DE2647552A1

DE2647552A1 - Verfahren zur herstellung eines gasentladungswiedergabepaneels

Info

Publication number: DE2647552A1
Application number: DE19762647552
Authority: DE
Inventors: Johannes Van Esdonk; Johannes Petrus There Franssen; Jacobus Hubertus Jacobs
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-10-27
Filing date: 1976-10-21
Publication date: 1977-04-28
Also published as: FR2330136A1; JPS5254368A; CA1069308A; FR2330136B1; JPS5836804B2; NL7512517A; GB1559869A

Description

Verfahren zur Herstellung eines Gasentladungswiedergabepaneels - -. - - - -

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gasentladungsviedergabepaneels, bei dem ein erstes plattenförmiges Element, aus Glas nur entlang einer geschlossenen Bahn vakuumdicht mit einem zweiten plattenförmigen Element verbunden wird, während zwischen diesen Elementen mit Hilfe wenigstens eines·innerhalb der geschlossenen Bahn liegenden Distanzgliedes ein definierter Raum freigelassen wird.

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PUM. 82OS. O C / *7 r γ *~» 8-10-1976.

Die Entwicklung von Gasentladungspftneelen zur Wiedeargabe von Information in Form von Ziffern, Buchstaben und insbesondere Fernsehbildern, hat sich in der letzten Zeit vor allem auf die Herstellung von Paneelen gerichtet, die sich in bezug auf das Bildformat mit den jetzigen Kathodenstrahlröhren vergleichen lassen. Dabei wurde gefunden, dass bestimmte bei der Herstellung kleiner Paneele, d.h. von Paneelen kleiner als 10 χ 10 cm, übliche Techniken nicht ohne weiteres bei der Herstellung von Paneelen mit grösseren Abmessungen verwendet werden können. Namentlich ergeben sich Probleme, wenn in einer der letzten Phasen des Herstellungsverfahrens ein Unterdruck in dem Paneel erzeugt und der Raum zwischen den plattenförmigen Elementen mit einem geeigneten ionisierbaren Gas ausgefüllt wird. Infolge dieses Unterdrucks tritt bei einer erheblichen Anzahl Ton Paneelen ein Bruch in der Verbindungsnaht zwischen den plattenförmigen Elementen auf, wodurch das Paneel endgültig unbrachbar ist.

Untersuchungen haben ergeben, dass das Auftreten dieses Bruches häuptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass die plattenförmigen Elemente, z.B. eine Glasplatte, nicht völlig flach sind. Abweichungen von 250 /um bilden keine Ausnahmen. Es kann· dann vorkommen, dass ein oder beide plattenförmige Elemente über eine zu grosse Oberfläche nicht von einem Distanzglied abgestützt werden. Daher biegt sich beim Erzeugen eines

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Unterdrucks im Paneel wenigstens eines dieser plattenförmigen Elemente durch, wodurch die Verbiiidungsnaht zwischen diesen Elementen zu stark belastet wird.

Wenn beim Zusammenbau des Paneels von völlig flachen plattenförmigen Elementen ausgegangen wird, könnte in dieser Hinsicht eine erhebliche Verbesserung erzielt werden. Eine deraa^tige Lösung ist jedoch in wirtschaftlicher Hinsicht nicht attraktiv, weil die Elemente dazu einer zusätzlichen und meistens kostspieligen Bearbeitung unterworfen werden müssten.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Gasentladungswiedergabepaneels zu schaffen, bei dem das Auftreten von Bruch infolge eines Unterdrucks im Paneel vermieden wird.

Nach der Erfindung ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass die vakuumdichte Verbindung zwischen den Elementen unter Aufrechterhaltung eines derartigen Drucks auf der Oberfläche der plattenförmigen Elemente hergestellt wird, dass diese Elemente in Berührung mit dem genannten Distanzglied gebracht werden und diese Berührung einschliesslich der Fertigmontage des Gasentladungswiedergabepaneels aufrechterhalten wird. Dadurch wird verhindert, dass sich der Belastungszustand der Verbiiidungsnaht zwischen den Elementen in einer späteren Stufe des Verfahrens ändert. Nach der Erfindung kann eine derartige dauernde Berührung auf einfache Weise dadurch

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erzielt werden, dass von der Hex-steJ-lung der vakuumdicliten Verbindung zwischen den Elementen ari bis einschliesslich der Fertigmontage des Gasentladruigswiedergabepaneels auf der Oberfläche der plattenförmigen Elemente ein Druck aufrechterhalten wird, der mindestens gleich dem Druck ist, der benötigt wird, um die Elemente mit dem genannten Distanzglied in Berührung zu bringen.

Vorzugsweise wird eine derartige dauernde Berührung dadurch erzielt} dass in dem genannten Raum zwischen den Elementen ein Unterdruck in bezug auf den Umgebungsdruck des Paneels erzeugt wird.

Nach einer besonders günstigen Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung wird weiter wenigstens das genannte erste plattenförmige Element auf eine derart hohe Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Glases, aus dem es hez'gestellt ist, erhitzt, dass eine etwaige elastische Verformung dieses Elements, die durch einen auf dessen Oberfläche ausgeübten Druck herbeigeführt ist, in eine plastische Verformung umgewandelt wird. Unter "Erweichung?, tempera tür" ist hier diejenige Temperatur zu verstehen, bei der das Glas unter seinem eigenen Gewicht gerade noch nicht verformt \vird. Diese Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens hat den Vorteil, dass sofort nach der Herstellung der vakuumdichten Verbindung zwischen den Elementen der Unterdruck im Paneel ohne Bedenken beseitigt werden kann. Das Paneel kann dann bis zu jedem gewünschten Druck

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niedriger als odor gleich dem atmosphärischen Druck mit einem geeigneten ionisierbaren Gas ausgefüllt werden»

Zur Umwandlung einer etwaigen elastischen Verformung in eine plastische Verformung ist es nicht notwendig, die Glasplatte(n) auf die Temperatur zu erhitzen, bei dei¹ Verformung des Glases unter seinem eigenen Gewicht auftritt. Bereits bei einer erheblich niedrigeren Temperatur als der hier gemeinten Erweichungstemperatur kann der durch die Erfindung angestrebte Zweck erreicht werden. Eine passende Wahl dieser Temperatur wird im allgemeinen durch den Typ der Abdichtung und die Art des Abdichtungsmaterials zum vakuumdichten Miteinanderverbinden der· plattenförmigen Elemente bestimmt. Weiter hängt die Wahl dieser Temperatur mit der Art und Weise zusammen, in der diese Temperatur am .besten in das Herstellungsverfahren eingepasst werden kann, während die Konstruktion des Paneels selbst in bezug auf diese Wahl auch eine wichtige Rolle spielen kann.

Vorzugsweise wird nach der Erfindung wenigstens das plattenförmige Element aus Glas auf eine Temperatur erhitzt, die etwa gleich dem unteren Kühlpunkt des Glases, d.h. der Temperatur ist, bei der das Glas

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eine Viskosität von 10 ' Poises aufweist. In diesem Zusammenhang ist unter 'etwa" eine Streuung von 30°C in bezug auf den unteren Kühlpunkt zu verstehen. Es ist überraschend, dass sogar bei Temperaturen unterhalb des unter-en Kühlpunkts eine elastische Verformung der Glas-

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platte innerhalb einer angemessenen Zeitspanne in eine dauernde Verformung umgewandelt werden kann. Diese Zeitspanne wird kürzer, je holier die Temperatur ist.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass sogar für grosse Paneele eine dünne Glasplatte aus gewöhnlichem Fensterglas verwendet werden kann.

Die Erfindung wird nunmehr beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 teilweise aufgebrochen ein Gasentladungswiedergabepaneel, und

Fig. 2 eine Stufe in einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung.

Das Gasentladungspaneel nach Fig. 1 enthält ein erstes plattenförmiges Element 1, das aus einer kmm dicken gläsernen Frontplatte von 32 χ 32 cm besteht. Ein zweites plattenförmiges Element 3, das aus einer h mm dicken gläsernen Hinterplatte besteht, wird mittels eines Distanzgliedes 2, das aus einer 0,3 mm dicken Zwischenplatte aus eloxiertem Aluminium besteht, in einem definierten Abstand von der Platte 1 gehalten. Die Frontplatte 1 und die Hinterplatte 3 bestehen aus Glas im wesentlichen der nachstehenden Zusammensetzung: 69,1 Gew.# SiO₂, 9 Gew.^ Na_£0, 7,k Gew.^ K₂O, 9,7 Gew.# CaO, 2,8 Gew.^o BaO. Dieses Glas weist einen unteren Kühlpunkt von 5O5°C (Viskosität 1O¹⁺'⁵ Poises) auf. Die Hinterplatte braucht nicht aus Glas zu bestehen, sondern kann aus einem beliebigen Isoliermaterial, das für

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diese Anwendung geeignet ist, wie z.B. Keramik, hergestellt sein. Weiter braucht das Distanzglied 2 nicht aus einer einzigen Platte zu bestehen, sondern es können auch gesonderte Distanzglieder, über die Oberfläche der Frontplatte verteilt, Anwendung finden. Das Gasentladungspaneel weist weiter einen ersten zwischen der Hinterplatte 3 und der Zwischenplatte 2 liegenden Satz von Elektroden h und einen zweiten zwischen der Frontplatte 1 und der Zwischenplatte 2 liegenden Satz von Elektroden 5 auf. Jede Elektrode k kreuzt jede Elektrode 5 und an der Stelle eines derartigen Kreuzungspunktes befindet sich eine Bohrung 8 in der Zwischenplatte 2. Auf diese Weise definiert jede Kreuzung eine Gasentladungszelle und bilden alle Kreuzungen zusammen eine Matrix von Gasentladungszellen, die durch das Anlegen eines geeig- · neten Potentialunterschiedes zwischen einer Elektrode h und einer Elektrode 5 selektiv gezündet werden können. Gegebenenfalls können in der Frontplatte und in der Hinterplatte Nuten angebracht sein, in denen die Elektroden 4. bzw. 5 liegen. Indem die Tiefe dieser Nuten derart gewählt wird, dass diese den erforderlichen Abstand zwischen den Elektroden k und den Elektroden 5 bestimmen, kann die Zwischenplatte 2 fortgelassen werden und bilden die Kämme zwischen den Nuten die Distanz» glieder der oben gemeinten Art.

Nachdem die Teile, wie in der Zeichnung dar-.' gestellt ist, zusammengebaut worden sind, was in einer

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Lehre erfolgen kann, werden di.e Frontplatte 1 und die Hinterplatte 3 nur entlang einer· geschlossenen Bahn, in diesem Falle entlang des Randes der· Hinterplatte, mittels eines Verbindungsmaterials 6 vakuumdicht miteinander verbunden. Das Verbindungsmaterial 6 bestellt aus einem kristallisiex-enden (entglasenden) Glas und wird in Form einer Suspension von Glaspulver in einer Lösung von 1 $> Nitrozellulose in Amylazetat angebracht. Eine für dieses Anbringen geeignete Viskosität der Suspension wird mit einer Zusammensetzung von 10 Gewichtsteilen Glaspulver zu 1 Gewichtsteil Bindemittel erhalten.

Nachdem das Amylazetat aus der Suspension vex"dampft ist, wird das Gebilde in einem Ofen auf eine Temperatur von 4^0° C erhitzt, wobei bereits eine geringe Entglasung des Verbindungsmaterials 6 stattfindet. Die mit dieser Entglasung einhergehen.de Erhöhung der Viskosität des Verbindungsmaterials ist ausreichend um über einen Pumpstengel 7 einen Unterdruck von etwa 5 cm Quecksilbersäule im Paneel erzeugen zu können, ohne dass das Verbindungsmaterial unzulässig weit in das Paneel hineingesaugt wird. Infolge dieses TJnterdrucks werden die Frontplatte und die Hinterplatte an Stelle, an denen sie infolge ihrer Unflachheit nicht auf dem Distanzglied ruhen, elastisch verformt, bis sie an über die Oberfläche vorteilten Stellen mit der Zwischenplatte 2 in Berührung geraten. Das Verbindungsmaterial 6 ist in dieser Stufe noch derart weich, dass sich die Platten

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frei setzen können. Die Temperatur wird nun auf k85 ⁰C erhöht und während 30 Minuten auf diesem Wert gehalten, wobei die elastische Verformung dev Platten in eine dauernde Verformung umgewandelt wird, während das Verbindungsmaterial 6 wenigstens teilweise in eine kristalline Phase umgewandelt wird. Schliesslich wird das Paneel gekühlt, wonach der Raum in dem Paneel mit einem ionisierbaren Gas, wie Neon, Argon, Xenon usw., ausgefüllt und der Pumpstengel 7 abgeschmolzen wird.

Das obenbeschriebene Verfahren gibt nur eine der vielen Möglichkeiten. In zahlreichen Punkten kann von dem beschriebenen Vorgang abgewichen werden. So ist es möglich, in dem Paneel den Unterdruck von 5 cm Quecksilbersäule während einer beschränkten Zeitspanne von z.B. 10 Minuten aufrechtzuerhalten und bei Erhöhung der Temperatur auf k85 ⁰C diesen Unterdruck auf z.B. kO cm Quecksilbersäule zu bringen. Der Vorteil dieses grösseren Unterdrucks ist der, dass die Elektroden in geringerem Masse oxidiert werden und eine etwaige Oxidhaut schnell von den ,Kathoden beim Probebetrieb des Paneels abgesputtert wird.

In Fig. 2 ist schematisch die Weise dargestellt, in der der durch die Erfindung angestrebte Zweck statt mittels eines Unterdrucks im Paneel erreicht werden kann. Die Umhüllung des Paneels besteht wieder aus zwei plattenförmigen Elementen 10 und 11, die nur entlang des Randes der Glasplatte 10 mittels einer Suspen- ,

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sion eines entglasbaren Glases 12 miteinander-verbunden sind. Das Gebilde ist in einem mit einem Deckel 13 vakuunidiclit verschliessbaren Metallgehäuse 14 untergebracht, wobei der Pumpstengel I5 des Paneels durch eine Öffnung in der Bodenplatte des Gehäuses 14 geführt ist. Der Pumpstengel 15 ist ^an eine Pumpleitung 16 angeschlossen, die mit einem Verschlussglied I7 versehen ist, während mittels einer Balgendichtung 23 die öffnung in der Bodenplatte des Gehäuses 14 luftdicht gegen die Umgebung verschlossen werden kann. Die Pumpleitung 16 ist andererseits an eine zweite Pumpleitung 18 angeschlossen, die mit dem vom Gehäuse 14 umgebenen Raum in Verbindung steht und mit zwei Verschlussgliedern I9 und 20 versehen ist. Der Deckel 13 besteht im wesentlichen aus einer Aluminiumfolie 21, die mit einem Expansionsbalgen 22 versehen ist. Mit den Verschlussgliedern I7» 19 und 20 im geöffneten Zustand werden mittels eines nicht dargestellten Pumpgestells das Innere des Gehäuses lh und das darin untergebrachte Gasentladungspaneel evakuiert. Der über die Aluminiumfolie 21 auf die Platte 10 übertragene Umgebungsdruck bringt die Platten 10 und 11 auf die oben bereits beschriebene Weise mit den Distanzgliedern Zh zwischen den Platten in Berührung.. Mittels einer bereits an Hand der Fig. 1 beschriebenen Temperaturbehandlung wird die elastische Verformung der Platten 10 und 11 wieder in eine plastische Verformung umgewandelt delt, während das Verbindungsmaterial 12 wenigstens teil-

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weise entglast wird. Nachdem das Gebilde abgekühlt ist, wird das Verschlussglied 17 geschlossen und wird über die Leitung 18 Luft in das Gehäuse 14 eingelassen, wonach der Deckel 13 entfernt wird. Das Verschlussglied 20 wird dann geschlossen und die Leitung 18 evakuiert. Schliesslich wird das Verschlussglied I7 wieder geöffnet und das Paneel mit einem geeigneten ionisierbaren Gas über die Leitungen 18 und 16 ausgefüllt, wonach der Pumpstengel 15 abgeschmolzen und das Paneel gebrauchsfertig aus dem Gehäuse Ah herausgenommen wird..

Obgleich die Erfindung an Hand von Beispielen erläutert worden ist, in denen das Dichtungsmaterial aus einem entglasbaren Glas besteht, beschränkt sie sich keineswegs darauf. Im Rahmen der Erfindung können andere Dichtungs- oder Verbindungsmaterialien und sogar andere · Verbindungstechniken angewandt werden.

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Claims

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PATENTANSPT? TJ C IT E ,

Verfahren zur Hers te llung· eines Gasentladungswledorgabepaneels, bei dem ein erstes plattenförmiges Element aus Glas nur entlang einer geschlossenen Bahn vakuumdicht mit einem zweiten plattenförmigen Element verbunden wird, während zwischen diesen Elementen mit Hilfe wenigstens eines innerhalb der geschlossenen Bahn liegenden Distanzgliedes ein definierter· Raum freigelassen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die vakuumdichte Verbindung zwischen den Elementen unter Aufrechterhaltung eines derartigen Druckes auf der Oberfläche der plattenförmigen Elemente hergestellt wird, dass diese Elemente in Berührung mit dem genannten Distanzglied gebracht werden und diese Berührung einschliesslich der Fertigmontage des Gasentladungswiedergabepaneels aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Herstellung der vakuumdichten !Verbindung zwischen den Elementen an, bis einschliesslich der Fertigmontage des Gasentladungswiedergabepaneels, auf der Oberfläche der plattenförmigen Elemente ein Druck aufrechterhalten wird, der wenigstens gleich dem Druck ist, der benötigt wird, um die Elemente mit dem genannten Distanzglied in Berührung zu bringen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf die Oberfläche der plattenförmigen Elemente dadurch erhalten wird, dass in

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ORIGINAL INSPECTED

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dem genanntenRaum zwischen den Elementen ein Unterdi'uclc in bezug auf den Umgebungsdruck des Paneels erzeugt wird, h. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass weiter wenigstens das genannte erste plattenförmige Element auf eine derart hohe Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Glases, aus dem es hergestellt ist, erhitzt wird, dass eine etwaige elastische Verformung dieses Elements, die durcheinen auf dessen Oberfläche ausgeübten Druck herbeigeführt ist, in eine plastische Verformung umgewandelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das genannte erste plattenförmige Element auf eine Temperatur etwa gleich dem unteren Kühlpunkt des Glases, aus dem es hergestellt ist, erhitzt wird.

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