DE3911348A1

DE3911348A1 - Flache anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE3911348A1
Application number: DE19893911348
Authority: DE
Inventors: Kurt Manfred Tischer
Original assignee: Nokia Unterhaltungselektronik Deutschland GmbH
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1990-10-11

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine flache Anzeigeeinrichtung, die mindestens eine Glasplatte und mindestens ein Metallteil auf weist, welche beiden Teile miteinander verbunden sind.

Stand der Technik

Es sind zahlreiche flache Anzeigeeinrichtungen, z. B. flache Kathodenstrahlanzeigeeinrichtungen oder Plasmaanzeigeeinrich tungen bekannt, deren Außenhülle durch eine Glasfrontplatte und eine metallische Wanne gebildet ist. Die Metallwanne und die Frontscheibe sind über eine Fritteschicht miteinander ver bunden. Das Glas, das Metall und die Fritte weisen im wesent lichen gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.

Die Glasplatten bei derartigen flachen Anzeigeeinrichtungen bestehen ohne Ausnahme aus Floatglastypen, die einen Ausdeh nungskoeffizienten von etwa 120×10^-7 K^-1 bei 20°C aufweisen. Als Metalle mit entsprechendem Ausdehnungskoeffizienten werden Eisenlegierungen verwendet, die etwa 50% an Nickel, Kobalt oder Chrom enthalten. Glasplatten mit den genannten Ausdeh nungskoeffizienten und zugehörige glasartige Verbindungsmittel werden von allen großen Glasherstellern angeboten. Ebenso sind Metallplättchen mit entsprechendem Ausdehnungskoeffizienten in vielen Ausführungsformen und unter vielen Handelsnamen erhält lich.

Die zahlreichen Typen aneinander angepaßter Gläser, Verbin dungsmittel und Metallteile, alle mit einem Ausdehnungskoeffi zienten von etwa 100×10^-7 K^-1 werden angeboten, da unter schiedliche Einsatzzwecke unterschiedliche Gesamteigenschaften erfordern. So ist der Fachmann immer bestrebt, möglichst bil lige Materialien einzusetzen, die noch dazuhin bei möglichst geringer Temperatur miteinander verbunden werden können.

Es besteht somit für den Fachmann auf dem Gebiet flacher An zeigeeinrichtungen seit langem das Problem, derartige Anzeige einrichtungen so auszugestalten, daß sie besonders billig her gestellt werden können. Für die Materialfachleute besteht dem entsprechend das Problem, Materialien für derartige Anzeige einrichtungen bereitzustellen.

Darstellung der Erfindung

Bei einer erfindungsgemäßen flachen Anzeigeeinrichtung weisen das Glas der Glasplatte, das Metall und das Verbindungsmittel einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 120×10^-7 K^-1 bei 20°C auf und die Metallteile bestehen aus unlegiertem Eisen.

Vorzugsweise ist ein Metallteil aus unlegiertem Eisen mit einer Schutzschicht überzogen, insbesondere einer Schutz schicht aus Nickel. In diesem Fall kann das Metallteil aus un legiertem Eisen ein solches sein, das der Atmosphäre auf Dauer ausgesetzt ist, z. B. die Wanne, die zusammen mit der Front scheibe den Innenraum einer Anzeigeeinrichtung umschließt. Für Metallteile, die in einer evakuierten flachen Anzeigeeinrich tung angeordnet sind, kann auf die Schutzschicht verzichtet werden, jedoch ist sie auch dort von Vorteil, da sie zu be sonders glatten Flächen führt, was zum Erzielen gewünschter Feldverteilungen von Vorteil ist und darüber hinaus gewährlei stet, daß sich nicht zu viele unerwünschte Fremdstoffe an der Oberfläche festsetzen, die dann im Vakuum wieder abdampfen.

Unter unlegiertem Eisen wird in dieser Anmeldung Eisen ver standen, das nur geringe Verunreinigungen an Fremdmetallen, bis zur Höhe einiger weniger Prozent, enthält. Derartiges üb liches Eisen weist einen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 120×10^-7 K^-1 auf. Es ist allseits bekannt, daß derartiges unlegiertes Eisen nur einen Bruchteil von legiertem Eisen kostet. Es ist verwunderlich, daß dieses billige übliche Eisen bisher dann nicht eingesetzt wurde, wenn Glasplatten mit Me tallteilen beim Herstellen flacher Anzeigeeinrichtungen zu verbinden waren. Es scheint, daß die Fachwelt aufgrund ihres jahrzehntelangen anderen Vorgehens davon abgehalten war, es für diesen Anwendungsfall auch einmal mit Eisen zu versuchen.

Zum Anmeldetag der vorliegenden Erfindung werden am Markt weder Glasplatten mit einer an die Wärmeausdehnung von Eisen angepaßten Ausdehnung angeboten, noch sind Glasfritten mit einem entsprechenden Ausdehnungskoffizienten öffentlich be kannt. Lediglich im Katalog eines der sehr großen Hersteller, nämlich im Katalog der Fa. Schott, ist unter der Nummer 4210 ein Glas aufgeführt, dessen Ausdehnungskoeffizient an denjeni gen von Eisen angepaßt ist. Als Lieferform ist "stabförmig" angegeben. Dies bedeutet, daß dieses Glas als Lot vorgesehen ist, d. h. als ein Material, das z. B. auf einen Eisenstift aufgeschmolzen wird, um diesen isoliert in eine Öffnung einzu schmelzen. Dieses Material ist jedoch nicht vorrätig, was zeigt, daß es in der Praxis kaum eingesetzt wird. Auf Anfrage des Erfinders stellte die Firma Schott Glasplatten aus diesem Material für Versuchszwecke her.

Ebenfalls auf Anfrage lieferte die genannte Firma eine Glas fritte mit dem genannten Wärmeausdehnungskoeffizienten, also ein Glasmaterial, das bei einmaligem Erhitzen auf eine vorge gebene Temperatur schmilzt und auskristallisiert und dann erst wieder bei erheblich höherer Temperatur erweicht.

Versuche mit Eisenteilen wurden von der Anmelderin bereits früher in Zusammenhang mit flachen Anzeigeeinrichtungen ausge führt. So ist in DE 36 40 833 A1 (US-Ser. No. 1 24 737) be schrieben, eine segmentierte Elektrode dadurch herzustellen, daß dünne und schmale Eisenblechstreifen mittels eines Glas lotes oder eines Keramikklebers auf einer Eisenplatte befe stigt werden. Als Beispiel für ein Verbindungsmittel wurde der Keramikkleber Cerasil C3 der Firma Panacol-Elosol genannt. Der Ausdehnungskoeffizient dieses Klebers ist nicht an den Ausdehnungskoffizienten von Eisen angepaßt.

Flache Anzeigeeinrichtungen, bei denen eine Glasplatte, ein Verbindungsmittel und über das Verbindungsmittel mit der Glas platte verbundenes Metallteil einen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 120×10^-7 K^-1 aufweisen und dabei das Metallteil aus unlegiertem Eisen besteht, lassen sich außerordentlich billig herstellen. Das billige Herstellen ist nicht nur des halb möglich, weil unlegiertes Eisen bedeutend kostengünsti ger ist als legiertes Eisen, während in den Kosten für das Glas und das Verbindungsmittel kein Unterschied besteht, son dern auch, weil sich Teile aus unlegiertem Eisen besser bear beiten lassen als solche aus legiertem Eisen. Die bessere Bearbeitbarkeit gilt nicht nur für Verformungsvorgänge, son dern auch für Ätzvorgänge.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 schematische perspektivische Darstellung einer flachen Anzeigeeinrichtung mit einer Wanne aus unle giertem Eisen und einer Frontglasplatte mit einem Ausdehnungskoeffizienten, der an den Ausdehnungs koeffizienten von unlegiertem Eisen angepaßt ist, sowie mit einer Segmentelektrodenanordnung mit einer Basisplatte aus Glas der eben genannten Wärmeaus dehnungseigenschaft und mit Segmentelektroden aus unlegiertem Eisen;

Fig. 2 schematische perspektivische Darstellung der eben genannten Segmentelektrodenanordnung; und

Fig. 3 perspektivische Darstellung einer Segmentelektroden platte und einer Basisplatte während des Herstell ablaufs zum Erzeugen der Segmentelektrodenanordnung gemäß Fig. 2.

Wege zum Ausführen der Erfindung

Die Anzeigeeinrichtung 10 gemäß Fig. 1 weist eine Frontschei be 12 und eine Wanne 13 auf, welche beiden Bauteile einen Innenraum 14 umschließen. Die Wanne 13 ist mit der Frontschei be 12 über eine Frittnaht 15 verbunden. An der Wanne 13 ist über Haltewinkel 16 eine Basisplatte 17 befestigt, die ihrer seits Kathodendrähte 18 und eine Steueranordnung 19 hält.

Die Frontscheibe 12 und die Basisplatte 17 bestehen aus Glas mit einem Ausdehnungskoeffizienten von etwa 120×10^-7 K^-1. Ein derartiges Glas ist von der Firma Schott unter der Nr. 4210 auf Anfrage in Plattenform erhältlich. Die Wanne 13 besteht aus unlegiertem Eisenblech, also einem Material, wie es über all her leicht bezogen werden kann. Zum Herstellen der Fritt naht 15 wurde eine Fritte verwendet, wie sie von der Firma Schott auf Anfrage erhältlich ist unter Angabe, daß die Fritte einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 120×10^-7 K^-1 bei 20°C aufweisen.

Die genannte Fritte wird entlang dem Rand der Frontscheibe 12 aufgetragen und dann wird die Wanne 13 mit ihrem Flansch 20 auf diese Frittraupe aufgesetzt. Die Frontscheibe 12 und die Wanne 13 werden nach vorgegebenen Gesichtspunkten zueinander justiert, und dann werden die beiden Teile durch Erhitzen auf etwa 400°C miteinander verbunden. Die bei diesem Vorgang ge bildete Frittnaht 15 schmilzt anschließend auch bei höheren Temperaturen nicht mehr, z. B. beim Ausheizen und Auspumpen der Anzeigeeinrichtung 10, so daß die Justierung zwischen Frontscheibe 12 und Wanne 13 unverändert bleibt.

Die genannte Basisplatte 17 trägt, wie in Fig. 2 dargestellt, eine Vielzahl zueinander paralleler dünner und schmaler Eisen blechstreifen 21, von denen in Fig. 2 nur ein Teil eingezeich net ist. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel waren 398 Streifen bei einer Basisplattenbreite von etwa 22 cm vor handen. Die Basisplatte 17 und die Eisenblechstreifen 21 bil den eine Segmentelektrodenanordnung 22.

Ein Weg zum Herstellen der Segmentelektrodenanordnung 22 sei nun mit Hilfe von Fig. 3 erläutert. Auf eine Trägerglasschei be 23 wird ein Eisenblech 24 von 150 µm Stärke aufgelegt. In das Eisenblech 24 sind eine Vielzahl zueinander paralleler Schlitze 25 eingeätzt. Die Schlitze reichen nicht bis zu den Rändern des Eisenblechs, wodurch Haltestreifen gebildet sind. Auf die Stege zwischen den Schlitzen 25 werdenFritteraupen 26 aus dem oben genannten Frittematerial aufgetragen. Anschließend wird die Basisplatte 17 aufgelegt, deren Abmessungen am Eisen blech 24 gestrichelt angedeutet sind. Die gesamte Anordnung wird nun um 180° gedreht, so daß die Trägerglasscheibe 23 oben liegt, die dann abgenommen wird. Anschließend wird die Basis platte 17 mit dem daraufliegenden Eisenblech 24 so hoch er hitzt, daß die Fritteraupen 26 schmelzen und das Eisenblech mit der Platte verbinden. Abschließend werden die überstehen den Halteränder so weit abgetrennt, daß nur noch die Eisen blechstreifen 21 verbleiben, die mit ihren Rändern über die Basisplatte 17 überstehen, um ein einfaches Kontaktieren zu ermöglichen.

Vorzugsweise wird als Material für die genannten Eisenteile nicht gewöhnliches Eisenblech verwendet, sondern mit Nickel beschichtetes Eisenblech. Solches ist z. B. von der Firma Hille & Müller unter der Bezeichnung Hilumin erhältlich. Bleche aus diesem Material sind kaum teurer als Bleche ohne solche Beschichtung, da die Beschichtung sehr dünn ist, so daß im wesentlichen nur der Beschichtungsvorgang zu einer Erhöhung des Preises führt. Es empfiehlt sich, derartiges unlegiertes Eisenblech mit Schutzschicht für die Wanne 13 zu verwenden, damit diese an ihrer Außenseite nicht rostet. Es ist aber auch von Vorteil, derartiges Material für metallische Bauteile im Inneren zu verwenden, die mit Glasplatten verbunden werden, die einen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, der dem von un legiertem Eisen entspricht. Der Vorteil besteht darin, daß durch die glatten beschichteten Flächen gewährleistet ist, daß wenig störende Stoffe an der Oberfläche absorbiert werden, solange diese noch der Atmosphäre ausgesetzt ist. Derartige Stoffe können dann innerhalb der evakuierten Einrichtung nicht mehr zu Störungen führen. Auch sorgen die glatten Flä chen für optimale Feldverteilung.

Das Ausführungsbeispiel betrifft eine Anzeigeeinrichtung 10, bei der Elektronen mit Hilfe der genannten Kathodendrähte 18 erzeugt werden. Das mit Hilfe dieses Ausführungsbeispieles er läuterte Prinzip ist aber bei beliebigen flachen Anzeigeein richtungen anwendbar, also das Prinzip, Glasplatten mit einem Ausdehnungskoeffizienten von etwa 120×10^-7 K^-1 dort zu ver wenden, wo Glasplatten mit Metallteilen zu verbinden sind, und dabei Metallteile aus unlegiertem Eisen einzusetzen, die mit dem Glas über ein Verbindungsmittel verbunden werden, das den genannten Ausdehnungskoeffizienten ebenfalls aufweist. Die Metallteile sind vorzugsweise beschichtet, wobei das Beschich tungsmaterial beliebig gewählt werden kann, insbesondere aus den Materialien Nickel, Kobalt und Chrom. Als Verbindungs mittel müssen nicht notwendigerweise Fritten eingesetzt wer den, wie beim Ausführungsbeispiel. Auch Sintergläser, Glaslote oder Keramikkleber können eingesetzt werden.

Wenn beschichtete Eisenbleche zum Herstellen von Eisenblech streifen verwendet werden, besteht das Problem, daß es in der Praxis nur schwer möglich ist, ein Ätzmittel zu finden, das sowohl das unlegierte Eisen wie auch das Beschichtungsmaterial gleich stark ätzt. In der Regel wird das Beschichtungsmaterial etwas weniger schnell abgetragen als das Eisen. Es empfiehlt sich dann, ein elektrolytisches Verfahren anzuschließen, bei dem das Beschichtungsmaterial abgetragen wird. Um nach dem gesamten Herstellvorgang noch eine gewünschte Schichtdicke des Schutzmaterials zu gewährleisten, empfiehlt es sich, von einem Blech auszugehen, bei dem die Schutzschicht etwas stär ker ist als beim fertigen Teil. Zum Beispiel beträgt die Schutzschicht zunächst etwa 6 µm und beim fertiggestellten Teil etwa 4 µm.

Claims

1. Flache Anzeigeeinrichtung (10), bei der mindestens eine Glasplatte (12; 17) mit mindestens einem Metallteil (13; 21) über ein Verbindungsmittel (15; 26) verbunden ist, wo bei das Glas, das Metall und das Verbindungsmittel im we sentlichen gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Ausdehnungskoeffizient etwa 120-10^-7 K^-1 ist und
- die Metallteile aus unlegiertem Eisen bestehen.

2. Flache Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, d adurch gekennzeichnet, daß Metallteile aus unlegiertem Eisen mit einer Schutzschicht aus einem anderen Metall überzogen sind.

3. Flache Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, d adurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus Nickel besteht.

4. Flache Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, d adurch gekennzeichnet, daß die Glasplatte die Frontschei be (12) der Anzeigeeinrichtung und das Metallteil eine Wanne (13) ist, wobei die Frontscheibe und die Wanne den Innenraum (14) der Anzeigeeinrichtung einschließen.

5. Flache Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatte eine Träger platte (17) für dünne und schmale Eisenblechstreifen (21) ist, die Elektroden darstellen.