Schmelze, die jedes der Oxide in der oben angegebenen
Zusammensetzung in den angegebenen Gew.-% enthält, zu Stäben von 1,27 cm Durchmesser
gegossen und zu Stäben von 0,075 bis 1,0 mm Durchmesser und 5,08 cm Länge ausgezogen. Diese Stäbe
werden dann an dem Glassubstrat einer Gasentladungsanzeigetafel angebracht unter Anwendung eines
Heizzyklus, der am besten fü l:e Art derGlaszusammensetzung,
die eingesetzt w . geeignet ist.
Die folgenden Beispiele schild- π bevorzugte Ausführungsformen
der Durchführung dieser Erfindung.
Gew.-% | A | B | C | D |
PbO | 73,3 | 72,0 | 72,0 | 71,0 |
B2O3 | 13,4 | 15,0 | 15,0 | 10,0 |
SiO, | 13,3 | 4,0 | 2,0 | 2,0 |
A1,Ö3 | — | 5,0 | 5,0 | |
ZnO | — | 4,0 | 6,0 | 15,9 |
SnO2 | — | 1,1 | ||
Erweichungs | ||||
punkt0 C | 452 | 433 | 427 | 204 |
Lötglas der Zusammensetzung C wurde in Stäbe von 1 mm Durchmesser gezogen und als ein 9,5 mm
breites Band an dem Rand eines Glassubstrates angebracht, auf dem 512 parallele goldene elektrische Leiter
in einem Abstand von 60 Leitungen pro Zoll (24 Leiter pro cm) aufgebracht waren. Die Stäbe wurden
dann an dem Substrat durch Erhitzen um 5,5° C pro Min. auf416c C, Halten der Temperatur für 1 Stunde
und Abkühlen auf Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit von 5,5~ C pro Min. fest verbunden.
Die Verbindung zwischen dem Substrat und dem Lötglas
war dauerhaft und löste sich beim weiteren Hantieren und Bearbeiten nicht.
Beispie! 2
Lötglas der Zusammensetzung D in Form von Stäben
von 0,63 mm Durchmesser wurde am Außenrand
5 6
eines Glassub«tn>.tes, wie es in Beispiel 1 beschrieben un<i drnn Abkühlen auf Raumtemperatur mit dersel-
wurde, fest angebracht, mit der Ausnahme, daß fol- ben Geschwindigkeit. Das Giassubstrat mit dem
gender Heizzyklus angewandt wurde: Erhitzen mit ei- daran befest-, Rn Löipia·: <vur in teiler Hinsicht für das
ner Geschwindigkeit von 5,5° C pro Miuuic auf spätere Verbinden mit einem gleichen Substrat r.ufrie-
399° C, Beibehalten dieser Temperatur 30 Minute 5 .-!enstellend.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines für die Gasentladungstafelfertigung
geeigneten Glassubstrats mit darauf angebrachten elektrischen Leitern, bei welchem dem Substrat ein Lötglas aufgebracht
wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein entglasungsfreies
oder entglasbares Lötglas vom Blei-Borat-Silikat-Typ zu einem Stab eines Durchmessers
von 0,075 bis 1,0 mm ausgezogen wird, der Stab auf eine Fläche neben dem Rand des Substrats
aufgebracht und das Substrat für einen Zeitraum und bei einer Temperatur vorgebrannt wird,
die ausreichen, das Lötglas fest in entglastem oder Glaszustand am Substrat anzubringen, wonach es
bei einer vorbestimmten Löttemperatur wieder erweicht und lötet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lötglas eingesetzt wird,
das, in Gew,-%, enthält: 73,3 PbO, 13,4 B2O3,
13,3 SiO2, und einen Erweichungspunkt von
452° C hat.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lötglas eingesetzt wird,
das, in Gew.-%, enthält: 72 PbO, 15 B2O3,4SiO2,
5 AIiO3,4 ZnO, und einen Erweichungspunkt von
433C"C hat.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Lötglas eingesetzt wird, das, in Gew.-%, enthält: 72 PbO, 15 B2O3, 2SiO2,
5 Al1Oj 6 ZnO, und einen Erweichungspunkt von
427c"C"hat.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lötglas eingesetzt wird,
das, in Gew.-%, enthält: 71 PbO, 19 B2O3,2SiO2,
15,9ZnO. 1,1 SnO7, und einen Erweichungspunkt
von 204" C hat.
6. Glassubstrat mit darauf angebrachten elektrischen Leitern für die Herstellung von Gasentladungstafeln,
gekennzeichnet durch ein in Stabform fest am Substrat angebrachtes entglasungsfreies
Lötglas.
7. Glassubstrat mit darauf angebrachten elektrischen Leitern für die Herstellung von Gasentladungstafeln,
gekennzeichnet durch ein in Stabform fest am Substrat angebrachtes entglastes Lötglas.
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D2 | Grant after examination | ||
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