DE3329059A1 - Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem nachbeschleunigungsraum und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem nachbeschleunigungsraum und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number
DE3329059A1
DE3329059A1 DE19833329059 DE3329059A DE3329059A1 DE 3329059 A1 DE3329059 A1 DE 3329059A1 DE 19833329059 DE19833329059 DE 19833329059 DE 3329059 A DE3329059 A DE 3329059A DE 3329059 A1 DE3329059 A1 DE 3329059A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
post
acceleration
layer
cathode
graphite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19833329059
Other languages
English (en)
Inventor
Burkhard Dipl.-Phys. 8021 Hohenschäftlarn Littwin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19833329059 priority Critical patent/DE3329059A1/de
Publication of DE3329059A1 publication Critical patent/DE3329059A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J17/00Gas-filled discharge tubes with solid cathode
    • H01J17/38Cold-cathode tubes
    • H01J17/48Cold-cathode tubes with more than one cathode or anode, e.g. sequence-discharge tube, counting tube, dekatron
    • H01J17/49Display panels, e.g. with crossed electrodes, e.g. making use of direct current
    • H01J17/498Display panels, e.g. with crossed electrodes, e.g. making use of direct current with a gas discharge space and a post acceleration space for electrons

Landscapes

  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Description

  • Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem Nachbeschleu-
  • nigungsraum und Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Plasmapanel gehört zum Gegenstand der älteren, noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung P 3207685.
  • Bei dem Flachbildschirm der zitierten Anmeldung werden Elektronen einer Gasentladung durch selektiv geöffnete Löcher einer Steuereinheit in einen plasmafreien Raum geschickt, in dem sie Energien von einigen kV aufnehmen und schließlich auf einem Leuchtschirm Lichtpunkte erzeugen.
  • Mit dem Konzept der getrennten Elektronenerzeugung und -beschleunigung kann man bereits farbige Videobilder in durchaus akzeptabler Qualität darstellen. Es ist allerdings noch nicht gelungen, alle wichtigen Betriebsparameter auch über längere Betriebszeiten hinweg stabil zu halten. So steigt vor allem die Brennspannung des Plasmas regelmäßig an und kann, wenn der Bildschirm ständig hellgeschaltet ist, schon nach wenigen hundert Betriebsstunden den zweifachen Wert annehmen. Eine derartige Spannungsdrift stellt enorme Anforderungen an die Ansteuerschaltung und die Kathode und sollte unbedingt vermieden werden.
  • In der DE-OS 2929270 wird deshalb auch schon diskutiert, das Display mit H2 zu füllen, eine Al-Kathode zu verwenden und die Kathodenoberfläche während der Gas entladung ständig unter einer dünnen Oxidschicht zu halten. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß diese Maßnahmen vor allem in Fällen, in denen das Display längere Zeit durchgehend in Funktion ist, noch nicht ausreichen. Die Verhältnisse werden auch nicht wesentlich besser, wenn man zu anderen Gasen oder Deckschichten übergeht, etwa zu einer Ne-Ar-Mischung und einer MgO/A1203-Ta/Mo- Abdeckung (13M Techn.
  • Discl.Bull.25 (1982) 658).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Plasmapanel der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß die Brennspannung konstant bleibt, und zwar insbesordere auch unter Dauerbelastungen. diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. -Der Lösungsvorschlag geht von der Beobachtung aus, daß die Hauptursache für den Brennspannungsanstieg ein allmähliches Absinken des Gasdrucks ist. Im Nachbeschleunigungsraum werden Ionen erzeugt, die auf die Nachbeschleunigungskathode aufprallen und dort zu einem großen Teil eingefangen werden. Dieser Implantationseffekt, der von der Beschaffenheit des Gases und der Elektrode abhängt und zu einer Gasaufzehrung von mehr als 40% führen kann, wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Schutzschicht drastisch reduziert. Erste Versuche haben gezeigt, daß man die AuEzehrungsgeschwindigkeit ohne weiteres um eine Größenordnung senken und den Gasdruck bei einem durchaus hohen Wert stabilisieren kann. Dieses Verhalten läßt sich folgendermaßen erklären: Graphit kristallisiert in einem eigentümlichen Schichtengitter, mit einem besanders großen Abstand und schwachen Bindungskräften zwischen benachbarten Atomlagen. Gasionen mit einem relativ kleinen-Durchmesser können in dieses Schichtengefüge zwar relativ leicht eindringen, aber ebenso unbehindert - auf Bahnen zwischen den Gitterschichten - wieder rückdiffundieren.
  • Es ist an sich schon lange bekannt, daß bei einer elektrschen Ladung zumindest Ne seinen Druck in etwa halten kann, wenn die Elektroden aus Graphit bestehen; vgl. hier- zu Zeitschr.f.techn.Physik 19 (1938) 116. Bisher hatte man allerdings noch nicht daran gedacht, auch in an sich plasmafreien Räumen mit Graphit zu arbeiten.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehene Schutzschicht wirkt sich nicht nur auf die Gasfüllung positiv aus, sondern sorgt auch dafür, daß die Phosphorschicht weniger rasch ermüdet. Die Ursachen für diesen Nebeneffekt lassen sich derzeit noch nicht ganz übersehen; möglicherweise absorbiert der Graphit reaktive, aus der Nachbeschleunigungskathode und/oder dem Gasraum stammende Gase, die sonst den Phosphor mit der Zeit zerstört hätten.
  • Die bisher durchgeführten Experimente lassen erkennen, daß sich die Brennspannung nicht ganz so verhält, wie man dies von den Druckverhältnissen eigentlich erwartet hätte: Sie steigt zunächst deutlich an, bleibt dann aber relativ bald bei einem Wert stehen, der sich auch mit weiter abnehmendem Druck nicht mehr nennenswert ändert.
  • Dieses Verhalten ist wohl darauf zurückzuführen, daß auf die Graphitschicht prallende Ionen Kohlenstoffatome herauslösen, die dann in den Plasmaraum gelangen und sich an der dortigen Kathode niederschlagen. Wenn es also darauf ankommt, daß die Brennspannung besonders stabil ist, sollte man die Plasmakathode entweder von Zeit zu Zeit entgiften cder dafür sorgen, daß der störende Kohlenstoffniederschlag überhaupt nicht erst entstehen kann.
  • Ein einfaches Reinigungsverfahren besteht darin, das Plasma bei ausgeschlateter Nachbeschleunigungsspannung eine Zeitlang brennen zu lassen, und die Schutzschicht gibt nur wenig Kohlenstoff ab, wenn man sie mit einer deutlich unter 10'2m dicken Metallschicht belegt. Eine derart dünne Belegung wirkt sich auf die Rückdiffusionsrate für die Gasionen nur wenig aus, dämpft aber bereits spürbar die C-Sputterrate.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.
  • Der Lösungsvorschlag soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der beigefügten Figur in einem schematischen Seitenschnitt dargestellt ist, näher erläutert werden.
  • Das dargestellte Panel, das für ein Datensichtgerät gedacht ist, enthält eine Vakuumhülle mit einer Frontplatte 1, einer Rückplatte 2 und einer Steuereinheit 3. Alle drei Teile erstrecken sich in zueinander parallelen Ebenen. Die Steuereinheit teilt dabei das Hülleninnere in einen Gasentladungsraum 4 und einen Nachbeschleunigungsraum 5.
  • Die Rückplatte 4 ist auf ihrer Vorderseite mit mehreren, zueinander parallelen Leiterstreifen (Plasmakathoden 6) versehen. Die Frontplatte 1 trägt auf ihrer Rückseite eine kathodolumineszente Schicht 7 und eine durchgehende Schichtelektrode (Nachbeschleunigungsanode 8). Die Steuereinheit 3 umfaßt zwei Trägerplatten 9, 10, die beidseitig jeweils mit Elektroden beschichtet sind. Die hintere Platte 9 trägt auf ihrer Rückseite Zeilenleiter 11 und auf ihrer Vorderseite Spaltenleiter 12. Die Leiter beider Leiterscharen stehen senkrecht zueinander, sind einzeln ansteuerbar und bilden zusammen die eigentliche Steuermatrix. Die vordere Platte 10 ist rückseitig mit zeilenleiterparallelen Tetrodenleitern 13 und frontseitig mit einer ganzflächig aufgebrachten, ca. 2 starken Ni-Pentode (Nachbeschleunigungskathode 14) versehen. Die gesamte Steuereinheit hat im Bereich jedes Matrixelements eine durchgehende Öffnung 15 und ist gegen die Rück- und Frontplatte jeweils durch einen Abstandsrahmen 16 bzw. 17 distanziert. Alle Teile sind über Glaslotnähte 18, 19, 20, 21 und 23 vakuumdicht miteinander verbunden.
  • Die Nachbeschleunigungskathode 14 ist, wie der Figur 1 zu entnehmen, mit einer weiteren Schicht 22 bedeckt. Diese Schicht besteht aus Graphit, hat eine Dicke zwischen 1 und 10pm und wurde aus einer Graphit-Aufschlämmung llDerussolQR11), der 3ovo% eines von der Firma Merck unter der Bezeichnung "Liquicoat zu Si 11675" vertriebenen Siliziumesters beigemischt war, aufgesprüht und getrocknet.
  • Im Betrieb des Displays brennt jeweils zwischen einer der Plasmakathoden und einem der Zeilenleiter eine keilförmige Gasentladung. Dieses Plasma wird zeilenleiterweise fortgeschaltet, und während der Tastzeit eines Zeilenleiters erhalten sämtliche Spaltenleiter die zugehörige Zeileninformation. Die Elektronen werden entsprechend dieser Information durch die Steueröffnungen geschleust, treten dann als punktförmige Elektronenstrahlen in den Nachbeschleunigungsraum und werden dort - beschleunigt auf 4kV - auf die Phosphorschicht gebracht. Weitere Betriebs- und Konstruktionseinzelheiten gehen aus der eingangs zitierten Offenlegungsschrift oder aus dem in "Elektronik" 14 (1982) 79 erschienenen Artikel hervor.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. So ist es ohne Belang, wie die Gasentladung erzeugt wird und welche Form sie erhält; in Frage kommt deshalb beispielsweise auch ein statisches Querplasma. Auch andere Gase mit relativ kleinen Ionen lassen sich stabilisieren, etwa H2 oder Ne; dabei tritt der Effekt bereits dann ein, wenn eines dieser Gase einen nennenswerten Anteil an der gesamten Mischung hat.
  • Davon abgesehen könnte die Graphitschicht auch auf eine strukturierte Nachbeschleunigungskathode, wie sie etwa in der älteren Patentanmeldung P 3241605.9 beschrieben wird, aufgetragen werden. In diesem Fall empfiehlt es sich, die Graphitschicht in einer analogen Struktur zu erzeugen, damit keine Kurzschlüsse auftreten können. Die Schicht braucht im übrigen nicht immer aufgesprüht zu werden. Denkbar sind auch Vakuumtechniken, beispielsweise ein Aufdampfen. Hier muß man allerdings darauf achten, daß der Kohlenstoff ein Graphitgitter ausbildet.
  • Schließlich bleibt es dem Fachmann unbenommen, auch andere implantationsgefährdete Oberflächen mit der vorgeschlagenen Schutzschicht zu überziehen.
  • 7 Patentansprüche 1 Figur

Claims (7)

  1. Patentansprüche (1 Gasentladungsanzeigevorrichtung mit folgendem Aufbau: la) eine vakuumdichte Hülle mit zwei zueinander parallelen, in Betrachtungsrichtung hintereinander liegenden Wandplatten (Frontplatte, Rückplatte) ist mit einem insbesondere He-haltigen Gas gefüllt; b) eine in der Hülle befindliche, regelmäßig gelochte Steuereinheit teilt das Hülleninnere in einen hinteren und einen vorderen Raum (Gasentladungsraum bzw.
    Nachbeschleunigungsraum); c) im Gasentladungsraum befindet sich mindestens eine Kathode (Plasmakathode) und mindestens eine Anode (Plasmaanode); d) die Frontplatte trägt auf ihrer Rückseite eine kathodolumineszente Schicht und eine Schichtelektrode (Nachbeschleunigungsanode); e) die Steuereinheit enthält mindestens eine parallel zu den Wandplatten erstreckte Elektrodenebene mit wenigstens einem Leiter; und folgender Betriebsweise: 2a) zwischen den Plasmaelektroden brennt eine Gasentladung; b) zwischen der Nachbeschleunigungsanode und dem Leiter (Nachbeschleunigungskathode) der vordersten Elektrodenebene liegt eine Hochspannung >1kV, wobei der Abstand zwischen beiden Nachbeschleunigungselektroden so gering ist, daß im Nachbeschleunigungsraum keine Gasentladung gezündet wird; d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß 1f) die Nachbeschleunigungskathode (14) mit einer Graphitschicht (22) überzogen ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e ich ne t , daß die Graphitschicht (22) zwischen 1µm und 102 dick ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen der Graphitschicht (22) und der Nachbeschleunigungskathode (14) eine haftvermittelnde, insbesondere SiO2-haltige Schicht (Haftvermittlerschicht 23) vorgesehen ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Graphitschicht (22) mit einer höchste 10-²µm starken, insbesondere zwischen 10-³µm und 2 . 10-³µm starken Metallschicht überzogen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Metallschicht aus dem gleichen Material wie die Plasmakathode (6) besteht.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Graphitschicht (22) durch Auf sprühen einer Aufschlämmung erzeugt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Graphitaufschlämmung ein Siliziumester oder Wasserglas enthält.
DE19833329059 1983-08-11 1983-08-11 Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem nachbeschleunigungsraum und verfahren zu ihrer herstellung Withdrawn DE3329059A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833329059 DE3329059A1 (de) 1983-08-11 1983-08-11 Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem nachbeschleunigungsraum und verfahren zu ihrer herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833329059 DE3329059A1 (de) 1983-08-11 1983-08-11 Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem nachbeschleunigungsraum und verfahren zu ihrer herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3329059A1 true DE3329059A1 (de) 1985-02-28

Family

ID=6206341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833329059 Withdrawn DE3329059A1 (de) 1983-08-11 1983-08-11 Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem nachbeschleunigungsraum und verfahren zu ihrer herstellung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3329059A1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69025800T2 (de) Bildwiedergabeanordnung vom dünnen Typ
DE2412869B2 (de) Anzeigevorrichtung mit einem Gasentladungsraum als Elektronenquelle, mit einem Elektronennachbeschleunigungsraum und mit einem Leuchtschirm und Verfahren zum Betrieb dieser Anzeigevorrichtung
DE3521053A1 (de) Vorrichtung zum aufbringen duenner schichten auf ein substrat
DE3938752A1 (de) Kathode zur grossflaechigen erzeugung von intensiven, modulierten ein- oder mehrkanal-elektronenstrahlen
DE1957247B2 (de) Bildröhre
DE69401479T2 (de) Neutronenröhre mit magnetischem Elektroneneinschluss durch Dauermagneten und dessen Herstellungsverfahren
EP0061525B1 (de) Flache Bildwiedergaberöhre
DE3910005A1 (de) Bildanzeigegeraet
EP0810628A2 (de) Quelle zur Erzeugung von grossflächigen, gepulsten Ionen- und Elektronenstrahlen
DE1138482B (de) Emissionselektrode
EP0097304B1 (de) Flache Elektronenstrahlröhre mit einer Gasentladung als Elektronenquelle
DE2656621C3 (de) Bildanzeigevorrichtung mit einer Gasentladungsstrecke und einer Elektronenbeschleunigungsstrecke
DE2653812A1 (de) Flache bildwiedergaberoehre
DE1002789B (de) Elektrische Entladungsroehre zur Wiedergabe von Bildern
DE4391006C2 (de) Elektronenstrahlkanone
EP0133492B1 (de) Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem Abstandsrahmen und Verfahren zur Herstellung dieses Rahmens
DE3329059A1 (de) Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem nachbeschleunigungsraum und verfahren zu ihrer herstellung
EP0135115B1 (de) Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einer Nachbeschleunigungsstrecke
DE2747727A1 (de) Verfahren zur herstellung eines wechselstrom-betriebenen gasentladungsbildschirms
DE69303069T2 (de) Bildwiedergabeeinrichtung vom Flachanzeigetyp
DE3883931T2 (de) Wiedergabeanordnung.
DE1208418B (de) Direktabbildende Signalspeicherroehre
DE3541164A1 (de) Flache bildwiedergabevorrichtung
DE3335598A1 (de) Verfahren zur herstellung einer elektrodenplatte, danach hergestellte elektrodenplatte und ihre verwendung
DE2107604B2 (de) Anzeigeröhre

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee