DE2646344C2 - Wechselstrombetriebener Gasentladungsbildschirm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen wechselstrombetriebenen Gasentladungsbildschirm, wie er aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs I hervorgehl.

Beispiele hierfür lassen sich der US-PS 35 59 190. DE-OS 21 35 889 und DE-OS 21 36 102 entnehmen. Ein derartiger wechselstrombetriebener Gasentladungsbildschirm kann aus einzelnen, getrennt voneinander bestehenden Gasentladungsräumen gebildet sein oder in einer offenen Ausführung aus einem gemeinsamen Gasentladungsraum gebildet sein, wobei lediglich die jeweilige Kreuzungsstelle der orthogonal zueinander verlaufenden, auf oberen und unteren Glassubstraten aufgebrachten Leitungszügen die Gasentladungsstrekken und damit die einzelnen Zellen definieren. In der offenen Bildschirmkonfiguration weisen die mit den Leitungszügen versehenen Glassubstrate eine dielektrische Überzugsschicht als Schutzschicht 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 Leitungspaar 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 zv. ischen den jeweils beaufschlagten Leitungskreuzungsstellen befindliche Gas zur Entladung ionisiert, wl jei gleichzeitig die sich ergebenden Ladungsträger, nämlich Ionen und Elektronen, auf ίο 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 zugefühnen 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 u.iterstützen, 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 rintimerfreie Anzeige herbeiführen. So wird dank der Wandladungsbedingung nach erstmaligem Zünden einer jeweiligen Gasentladungsstrecke die Lichtemission aufrechterhalten, wozu als Treiberspannung eine Stützwechselspannung mit geringerer Amplitude als es der Zündspannung entspricht, vollständig genügt. Die Stützwechselspannung wirkt ja π jeweils mit der durch die Wandladung bedingten Spannung so zusammen, daß die Zündspannung jeweils überschritten werden kann Einmal gezündete Gasentladungsstrecken bleiben so im wesentlichen im Zürdzustand bis die Stützwechselspannung in ihrer Amplitude entsprechend abgesenkt oder in ihre, ι Zyklus unterbrochen wird.

Die jeweilige Kapazität in der dielektrischen Überzugsschicht im Bereich einer Gasentladungsstrekke ergibt sich aus der Schichtdicke, der Dielektrizitätskonstanten des Materials und der Geometrie der Leitungszüge. Das dielektrische Material muß dabei eine ausreichende Dielektrizitätskonstante besitzen, um die durch die jeweilige Wandladiing bedingte Spannung zusätzlich zur von außen zugeführten Spannung aushalten zu können. Das dielektrische Material sollte ein relativ gutes Sekundäremissionsvermögen besitzen, um die jeweilige Entladung /u unterstützen, transparent auf der An/eigeseite des ßildschirms 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 Über/ugsschicht mit dem des Glassub strats. auf das die dielektrische Oberzugsschicht 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 f)5 Überzugsschicht verwendet, dann entsteht unter den Entladungsbcdingungen infolge chemischer und physikalischer Reaktion auf der dielektrischen Glasoberfläche eine Entartung oder Zersetzung des Bleioxyds im

dielektrischen Ober".i"Henbereich. so daß sich entsprechende Änderungen der elektrischen Charakteristiken des Gaseniladungsbildschirms, und zwar unterschiedlich von Gasentladungszeile zu Gasentladungszelle, einstellen. Diese Entartung bzw. Zersetzung rührt hauptsäch-Hch vom Ionenbombardement der dielektrischen Oberfläche her, so daß die elektrischen Parameter der einzelnen Uasentladungszellen des Gasentladungsbildschirms in Abhängigkeil 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

Um nun die Entartung der dielektrischen Oberfläche aufgrund des Ionen-Bombardements in einem Gasentladungsbildschirm 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 Gasentladungs- Betriebsweise zur Zeidiendarstellung 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. B. Magnesiumoxyd. Jedoch ist festzuhalten, daß während des Herstellungsverfahrens Magnesiumoxyd mit dem darunterliegenden dielektrisehen Glas reagiert und sich außerdem eine Tendenz zur Rissebildung oder Feinstbrüchen in den Schichten zeigt. Hinzu kommt, daß die Sekundäremissionscharakteristik von Magnesiumoxyd für gewisse Anwendungszwecke viel zu hoch ist.

Bei Gasentladungsbildschirmherstellung und -prüfung ist in üblicher 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 zw ischen Stützspannungen maximaler und minimaler Amplitude. bei geprüften Leitungen gegenüber nicht geprüften Leitungen feststellen. Dieses Phänomen, bekannt als »Leitungspaarw-Alterungseffekt. reduziert den Betriebsbereich der an dieser Prüfung beteiligten Gasent ladungsstrecken unterhalb annehmbarer Grenzen, so daß sich ein entspr?chend großer Ausschuß hergestellter Gasentladungsbildschirme ergibt.

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 Etetriebsspiclraum, insbesondere Spcichercigenschaften, des Gasentladungsbildschirms beizubehalten vermag, um Lebensdauer und Betriebssicherheit des Gasentladungsbildschirm'i, insbesondere nach Durchführung der erforderlichen Prüfungen, zu erhöhen bzw. zu verbessern.

Gemäß der Erfindung Vird die Aufgabe gelöst, wie es

im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben ist. Durch Anwenden einer solchen mit Gold versetzten Schicht mit hohem Sekundäremissionsfaktor beeinflussen Sekundärelektronenemissionseffekte die elektrischen Betriebsbedingungen im Gasentladungsbildschirm derart, daß, wie im einzelnen noch weiter unten ausgeführt, zum Gasentladungsbetrieb selbst niedrigere Betriebsspannungen Anwendung finden können. Zweckmäßigerweise können die Sekundäremissionseigenschaften durch einen entsprechend zugefügten Anteil an Gold, der zwischen 5 und 20 Vol.-% betragen kann, wie gewünscht eingestellt bzw. abgeglichen werden.

Wird so z. B. in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine dünne Magnesiumoxyd-Schutzschicht mit einem entsprechenden Anteil an Gold verwendet, dann sind die thermischen Ausdehnungscharakieristiken mit denen einer dielektrischen Bleiborsilikat-Überzugsschicht verträglich. Die Widerstandsfähigkeit dieser mit Gold durchsetzten Magnesiumoxyd-Schutzschicht ist gegenüber chemischer Reaktion und physikalischer Einwirkung sowohl bei Herstellu.,; als auch bei Gasentladungsbetrieb äußerst hoch, so caß die elektrischen Parameter des Gasentladungsbildschirms über der gesamten Betriebsdauer im wesentlichen konstant bleiben und die Lebensdauer eines derartigen Gasentladungsb dschirms beträchtlich erhöht wird.

Der Speicherbetriebsbereich der Gasentladungszellen win! ebenfalls erhöht, indem die maximale Stützwechselspannung heraufgesetz' wird, wobei die minimale Stutzwechselspannung im wesentlichen auf dem ursprünglichen normalen Wert gehalten wird. Der Leitungspaar-Prufungs-Alterungseffekt wird praktisch eliminiert wahrend die erforderliche Einbrennzeit des Gasentladungsbildschirms von einer Zeitdauer, die sonst über Stunden währt, auf eine Periode in der Größenordnung von Minuten ganz 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 Anweisung finden.

Darüber hinaus ist festzuhalten, daß dank des Goldanteils in der dielektrischen Überzugsschicht die erforderlichen Betriebsspannungen des Gasentladungsbildschirms stabilisiert und außerdem die Prüfzeiten nach erfogter Herstellung wesentlich in ihrer Zeitdauer herabgesetzt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die (rfindung -vird anschließend anhand einer Ausfuhrungsbeispielsbeschreibung mit Hilfe der unten aufgeführten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fi,; 1 eine perspektivische Darstellung eines Gasentladungsbildschirms mit einem Teilausschnitt zur FmIc giing der inneren Schichten und der Leitungszige.

F ι g. 2 einen Querschnitt durch einen Gasentladungs bildschirm gemäß Fig. 1.

Der in Fig.) dargestellte Gisentladungsbildschirm 21 zeigt die vertikalen Leitungszüge 23/1 bis 23Λ/ und die horizontalen Leitungszüge 25Λ bis 25/V deren jeweilige Kreuzungsstellen die einzelnen Gasentladungsstrecken bzw. -zellen definieren. Die Struktur ist aber nicht maßstabsgerecht vergrößert gezeigt. In der Darstelln'-jr nach Fig. 1 ist fernerhin nur die Sichtflüche des Gasentladungsbilaschirms zu erkennen, wobei sich in der Praxis nämlich die Leituims/iige über ilen

Sichtbereich hinaus erstrecken, um die Anschlüsse an die Treiberstromquellen bereitzustellen.

Der Gasentladungsbildschirm 21 enthält ein ionisierbares Gas wie z. B. eine Mischung aus Neon und Argon. Die vertikalen und horizontalen Leitungszüge befinden sich auf den jeweils zugeordneten Glassubstraten. Während einer Schreiboperation werden vorausbestimmbare Gasentladungsstrecken selektiv ionisiert, indem den entsprechenden Leitungszügen in Koinzidenz Spannungen zugeführt werdenderen Amplitudenwerte ausreichen, um unter algebraischer Addition die Zündspannung /u 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 Neon-Argon-Gasmischung betragen 150 V zum Schreiben, 93 V bis 99 V für das Stützwechselspan-ΓίϋΓίί^ΓΓίίΐΧίΓΤϊίίΓΠ ϊγϊ A^^%'ⁿⁱⁱⁿ'^T*ⁱ⁷l"³'^t ^f"*" Hpm Prn7ontanteil an Gold und 82 V für die minimale Stützwechselspannung. Bei 20 Vol.-%-Anieilen an Gold liegt das Stutzwechselspannungsmaximum bei 99 V. wohingegen für 5 Vol.-°/o-Anteilen an Gold das Stutzwechselspannungsmaximum 91 V beträgt. Wie bereits oben erwähnt, wird der Gasentladungszustand ausgewählter Gasentladungsstrecken nach erstmaligem Aufbau einer Wandladung beibehalten, selbst wenn die Stützwechselspannung in ihrer Amplitude unterhalb der Zündspannung liegt. Die Stützwechselspannung besitzt also eine relativ niedrige Amplitude. Im Zündzustanü befindliche Gasentladungsstrecken lassen sich nur im Zuge einer Löschoperation löschen, indem die Spannung über einer Gasentladungsstrecke durch Neutralisierung der W;indladungen derart herabgesetzt wird, daß die nächste Stützwechselspannungsampliuide nicht ausreicht, um eine erneute Entladung herbeiführen zu können. Durch selektive Schreiboperationen lassen sich Informationen in einer Folge von lichtabstrahlenden Gasentladungsstrecken in Form alphanumerischer oder graphischer Daten anzeigen, 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 jeweils mit den elektrischen Leitungszügen 254 bis 25N und 23A bis 23Λ/ überzogen, die ihrerseits durch eine dielektrische Überzugsschicht' gegenüber dem Gasentladungsraum abgedeckt sind. Die einzige Erfordernis sowohl für Glassubstrate als auch dielektrische Überzugsschichten besteht darin, daß sie nichtleitend. g":te Isolatoren und im wesentlichen transparent sind. Acht Millimeter dickes Natriumkalksilikatglas, wie es für Fensterscheiben Anwendung findet, läßt sich für den vorliegenden Zweck verwenden. ί

Die Leitungszüge 25A bis 25N auf dem Glassubstrat sind mit der dielektrischen Überzugsschicht 33 versehen. Die Leitungszüge 23A bis 23Λ/ sind von der dielektrischen Überzugsschicht 35 überzogen. Die genannten Leitungszüge lassen sich auf die jeweiligen ^e Glassubstrate 27, 29 durch eine Anzahl an sich bekannter Verfahrensschritte aufbringen. Darüber hinaus lassen sich transparente, semi-transparente oder auch lichtundurchlässige Leitungszüge, bestehend aus Zinnoxyd, Gold, Aluminium oder Kupfer, ebenfalls in an ⁿ sich bekannter Weise anbringen. Alternativ lassen sich selbstverständlich ebensogut auch ganze »Drahtgitter« aus Kupfer, Gold, Silber oder Aluminium auf die Glnssubstrnte auftragen. )cdoch werden auf die Substrate in Situ niedergeschlagene Leitungszüge vorzugsweise angewendet, da sie sich leichter und gleichmäßiger auf die Substrate aufbringen lassen. ' Bevorzugt werden lichtiindurchlässige Chrom-Kupfer-Chrom-Leitungszüge angewendet, wobei die Kupferschicht als eigentlicher Leiter dient, die untere Chromhige die Adhäs^;on zum jeweiligen Substrat vermittelt, wohingegen die obere Chromlage den Kupferleiter vor Einwirkungen des Bleiborsilikats-Dielektrikums während der Herstellung schützt.

Die dielektrischen Schichten 33, 35 werden wie gesagt, direkt über die Leitungszüge 23 und 25 aufgetragen, wobei Jcr Ausdehnungskoeffizient eng an ■' den der Glassubstrate angepaßt ist. Als dielektrisches Material dient vorzugsweise ein Bleiborsilikat-Löiglas. dessen Anteil an Bleioxyd sehr hoch ist. Um den dielektrischen Überzug aufzutragen, wird eine Bleibor· silikat-Glasfritte auf die mit den Leitungszügen ' versehene Glassiibstratoberfläche 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 Dampfphase oder mittels anderer geeigneter Maßnahmen auftragen. Die Anforderungen an die dielektrische Schicht Md 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. Kristallinseln, Schmutz. Oberflächenfilmen oder anderen Unreinheiten und Fehlstellen.

> Schließlich ergibt sich, wie bereits erwähnt, das Problem der Entartung der dielektrischen Oberfläche, wie es sich beim Betrieb des Gasentladungsbildschirms aufgrund des Ionen-Bombardements einstellt, was zu Änderungen der elektrischen Eigenschaften der einzel-• nen Gasentladungsstrecken in jeweils unterschiedlicher Weise führt, wobei nicht unbeachtlich die Lebensdauer des Bildschirms herabgesetzt wird. Dies läßt sich vermeiden, wenn eine homogene Schicht, bestehend aus Magnesiumoxid mit hoher Sekundäremissionscharakteristik. auf der Dielektrikumsoberfläche aufgetragen wird, wobei ein gewisser Anteil an Gold hierin enthalten ist. Der Anteil an Gold kann zwischen 5 Vol.-% und 20 Vol.-°/o betragen, je nachdem, wie der gewünschte Speicherbetriebsbereich eingestellt werden soll. In bevorzugter Weise ist dabei die Schutzschicht 0.2 μΐη dick.

Ungeachtet des Goldanteils bleibt dabei die min' nale Stützwechselspannungsamplitude angenähert konstant. Jedoch die Maximalamplituda der Stützwechselspannung wächst mit dem Goldanteil an. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ergibt sich für die Minimalamplitude der Stützwechselspannung 81 V, wobei die Maximalamplitude der Stützwechselspannung mit 5% Gold bei 91 V bis 93 V liegt und mit 20 Vol.-% Gold 99 V beträgt. Das heißt ein höherer Speicherbetriebsbereich mit 18 V gegenüber 10 V ergibt sich durch Beimischung eines 20 Vol.-% Goldanteils.

Im oben geschilderten Ausführungsbeispiel werden Magnesiumoxyd- 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, niedergeschla-

Ein Alternativverfahren besteht darin, eine Magnesiumoxyd-Lage mit einer Dicke von 0.15 μιη, gefolgt von einer Gold- und Magnesiumoxyd-Mischungsauflage in einer Dicke von 0.05 μπι aufzudampfen. Da Gold chemisch träge ist. reagiert es nicht mit der dielektrischen Überzugsschicht und trägt immerhin zur Widerstandsfähigkeit derart bei. daß unter Ionen-Bombardement kci'-ε Dissoziation oder Erosion auftreten kann. Ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel verwendet eine Mischung von 80% Magnesiumoxyd und 20% Gold in einer Dicke von I μιη als Dielektrikum. Un:.;r diesen Voraussetzungen 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.

Für dss Erzielen eip.es hohen Ss^undär-Elektroncp-

emissionswirkungsgrades ist das Material so zu wählen, daß sich ein dominanter Sekundär-Elektronenproduktionsmechanismus 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 Elektrodenoberflächenbereiche dargestellt sind. Die Zündspannung in einem Gasentladungsbildschirm wird bestimmt durch die Elektronenvervielfachung im Gas, nämlich durch den Koeffizienten λ und der Sekundärelektronen-Produktion sowohl im Gasvolumen als auch an den Grenzfl .chen der Entladungsstreckenzellenwandungen. Für eine spezielle Gasmischung, einen vorgegebenen Druck und festem Elektrodenabstand stellt λ eine monoton steigende Funktion der Spannung im üblichen Betriebsbereich des Bildschirms dar. Die Sekundärelektronenemission wird charakterisiert durch den Koeffizienten γ, der eine Funktion des Oberflächenmaterials und seiner Herstellungsweise ist. Die Zündspannung tritt ein. wenn bekanntlich folgende Näherungsgleichung erfüllt ist:

yt

Xd ,

Hierin stellt d den Elektrodenabstand dar. Eine nähere Betrachung obiger Näherungsgleichung zeigt, daß ein Anwachsen in γ zu einem geringeren Wert von α bei Zündung führt und damit zu einer geringeren Zündspannung bzw. Betriebsspannung Vgdes Gasentladungsbildschirms. Vj max stellt eine Funktion von γ dar, wohingegen V_smin hauptsächlich durch die Wandladung bestimmt ist. Das bedeutet, daß die Anwendung einer Gold dotierten Magnesiumoxydschicht zu einer Erhöhung von V₅ max führt, wohingegen V₁ min im wesentlichen konstant bleibt, so daß hiermit insgesamt der zulässige Betriebsbereich zur Speicherung vergrößert wird.

Die Querschnittsdarstellung nach Fig.2 dient dazu, gewisse Einzelheiten zu verdeutlichen; insbesondere auch deshalb, weil die Darstellung nach F i g. 1 als Teilausschnitt nicht alle Merkmale hervortreten lassen kann. Zwei Glassubstrate 27 und 29 stellen gewissermaßen die äußeren Glieder des Gasentladungsbildschirms dar und bestehen beispielsweise 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 Leitungs/.ugsabmessungcn und gegenseitigen Abstände >ind hierbei aus Gründen der Verdeutlichung jeweils im vergrößerten Maßstab gezeigt.

Im normalerweise üblichen Giisentladungsbilclschirm ist der Leitungszug-Mittenabstand in der jeweiligen l.eiHingszugsanordnung zu 0,36 mm bis 1,5 mm vorgesehen, wohingegen die Leitungs/ugsbrcitc zwischen 75 μηι bis Ι52μηι liegt und die Leitungszugsdicke 2.5 μιη beträgt. Unmittelbar auf diese Leitungszugsanordnungen 25, 23 werden die dielektrischen Überzugsschichten 33 und 35 aufgetragen, die wie zuvor beschrieben, aus einer Lötglas-Schicht, wie /. ü. Bleiborsilikatglasschicht mit hohem Prozentsatz an Uleioxyd. bestehen kann. Diese dielektrischen I ^!berzugsschichten wirken als Isolatoren und Kapazitätsdielektrika an den jeweiligen Leitungszugskreiizungsstellen. Eine Bleiborsilikatglas-Dielektrikumsüberziigsschicht wird bevorzugt, da hiermit eine äußerst gute HaftfähijjUpit an anderen Glasarten geeebnn ist. eine geringere Wiede-aufschmelztemperatur. als es bei Natriumkalkfilikatglassubstraten der Fall ist. vorliegt und eine reifitiv hohe Viskosität bei minimaler Wechselwirkung mit der Metallurgie der Leitungszugsanordnungen anzutreffen ist. Die Ausdehnungseigenschaften 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 Überzugsschichten 33 und 35 über die gesamte Oberfläche des Gasentladungsbildschirms aufgetragen und nicht einzeln für jede Gaser.'ladungsstrecke.

Die Gold dotierten Magnesiumoxyd-Schutzschichten 39 und 41, die auf die jeweils zugeordneten Dielektrikumsüberzugs'jchichten aufgetragen sind, vereinigen in sich ein hohes Sekundär-Elektronenemissionsvermögen mit hoher V/iderstandsfähigkeit in Wechselwirkung 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 Gasentladungsbildschinn-Herstellungsverfahrensschritten stabil bleiben; eingeschlossen hierin die Hochtemperaturbehandlung und die Evakuierungsprozesse. Eine 0,2 μπι dicke Schutzschicht wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet. Wie bereits beschrieben, läßt sich auch eine einzige Gold dotierte Magnesiumoxyd-Schicht anstelle der Schichtlagen, bestehend aus der Dielektrikumsüberzugsschicht und der Schutzschicht, verwenden. Die Gold dotierte Magnesium-Überzugsschicht wird jeweils über die gesamte Oberfläche gleichförmig aufgetragen, jedoch ebensogut kann auch eine punktweise Auftragurg 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 Magnesiumoxyd-Schichtoberflächenbereichen dargestellt, da Entladungsintensität und Wechselwirkungen zwischen den Entladungen an benachbarten Gasentladungssteilen direkt von diesem Abstand abhängig sind. Dieser Abstand ist hier zwar nicht maßstabsgerecht gezeigt; es wird hierfür jedoch etwa 0,1 Millimeter angesetzt Da ein gleichmäßiger Abstand über die gesamte Gasentla-

dungsbildschirmfläche gewährleistet sein muß. sied, falls erforderlich, geeignete bzw. in zweckmäßiger Weise angeordnete Abstandsmittel anzuwenden.

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

Die Erfindung ist oben im Zusammenhang mit einer Gold dotierten Magnesiumoxyd-Sehutzschicht bc-

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schrieben; ebensogut lassen sich aber auch anstelle von Magnesiumoxyd Oxyde von Elementen der Gruppe MA verwenden, dl· mit Gold dotiert werden. So läßt sich z. B. ein Gasentladiingsbildschirm 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. AhOi- und Siliciumdioxyd-Schichten. die mit Gold dotiert sind, erfolgreich eingesetzt werden, wobei sich lediglich der Unterschied zeigt, daß höhere Betriebsspannungen aufgrund der niedrigeren Sekundäremissionskoeffizienten dieser Materialien in bezug auf Magncsiumoxyd erforderlich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Wechselstrombetriebener Gasentladung5bildschirm mit auf Glassubstraten aufgebrachten elektrischen Leitungszügen, wobei die Glassubstrate derart zueinander angeordnet sind, daß die Leitungszüge sich kreuzen und an den jeweiligen Kreuzungsstellen Gasentladungsstrecken definieren, wobei die Leitungszüge durch dielektrische Schichten, bestehend zumindest in oberflächennahen, dem Gasentladungsraiim benachbarten Bereichen aus Erdalkali-Oxyden, Siliciumdioxyd oder Aluminiumoxyd, gegenüber dem Gasentladungsraum abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß den obengenannten Oxyden ein Goldanteil beigemengt ist

2. Gasentladungsbildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Goldanteil 5 bis 20 Vol.-% beträgt

3. Gasentladungsbildschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Schichten i.*J, 35) bei einer Dicke von 1 μπι aus einem der obengenannten Oxyde mit einem Anteil von 20 VoL-% Gold bestehen.

4. Gasentladungsbildschirm nach Anspruch 1 oder 2 mit dielektrischen Schichten aus Bleiborsiiikatlötglas und jeweils aufgebrachter Schutzschicht aus den obengenannten Oxyden. dadiKch gekennzeichnet, daß bei einer Schutzschichtdicke von 0,2 μπι der Goldanteil hierin mehr oder weniger gleichmäßig verteilt ist.

5. Gasentladungsbildschirm nach Anspruch 1 oder 2 mit dielekf svhen Schichten aus Bleiborsilikatlötglas und jeweils aufgebrachter Schutzschicht aus den obengenannten Oxyden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (T3 und 41) aus einer unmittelbar auf der Bleiborsilika.lötglasschicht aufliegenden goldfreien Oxydlage mit einer Dicke von 0.15 μη und einer darüberliegenden 0.05 μπι dicken Oxydlage mit dem Goldanteil besteht.

6. Gasentladungsbildschirm nach den Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß als Oxyd Magnesiumoxyd dient.