DE2646344A1

DE2646344A1 - Dielektrische ueberzugsschicht bei wechselstrombetriebenen gasentladungsbildschirmen

Info

Publication number: DE2646344A1
Application number: DE19762646344
Authority: DE
Inventors: Osama Aboelfotoh
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1976-10-14
Publication date: 1977-06-02
Also published as: IT1072609B; US4053804A; JPS5282072A; FR2333341A1; GB1547843A; DE2646344C2; FR2333341B1; CA1060937A; JPS5619062B2

Description

bu-rs

International Business ."iachines Corporation, Arrnonk, rl.Y. 10504

■ Amtliches Aktenzeichen: rieuarnneldung

Aktenzeichen der Anmelder in: KI 974 020

Dielektrische überzugsschicht bei wechseis trornbetriebenen Gasentladungsbildschirmen

Dia Erfindung" betrifft eine Anordnung, wie sie aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 hervorgeht.

Ein Beispiel für einen derartigen Gasentladungsbildschirm ist der US-Patentschrift 3 559 190 zu entnehmen. Ein derartiger wechselspannunTsbetriebener Gasentladungsbildschirm kann aus einzelnen, getrennt voneinander bestehenden Gasentladungsräumen gebildet sein oder in einer offenen Ausführung aus einem gemeinsamen Gasentladungsraum gebildet sein, wo lediglich die jeweilige Kreuzungsstelle der orthogonal zueinander verlaufenden, auf oberen und unteren Glassubstraten aufgebrachten Leitungszügen die Gasentladungsstrecken und damit die einzelnen Zellen definieren. In der offenen Bildschirmkonfiguration, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung darstellt, weisen die mit den Leitungszügen versehenen Glassubstrate eine dielektrische Überzugsschicht auf, die nach Zusammenbau und bei so entstandenem Gasentladungsraum die Leitungszüge gegenüber dem Gasentladungsraum vollständig isoliert und gegenüber dem Ionen- und Elektronenbombardement wirkungsvoll schützt. Werden in geeigneter Weise Treibersignale einem Leitungszugspaar oder Leitungszugspaaren zugeführt, dann werden entsprechende Spannungen kapazitiv der Gasstrecke bzw. den Gasstrecken über den

jeweiligen Dielektrikumsbereich zugeführt, überschreiten diese Signalspannungen die Zündspannung des eingeschlossenen Gases, dann wird das zwischen den jeweils beaufschlagten Leitungskreuzungssteilen befindliche Gas zur Entladung ionisiert, wobei gleichzeitig die sich ergebenden Ladungsträger, nämlich Ionen und Elektronen, auf die jeweils zugeordneten Dielektrikumsflächen abgelagert werden, und zwar auf der Zellen-Oberfläche, die der der jeweiligen Ladungspolarität entgegengesetzten Polarität zugeordnet ist. Damit ist die Polarität der jeweiligen Wandladung der Polarität des zugeführten Treibersignals entgegengesetzt gerichtet, so daß die Entladung jeweils unmittelbar nach Zündung gelöscht wird, um jedoch nach unmittelbar anschließendem Wechsel der Polarität der angelegten Treiberspannung erneut die angelegte Treiber-Amplitude so zu unterstützen, daß die Zündspannung wieder überschritten wird und eine erneute Entladung erfolgt. Dieser Vorgang wiederholt sich so mit jedem Polaritätswechsel der angelegten Treiberspannung. Jede hierbei auftretende Gasentladung veranlaßt eine Lichtemission aus den jeweils ausgewählten Oberflächenbereichen; und wenn eine relativ hohe Frequenz in der Größenordnung von 30 bis 40 kHz für die Treiberspannung gewählt wird, dann läßt sich eine flickerfreie Anzeige herbeiführen. So wird dank der Wandladungsbedingung nach erstmaligem Zünden einer jeweiligen Gasentiadungsstrecke die Lichtemission aufrechterhalten, wozu als Treiberspannung eine Stützwechselspannung mit geringerer Amplitude als es der Zündspannung entspricht, vollständig genügt. Die Stutswechse!spannung wirkt ja jeweils mit der durch die Wandladung bedingten Spannung so zusammen, daß die Zündspannung jeweils überschritten werden kann. Einmal gezündete Gasentiadungsstrecken bleiben so im wesentlichen im Zündzustand bis die Stutzwechse!spannung in ihrer Amplitude entsprechend abgesenkt oder in ihrem Zyklus unterbrochen wird.

Die jeweilige Kapazität in der dielektrischen Überzugsschicht im Bereich einer Gasentiadungsstrecke ergibt sich aus der Schichtdicke, der Dielektrizitätskonstanten dss Materials und der

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Geometrie der Leitungszüge. Das dielektrische Material muß dabei eine ausreichende Dielektrizitätskonstante besitzen, um die durch die jeweilige Wandladung bedingte Spannung zusätzlich zur von außen zugeführten Spannung aushalten zu können. Das dielektrische Material sollte ein relativ gutes Sekundäremissionsvermögen besitzen, um die jeweilige Entladung zu unterstützen, transparent auf der Anzeigeseite des Bildschirms sein und schließlich relativ einfach aufzubringen sein, ohne daß die Leitungszugsmetallurgie in schädlicher Weise beeinflußt wird oder hiermit reagieren kann.

Schließlich sollte der Ausdehnungskoeffizient der dielektrischen tiberzugsschicht mit dem des Glassubstrats, auf das die dielektrische überzugsschicht aufgetragen wird, verträglich sein.

Ein Material mit oben aufgeführten Eigenschaften besteht bei einem Natriumkalksilikat-Glassubstrat aus einem Bleiborsilikatlötglas, in dem mehr als 75 % Bleioxyd enthalten ist. Wird eine derartige dielektrische Überzugsschicht verwendet, dann entsteht unter den Entladebedingungen infolge chemischer und physikalischer Reaktion auf der dielektrischen Glasoberfläche eine Entartung oder Zersetzung des Bleioxyds im dielektrischen Oberflächenbereich, so daß sich entsprechende Änderungen der elektrischen Charakteristiken des Gasentladungsbildschirms, und zwar unterschiedlich von Gasentladungszelle zu Gasentladungszelle, einstellen. Diese Entartung bzw. Zersetzung rührt hauptsächlich vom Ionenbombardement der dielektrischen Oberfläche her, so daß die elektrischen Parameter der einzelnen Gasentladungszellen des Gasentladungsbildschirms in Abhängigkeit von der Lebensdauer insbesondere vom Gasentladungsbetrieb der einzelnen Gasentladungszellen abhängen und variieren, wobei nicht ausgeschlossen werden kann, daß die jeweils erforderliche Zündspannung für die Gasentladungszellen außerhalb des Betriebsbereichs gelangen kann, so daß bedingt durch unterschiedliche Zündspannungen der einzelnen Gasentladungsstrecken entsprechende Ausfälle bei Betrieb zu verzeichnen sind.

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Um nun die Entartung der dielektrischen Oberfläche aufgrund des
Ionen-Bombardements in einem Gasentladungsbildschirai zu vermeiden, wird ein widerstandsfähiges Material mit hoher Bindungsenergie als Schutz auf die dielektrische überzugsschicht aufgetragen.
Unter widerstandsfähigem Material wird hier ein solches verstanden, das einer schädigenden Einwirkung bei normaler Gasentladung-! Betriebsweise zur Zeichendarstellung zu widerstehen vermag, sich
schwer reduzieren läßt und eine derart hohe Bindungsenergie besitzt, daß seine Bestandteile selbst nach längerem Betrieb konstant bleiben. Es ist bekannt, daß außerdem die Zündspannung in
einem Gasentladungsbildschirm herabgesetzt werden kann, wenn
hierzu ein Material mit hohem Koeffizienten der Sekundäremission
Verwendung findet, wie z. 3. Magnesiumoxyd. Jedoch ist festzuhalten, daß während des Herstellungsverfahrens Magnesiumoxyd mit : dem darunterliegenden dielektrischen Glas reagiert und sich außer-' dem eine "Tendenz zur Rissebildung oder Feinstbrüchen in den · Schichten zeigt. Hinzu kommt, daß die Sekundäremissionscharakte- ' ristik von Magnesiumoxyd für gewisse Anwendungszwecke viel zu ^! hoch ist. !

Bei Gasentladungsbildschirmherstellung und -prüfung ist in üb- i

licher Weise eine beträchtliche Einbrennzeit in der Größenordnung ,

von 16 Stunden als abschließender Verfahrensschritt erforderlich. : Bei Durchführung einer Spannungs- oder Stromprüfung jeweils paarweise zusammengefaßter Leitungen auf einem Substrat mit Magnesiumoxyd-Schutzüberzug läßt sich fernerhin eine Herabsetzung des

Betriebsbereiches bzw. Speicherbereiches, nämlich der Differenz :

zwischen Stützspannungen maximaler und minimaler Amplitude, bei \

geprüften Leitungen gegenüber nicht geprüften Leitungen fest- \

stellen. Dieses Phänomen, bekannt als "Leitungspaar"-Alterungs- '

effekt reduziert den Betriebsbereich der an dieser Prüfung be- ! teiligten Gasentladungsstrecken unterhalb annehmbarer Grenzen,

so daß sich ein entsprechend großer Ausschuß hergestellter Gas- j entladungsbildschirme ergibt.

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Bei dieser Sachlage besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Schutzschicht für den dielektrischen überzug bereitzustellen, der die Entartung der dielektrischen Überzugsschicht weitgehend verhindert und den ßetriebsbereich bzw. Speicherbereich des Gasentladungsbildschirms beizubehalten vermag, um die Lebensdauer und die Betriebssicherheit des Gasentladungsbildschirms, insbesondere nach Durchführung der erforderlichen Prüfungen, zu erhöhen bzw. zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, wie es im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben ist. Gemäß der Erfindung wird also die Schutzschicht für den dielektrischen überzug bestehend aus einem Material mit hoher Sekundäremission, als widerstansfähigem Material, mit Gold dotiert und über die gesamte Ober-'fläche der dielektrischen Überzugsschicht aufgetragen. Durch An- \ wenden einer derartigen Schicht mit hohem Sekundäremissionfaktor I beeinflussen Sekundärelektronenemissionseffekte die elektrischen : Betriebsbedingungen im Gasentladungsbildschirm derart, daß, wie j im einzelnen noch weiter unten ausgeführt, zum Gasentladungsbe-

i trieb selbst niedrigere Betriebsspannungen Anwendung finden kon-I nen. Zweckmäßigerweise können die Sekundäremissionseigenschaften durch einen entsprechend zugefügten Anteil an Gold, der zwischen 5 und 20 Volumprozent betragen kann, wie gewünscht eingestellt

bzw. abgeglichen werden.

ι In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine dünne Magnesiumoxyd-Schutzschicht mit einem entsprechenden Anteil an Gold verwendet, wobei die thermischen Ausdehnungscharak-

teristiken mit denen der dielektrischen Bleiborsilikat-Überzugs-

schicht verträglich sind. Die Widerstandsfähigkeit der mit Gold !durchsetzten Magnesiumoxyd-Schutζschicht ist gegenüber chemischer und physikalischer Reaktion sowohl bei Herstellung als auch !bei Gasentladungsbetrieb äußerst hoch? so daß die elektrischen

Parameter des Gasentladungsbildschirm über der gesamten Betriebsdauer im wesentlichen konstant bleiben und die Lebensdauer eines

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derartigen Gasentladungsbildschirms/ wie er gemäß der Erfindung zur Verfügung steht, beträchtlich erhöht wird.

[Der Speicherbetriebsbereich der Gasentladungszellen wird in Aniwendung der Erfindung ebenfalls erhöht, indem die maximale Stützwechselspannung heraufgesetzt wird, wobei die minimale Stützwachselspannung im wesentlichen auf dem ursprünglichen normalen Wert gehalten wird. Der Leitungspaar-Prüfungs-Alterungseffekt wird praktisch eliminiert während die erforderliche Einbrennzeit des Gasentladungsbildschirms von einer Zeitdauer, die sonst über Stunden währt, auf eine Periode in der Größenordnung von Minuten iganz erheblich herabgesetzt ist. Anstatt eine besondere Schutzschicht, bestehend aus Gold dotiertem Magnesiumoxyd, oberhalb der dielektrischen Überzugsschicht zu verwenden, kann ebensogut eine dickere Schicht aus Gold dotiertem Magnesiumoxyd als dielektrische Überzugsschicht Anwendung finden.

Darüberhinaus ist festzuhalten, daß dank der erfindungsgemäß geschützten dielektrischen Überzugsschicht die erforderlichen Betriebsspannungen des Gasentladungsbildschirms stabilisiert und außerdem die Prüfzeiten nach erfolgter Herstellung wesentlich in ihrer Zeitdauer herabgesetzt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anschließend anhand einer Ausführungsbeispielsbeschreibung mit Hilfe der unten aufgeführten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Gasent-

ladungsbildschirms mit einem Tellausschnitt zur Freilegung der inneren Schichten und der Leitungszüge,

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Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Gasentladungs-

"■ bildschirm gemäß Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Gasentladungsbildschirm 21 zeigt die vertikalen Leitungszüge 23A bis 23N und die horizontalen Leitungszüge 25A bis 25N, deren jeweilige Kreuzungssteilen die einzelnen Gasentladungsstrecken bzw. -zellen definieren. Die Struktur des !bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung gemäß den Darstellungen ist aber nicht maßstabsgerecht vergrößert gezeigt. In der !Darstellung nach Fig. 1 ist fernerhin nur die Sichtfläche des Gasentladungsbildschirms zu erkennen; wobei sich in der Praxis nämlich die Leitungszüge über den Sichtbereich hinaus erstrecken, !um die Anschlüsse an die Treiberstromquellen bereitzustellen.

Der Gasentladungsbildschirm 21 enthält ein ionisierbares Gas wie [z. B. eine Mischung aus i\feon und Argon. Die vertikalen und horizon-· jtalen Leitungszüge befinden sich auf den jeweils zugeordneten Glassubstraten. Während einer Schreiboperation werden vorausbe- !stimmbare Gasentladungsstrecken selektiv ionisiert, indem den enti

sprechenden Leitungszügen in Koinzidenz Spannungen zugeführt werfen, deren Amplitudenwerte ausreichen, um unter algebraischer Addition die Zündspannung zu übersteigen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Steuerspannungen zum Schreiben, Lesen und Löschen durch rechteckige Wechselspannungssignale dargestellt, wie es allgemein bekannt ist. Typische Betriebsspannungswerte für einen normalen Gasentladungsbildschirm unter Verwendung einer iüeon-Argon-Gasmischung betragen 150 V zum Schreiben, 93 bis 99 V für das StützwechselSpannungsmaximum in Abhängigkeit von dem Prozentanteil an Gold und 82 V für die minimale Stützwechseljspannung. Bei 20 Volumprozent-Anteilen an Gold liegt das Stützwechselspannungsmaximum bei 99 V, wohingegen für 5 Volumprozent-Anteilen an Gold das Stützwechselspannungsmaximum 91 V beträgt. Wie bereits oben erwähnt, wird der Gasentladungszustand ausgewählter Gasentladungsstrecken nach erstmaligem Aufbau einer

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, tfandladung beibehalten, selbst wenn die Stützwechselspannung in ■ ihrer Amplitude unterhalb der Zündspannung liegt. Die Stützwecli-I selspannung besitzt also eine relativ niedrige Amplitude. Im ! Zündzustand befindliche Gasentladungsstrecken lassen sich nur im Zuge einer Löschoperation löschen, indem die Spannung über einer Gasentladungsstrecke durch LTeutralisierung der viandladungen derart herabgesetzt wird, daß die nächste Stützwechselspanmmjs-

amplitude nicht ausreicht, um eine erneute Entladung herbeiführen ι

' zu können. Durch selektive Schreiboperationen lassen sich Informationen in einer Folge von lichtabstrahlenden Gasentladungsstrek- !ken in Form alphanumerischer oder graphischer Daten anzeigen, j wobei lediglich durch entsprechende Aufrechterhaltung der angelegten Stützwechselspannung die Anzeige bis zum Einsetzen einer Löschoperation beibehalten bleibt.

Die Glassubstrate 27 und 29 auf der Front- und Rückseite sind jejweils mit den elektrischen Leitungs zügen 25A bis 25ίϊ und 23A bis i 23N überzogen, die ihrerseits durch eine dielektrische Überzugs-I schicht gegenüber dem Gasentladungsraum abgedeckt sind. Die einzige Erfordernis sowohl für Glassubstrate als auch dielektrische !Überzugsschichten besteht darin, daß sie nichtleitend, gute Iso- , ! latoren und im wesentlichen transparent sind. Acht Millimeter dickes Uatriumkalksilikatglas wie es für Fensterscheiben Anwendung findet, läßt sich für den vorliegenden Zweck verwenden.

Die Leitungs züge 25A bis 2 511 auf dem Glassubstrat 27 sind mit der dielektrischen Überzugsschicht 33 versehen. Die Leitungszüge 23Δ bis 23rl sind von der dielektrischen Überzugsschicht 35 überzogen. Die genannten Leitungszüge lassen sich auf die jeweiligen Glassubstrate 27, 29 durch eine Anzahl ansich bekannter Verfahrensschritte aufbringen. Darüberhinaus lassen sich transparente, semi-transparente oder auch lichtundurchlässige Leitungszüge, bestehend aus Zinnoxyd, Gold, Aluminium oder Kupfer, ebenfalls in

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ansica bekannter Jeise anbringen. Alternativ lassen sich selbstverständlich ebensogut auch ganze "Drahtgitter" aus Kupfer, Gold, Silber oder Aluminium auf die Glassubstrate auftragen. Jedoch v/erden auf die Substrate in Situ niedergeschlagene Leitungszüge vorzugsweise angewendet, da sie sich leichter und gleichmäßiger auf die Substrate aufbringen lassen. In einem bevorzugten Ziusführungsbeispiel gemäß der Erfindung werden lichtundurchlässige Chrom-Kupfer-Cnroru-Leitungszüge angewendet, wobei die Kupferschicht als eigentlicher Leiter dient, die untere Chromlage die Adhäsion zum jeweiligen Substrat vermittelt, wohingegen die obere Chromlage den Kupferleiter vor Einwirkungen des Bleiborsilikatsuielektrikums während der Herstellung schützt.

Die dielektrischen Schichten 33, 35 werden wie gesagt, direkt über die Leitungszüge 23 und 25 aufgetragen, wobei der Ausdehnungskoeffizient eng an den der Glassubstrate angepaßt ist. Als dielektrisches ^aterial dient vorzugsweise ein Bleiborsilikat-Lötglas, dessen Anteil an Bleioxyd sehr hoch ist. Um den dielektrischen überzug aufzutragen, wird eine Bleiborsilikat-Glasfritte : auf die mit den Leitungszügen versehene Glassubstratoberfläche aufgesprüht, um dann anschließend das Substrat in einen Ofen einzuführen, wo die Glasfritte unter ständiger Überwachung zur Gewährleistung der gewünschten Dicke zum Wiederaufschmelzen gebracht wird. Alternativ läßt sich die dielektrische Überzugsschicht durch Kathodenzerstäubung, durch reaktiven niederschlag aus der Dampf-•phase oder mittels anderer geeigneter Maßnahmen auftragen. Die ;Anforderungen an die dielektrische Schicht sind" bisher im einzelnen aufgeführt worden, jedoch zusätzlich sollte die Oberfläche : der dielektrischen Schichten im mikroskopischen Maßstab homogen sein, d. h. vorzugsweise frei von Feinstrissen, Bläschen, Kristall ιinseln, Schmutz, Oberflächenfilmen oder anderen Unreinigkeiten

¹ und Fehlstellen.

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Schließlich ergibt sich, wie bereits erwähnt, das Problem der j Entartung der dielektrischen Oberfläche, v/ie es sich beim Betrieb des Gasentladungsbildschirms aufgrund des Ionen-Bombarderaents ■einstellt, was zu Änderungen der elektrischen Eigenschaften der

einzelnen Gasentladungsstrecken in jeweils unterschiedlicher Weise 'fährt, wobei nicht unbeachtlich die Lebensdauer des Bildschirms herabgesetzt wird. Dies läßt sich vermeiden, wenn eine homogene Schicht bestehend aus Magnesiumoxyd mit hoher Sekundäremissions- _:charakteristik oberhalb der Dielektrikumsoberfläche aufgetragen jwird, wobei erfindungsgemäß ein gewisser Anteil an Gold hierin j enthalten ist. Der Anteil an Gold kann zwischen 5 Volumprozent und 20 Volumprozent betragen, je nachdem, wie der gewünschte j Speicherbetriebsbereich eingestellt werden soll. In bevorzugter Weise ist dabei die Schutzschicht 2000 S oder 0,2 um dick.

lungeachtet des Goldanteils bleibt dabei die minimale Stützwech- ;selspannungsamplitude angenähert konstant. Jedoch die Maxixnaliamplitude der Stutζ-wechselspannung wächst mit dem Goldanteil an.

;In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung eri
gibt sich für die Minimalamplitude der Stützwechselspannung 81 V, wobei die Maximalamplitude der Stützwechselspannung mit 5 Prozent Gold bei 91 V bis 93 V liegt und mit 20 Volumprozent Gold 99 V beträgt. D. h. ein höherer Speicherbetriebsbereich mit 18 gegenüber 10 V ergibt sich durch Beimischung eines 20 Volumprozent Goldanteils.

Im oben geschilderten Ausführungsbeispiel werden Hagnesiuaaoxyd- und Goldbestandteile gesondert, aber gleichzeitig, aufgedampft, um eine bessere Einstellung der Materialien zu gewährleisten, jedoch läßt sich auch Einzelmaterial, enthaltend die oben angeführten Bestandteile an Magnesiumoxyd und Gold, niedergeschlagen.

Ein Alt ernati wer fahren besteht darin, eine Magnesiumoxyd-Lage mit einer Dicke von 1500 S, gefolgt von einer Gold- und Magnesiumoxyd-Mischungsauflage in einer Dicke von 500 8 aufzudampfen. Da Gold chemisch träge ist, reagiert es nicht mit der dielektrischen Überzugsschicht und trägt immerhin zur Widerstandsfähigkeit der-

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'derart bei, daß unter Ionen-Bornbar dement keine Dissoziation oder
!Erosion auftreten kann. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er- i findung verwendet eine Mischung von 80 % Magnesiumoxyd und 20 %
Gold in einer Dicke von 1 pn als Dielektrikum. Unter diesen Vor- ' Aussetzungen wird lediglich ein Verdampfungsvorgang erforderlich, '■■

da hierbei der Verfahrensschritt zur Formierung des Dielektrikums
erübrigt wird. Jedoch steigt hierdurch der Kostenaufwand für das ; ,erforderliche Material um den Faktor 5 an, wenn auch die reinen
Goldkosten im bevorzugten Ausführungsbeispiel pro Bildschirmeinheit unbeachtlich sind.

Fdr das Erzielen eines hohen Sekundär-Elektronenemissionswir- ; kungsgrades ist das Material so zu wählen, daß sich ein dominanter Sekundär-Elektronenproduktionsiaechanismus in äußerst
wirksamer Weise ergibt, wie er als Emission von den den Gasentladungsraum begrenzenden Flächen definiert ist, die im vorliegenden Fall ja durch die dielektrischen Elektroäenoberflächenbereiche dargestellt sind. Die Zündspannung in einem Gasent- i ladungsbildschirm wird bestimmt durch die Elektronenverviel- \ fachung im Gas, nämlich durch den Koeffizienten α und der Sekun- j därelektronen-Produktion sowohl im Gasvolumen als auch an den i

Grenzflächen der Entladungsstreckenzellenwandungen. Für eine
spezielle Gasmischung, einen vorgegebenen Druck und festem Elek- ! trodenabstand stellt α eine monoton steigende Funktion der Span- j nung im üblichen Betriebsbereich des Bildschirms dar. Die Sekun- · därelektronenemission wird charakterisiert durch den Koeffi- ,

zienten γ, der eine Funktion des Oberflächenmaterials und seiner
irferstellungsweise ist. Die Zündspannung tritt ein, wenn bekanntlich folgende iJäherungsgleichung erfüllt ist:

ad „1 Ι Ύ e £ ¹

Hierin stellt d den Elektrodenabstand dar. Eine nähere Betrachtung obiger rJäherungsgleichung zeigt, daß ein Anwachsen in γ zu

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einem geringeren Wert von α bei Zündung führt und damit zu einer geringeren Sündspannung bzw. Betriebsspannung ν_Ώ des Gasent-

ladungsbildschirras. V_a max stellt eine Funktion von γ dar, wohini
: gegen V_G min hauptsächlich, durch die viandladung bestimmt ist. Das bedeutet, daß die Anwendung einer Gold dotierten Magnesiuraoxyd-Schicht zu einer Erhöhung von V_g max führt, wohingegen V₀ min im wesentlichen konstant bleibt, so daß hiermit insgesamt der ι zulässige Betriebsbereich zur Speicherung vergrößert wird.

j Die Querschnittsdarstellung nach Fig. 2 dient dazu, gewisse Einzelheiten vorliegender Erfindung zu verdeutlichen; insbesondere auch deshalb, weil die Darstellung nach Fig. 1 als Teilausschnitt nicht alle Merkmale hervortreten lassen kann. Zwei Glassubstrate ■ 27 und 29 stellen gewissermaßen die äußeren Glieder des Gasentladungsbildschirms dar und bestehen im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aus etwa sechs Millimeter dickem handelsüblichem Natriumkalksilikatglas, also Fensterglas. Auf die nach innen gewandten Oberflächenbereiche dieser Substrate 27 und 29 sind direkt die horizontalen bzw. vertikalen Leitungszüge 25 bzw. 23 mit Hilfe üblicher Photolithographieverfahren aufgetragen. Die Leitungszugsabmessungen und gegenseitigen Abstände sind hierbei aus Gründen der Verdeutlichung jeweils im vergrößerten ilaßstab !gezeigt.

.Im normalerweise üblichen Gasentladungsbilaschirm ist der Lei- ;tungszug-Mittenabstand in der jeweiligen Leitungszugsanordnung zu 0,36 nira bis 1,5 ram vorgesehen, wohingegen die Lei tungs zugsbreite zwischen 75 jum bis 152 pa liegt und die Lei tungs zugsdicke 2,5 ρω beträgt. Unmittelbar auf diese Leitungszugsanordnungen 25, 23 werden die dielektrischen Überzugsschichten 33 und 35 aufgetragen, die wie zuvor beschrieben, aus einer Lötglas-Schicht, wie z. B. Bleiborsilikatglasschicht roit hohem Prozentsatz an Bleioxyd, bestehen kann. Diese dielektrischen iiberzugsschichten wirken als Isolatoren und Kapazitätsdielektrika

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an den jeweiligen Leitungszugskreuzungsstellen. Eine Bleiborsilikatglas-Dielektrikumsüberzugsschicht wird bevorzugt, da hierirait eine äußerst gute Haftfähigkeit an anderen Glasarten gegeben ist, eine geringere Wiederaufschmelztemperatur, als es bei Na-Itriumkalksilikatglassubstraten der Fall ist, vorliegt und eine i relativ hohe Viskosität bei minimaler Wechselwirkung mit der !Metallurgie der Leitungszugsanordnungen anzutreffen ist. Die iAusdehnungseigenschaften dieser dielektrischen Überzugsschichten !müssen dabei den jeweils zugeordneten Glassubstraten 27 und 29 angepaßt sein, um ein Verbiegen, eine Rissebildung oder sonstige Schädigungen des jeweiligen Glassubstrates auszuschalten. !Als überzug oder homogener Film werden die dielektrischen über-Izugsschichten 33 und 35 über die gesamte Oberfläche des Gasentiladungsbildschirms aufgetragen und nicht einzeln für jede Gas- '■ entladungsstrecke.

Die Gold dotierten Magnesiumoxyd-Schutzschichten 39 und 41, die auf die jeweils zugeordneten Dielektrikumsüberzugsschichten aufgetragen sind, vereinigen in sich ein hohes Sekundär-Elektronenemissionsvermögen mit hoher Widerstandsfähigkeit in Wech-

iselwirkung mit der Gasentladung. Ebenso wie bei den dielektrischen Überzugsschichten gegenüber den Substraten ist es für die Schutzschichten 39 und 41 erforderlich, daß sie eine gute Haftfähigkeit an den Dielektrikumsüberzugsschichten aufweisen und bei nachfolgenden Gasentladungsbildschirm-Herstellungsverfahrensschritten stabil bleiben; eingeschlossen hierin die Hochtemperaturbehandlung und die Evakuierungsprozesse. Eine 2000 8. dicke Schutzschicht wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet. Wie bereits beschrieben, läßt sich auch eine einzige Gold dotierte Magnesiumoxyd-Schicht anstelle der Schicht lagen bestehend aus der Dielektrikumsüberzugsschicht und der Schutzschicht verwenden. Gemäß der Erfindung wird die Gold dotierte Magnesium-überzugsschicht jeweils über die gesamte Oberfläche gleichförmig aufgetragen, jedoch ebensogut kann auch eine

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punktweise Auftragung für die jeweilige Gasentladungsstrecke erfolgen.

Ein bedeutsamer und äußerst kritischer Parameter beim Gasentladungsbildschirm wird schließlich noch durch den Abstand innerhalb der Gasentladungskammer 45 zwischen gegenüberliegenden Magnesiumyd-Schichtoberflächenbereichen dargestellt, da Entladungsintensität und Wechselwirkungen zwischen den Entladungen an benachbarten Gasentladungsstellen direkt von diesem Abstand abhängig sind. Dieser Abstand ist hier zwar nicht maßstabsgerecht gezeigt; erfindungsgemäß wird hierfür jedoch etwa 0,1 Millimeter angesetzt. Da ein gleichmäßiger Abstand über die gesamte Gasentladungsbildschirmfläche gewährleistet sein muß, sind, falls erforderlich, geeignete bzw. in zweckmäßiger Weise angeordnete Abstandsmittel anzuwenden.

Im Vergleich zu normalen Gasentladungsbildschirmen mit üblichen Magnesiumoxyd-Schichtoberflächenbereichen, die den Gasentladungsraum begrenzen, wobei eine Einbrennzeit von etwa 16 Stunden bei 135 V erforderlich ist, ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine Einbrennzeit von 10 bis 20 Minuten bei gleicher Spannung, also eine ganz erhebliche Reduzierung des sonst erforderlichen Zeitaufwandes. Alle übrigen erforderlichen Tests blieben hiervon unbeeinflußt.

Die Erfindung ist oben im Zusammenhang mit einer Gold dotierten Magnesiumoxyd-Schutzschicht beschrieben; ebensogut lassen sich aber auch anstelle von Magnesiumoxyd auch Oxyde von Alkali-Elemente der Gruppe II A verwenden, die erfindungsgemäß mit Gold dotiert werden können. So läßt sich z. B. ein Gasentladungsbildschirm herstellen, der eine Gold dotierte Bariumoxyd-Schutzschicht als jeweilige Grenzfläche zum Gasentladungsraum enthält, wobei sich eine ebenso vorteilhafte Wirkung zeigt. Andererseits können auch andere Oxyde, wie z. B. Al₂O₃- und Siliciumdioxyd-Schichten,

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die mit Gold dotiert sind, erfolgreich eingesetzt werden, wobei sich lediglich der Unterschied zeigt, daß höhere Betriebsspannungen aufgrund der niedrigeren Sekundäreraissionskoeffizienten dieser Materialien mit Bezug auf Magnesiumoxyd erforderlich sind.

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Le

e r s e i t e

Claims

PATE d ■£ ANSPRUCHS |

ii. ' vJechselstroiiibecriebener Gasencladungsbildschirra bestehend

aus auf Glassabstraten aufgebrachten, elektrischen Laitungszügen, wobei die Glassubstrate derart angeordnet sind,
uaß die Leitungszüge sich kreuzen, an ihren jeweiligen ' Kreuzungsstellen Gasentladun-jsstrecken definieren und
gegenüber dera Gasentladungsraum jeweils durch eine dielektrische ü'berzugsschicht abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß deren jeweilige dem Gasentladung·^ raum
zugekehrte Oberfläche einen Goldanteil enthält, der ausreicht, den Speicherbetriebsspielraum des Gasentladungs- !

ι bildschirms zu erweitern und stabile Betriebsspannungen

zu gewährleisten. j

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ^; die dielektrische Überzugsschicht aus Gold dotierten! Erd- j

alkali-Oxyd besteht. !

3. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn- j zeichnet, daß das Erdalkali-Oxyd aus I-Iagnesiumoxyd be- ' steht. J

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die dielektrische Überzugsschicht eine Gold dotierte Oberflächenschutzschicht besitzt.

■5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

eine Gold dotierte Magnesiumoxyd-Oberflächenschutzschicht ι

^! eine kontinuierliche Schichtlage darstellt. !

ι

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
, eine Gold dotierte Magnesiumoxyd-Oberflächenschutzschicht
eine diskontinuierliche Schichtlage darstellt.

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7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die dielektrische iJbersugsschicht einen Gold dotierten Oberflächenbereich besitzt.

3. Anordnung nach den Ansprächen 1 bis 7, dadurch gekannzeichnet, daß das ärdalkali-Oxycl aus Bariumoxyd besteht.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxyu aus Siliciurauioxyd oder Aluuiiniunioxyd besteht.

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