DE2655498C2

DE2655498C2 - Abstandshalterung für Gasentladungsbildschirme

Info

Publication number: DE2655498C2
Application number: DE2655498A
Authority: DE
Inventors: Neil Myron Kingston N.Y. Poley; Marvin Benjamin Poughkeppsie N.Y. Skolnik
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-01-08
Filing date: 1976-12-08
Publication date: 1982-08-12
Also published as: IT1070035B; FR2337913B1; CA1060938A; GB1509487A; JPS566622B2; JPS52100972A; FR2337913A1; US4091305A; DE2655498A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstandshalterung für Gasentladungsbildschirme, wie sie dem Oberbegriff des

Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist

Bei großflächigen Gasentladungsbildschirmen, die für ein großes Auflösungsvermögen ausgelegt sind, besteht das Problem in der Abstandshalterung darin, daß die Gefahr besteht, daß sich die Glassubstrate bzw. die die Leitungszüge tragenden und den Gasentladungsraum begrenzenden Platten, unter der Wirkung des im Gasentladungsraum auftretenden Unterdrucks mehr oder weniger durchbiegen. Zur Lösung dieses Problems ίο bietet es sich an, Abstandshalter in der Bildschirmmitte zusätzlich anzubringen, wobei jedoch offensichtlich viele Nachteile damit verbunden sind. Zusätzliche Probleme ergeben sich auch dadurch, daß beim Zusammenbau die vorgesehenen Abstandshalter ohne weiteres aus der vorgesehenen Lage ausweichen können, und unter Umständen in für den Gasentladungsbetrieb bedeutsame Bereiche oder in das Blickfeld geraten. Da es unter diesen Umständen unbedingt erforderlich ist, dat> die Abstandshalter ihre Lage auch während des eigentlichen Zusammenbaus des Gasentladungsbildschirms mit äußerster Präzision beibehalten, ergeben sich außerdem Probleme bei der Fertigung, da diese Abstandshalter in den meisten Fällen als dünne Stäbchen ausgebildet sind und damit nur schwer zu handhaben sind, so daß eine laterale Verschiebung in vielen Fällen überhaupt nicht zu verhindern ist Um bei großflächigen Gasentladungsbildschirmen den Gasentladur.gsbetrieb nicht zu beeinträchtigen, werden im allgemeinen stabförmige, aus Glas bestehende Abstandshalter über die Bildschirmfläche verteilt und zwar so, daß diese Abstandshalter zwischen Zeilen bzw. Spaltenleitern der auf den Glasplatten angebrachten Leitungszüge zu liegen kommen. Damit wird aber das Auflösungsvermögen eines derartigen Gasentladungsbildschirms beeinträchtigt Außerdem läßt sich nicht vermeiden, daß diese Abstandshalter für den Bildschirmbeobachter sichtbar werden können. Darüber hinaus muß die Länge der Abstandshalter jeweils so eingeschränkt sein, daß ein ungehinderter Gasfluß zwischen den einzelnen Bildschirmbereichen stattfinden kann; mit anderen Worten ein möglichst ungehinderter Austausch der Ionen- und Gaspartikel muß gewährleistet sein.
Andererseits hat sich gezeigt, daß ein mit Wechselspannung statt mit Gleichspannung betriebener Gasentladungsbildschirm in vielerlei Hinsicht vorteilhaft ist. Um einen solchen Wechselspannungsgasentladungsbetrieb zu gewährleisten, muß allerdings dann jeweils eine dielektrische Überzugsschicht die auf den Glassubstrat-Innenflächen aufgebrachten Leitungszüge jeweils zum Gasentladungsraum hin abdecken. Dies führt zu zusätzlichen Problemen, wenn Abstandshalter im Innenbereich der Bildsehirmflächen angebracht werden sollen.

Die deutsche Offenlegungsschrift 20 44 224 zeigt im Innenbereich der Bildschirmflächen angebrachte Abstandshalter bei Gasentladungsbildschirmen aus Glassubstraten mit aufgebrachten Leitungszügen, die gegenüber dem Gasentladungsraum durch dielektrische Überzugsschichten abgedeckt sind. Dabei entspricht die Höhe der Abstandshalter dem vorgegebenen, den Gasentladungsraum definierenden Substratabstand.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, bei einem wechselspannungsbetriebenen Gasentladungsbildschirm Abstandshalter an der Innenfläche des Bildschirms derart anzubringen, daß weder das Auflösungsvermögen noch der Gas-Partikelaustausch zwischen den einzelnen Bildschirmflächenbereichen beein-

trächtigt werden, in dem die Abstandshalter für den Bildschinnbeobachter unsichtbar bleiben und außerdem selbst bei Herstellung großflächiger Gasentladungsbildschirme, Lageabweichungen der Abstandshalter auf ein Minimum eingeschränkt werden, ohne daß nennenswerter zusätzlicher Aufwand bereitgestellt werden muß.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, wie es im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben ist Dank der Erfindung ist nun gewährleistet, daß die die Leitungszüge tragenden Glasplatten in einem konstanten Abstand zueinander mit Hilfe metallischer Abstandshalter selbst bei großflächigen Bildschirmen über den gesamten Flächenbereich gehalten werden können.

Nach der deutschen Offenlegungsschrift 24 58 049 ist es zwar bekannt, metallische Abstandshalter im Innenbereich von Gasentladungsbildschirmen zu verwenden, jedoch sind hier die Leitungszüge nicht mit dielektrischen Überzugsschichten abgedeckt, so daß diese Bildschirme nicht für Wechselspannungsbetrieb geeignet sind. Zudem liegen hier die Abstandshalter zwischen den Leitungszügen.

Demgegenüber werden gemäß der Erfindung derartige metallische Abstandshalter vor Auftragen der dielektrischen Überzugsschicht über die Leitungszugsanordnungen direkt auf die metallischen Leitungszüge aufgetragen. In einem Ausführungsbeispiel, bei dem nur Treiberleitungen Anwendung Finden, könnten diese Abstandshalter an Stellen plaziert sein, die nicht für Anzeigezwecke beansprucht sind, wie z. B. Flächen zwischen benachbarten Leitern in der Vertikalrichtung jo oder Flächenbereiche zwischen Leitungszügen in Horizontalrichtung.

Sind Abschirmleitungen zwischen den Treiberleitungen vorgesehen, könnten diese metallischen Abstandshalter direkt auf diese Abschirmleitungszüge aufgebracht sein und hierbei ebenfalls nicht die Anzeige beeinträchtigen. Die Längenabmessungen der Abstandshalter werden dabei so gewählt, daß sie nicht den Austausch der Ladungsträger innerhalb des Gasentladungsbildschirms beeinträchtigen können. Anzahl und Plazierung der einzelnen Abstandshalter kann dabei gemäß den speziellen Anforderungen vorgesehen werden.

Es lassen sich die verschiedensten Metalle für diese Abstandshalter verwenden, wobei vielerlei bekannte Verfahren zur Verfügung stehen, um diese Abstandshalter auf die Leitungszüge an den vorgesehenen Stellen aufzubringen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

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

F i g. 1 einen Draufsichtsausschnitt eines Gasentladungsbildschirms,

Fig.2 einen Querschnittsausschnitt des Gasentladungsbildschirms, längs der Linie 2-2 in F i g. 1.

In F i g. 1 sind die beiden sich kreuzenden Leitungszugsscharen, die jeweils einer Glasplatte zugeordnet eo sind, als Horizontalleitungen 13 bis 19 und Vertikalleitungen 23 bis 31 dargestellt In typischer Weise wird dabei für den Leitungszugsabstand das gleiche Maß wie für die Leitungszugsbreite gewählt nämlich etwa 0,1 mm. Die horizontalen Leitungszüge 13 bis 19 stellen dabei die Leitungszüge auf der unteren Fläche der oberen Glasplatte 3 dar, wohingegen die vertikalen Leitungszüge 23 bis 31 die Leitungszüge auf der oberen Fläche der unteren Glasplatte 5 (Fig.2) darstellen; wenn die Sichtfläche nicht für die untere Platte vorgesehen ist kann statt der Glasplatte 3 auch ein undurchsichtiges Substrat verwendet werden. Die Glasplatten- oder Substratplattenraetallisierung kann mit Hilfe einer Chrom-Kupfer-Chrom-Auflage realisiert werden, wobei die untere Chromschicht zwecks Haftung, die mittlere Kupferlage als eigentlicher Leiter und die obere Chromschicht zum Schutz des Kupferleiters aufgetragen sind. Als Alternative lassen sich auch Leitungszüge aus Gold, Aluminium, Nickel oder verschiedenen Legierungen in zweckmäßiger Weise verwenden.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden dann metallische Abstandshalter, wie die Abstandshalter 33, 35 und 37 z. B. auf die vertikalen Leitungszüge 23, 25 und 30 aufgebracht Diese metallischen Abstandshalter, die z. B. aus Nickel bestehen können, werden dabei direkt auf die ausgewählten Leitungszüge mit Hilfe üblicher Herstellungsprozesse aufgebracht die für eine Metall-Metallbindung geeignet sind, wie z. B. Thenmo-Druck-Metallisierung, Ultraschall-Druck-Metallisierung, Plattieren usw. Wie bereits gesagt haben die Leitungszüge eine Breite von etwa 0,1 mm, wobei der Abstand zwischen den Leitungszügen ebenfalls 0,1 mm beträgt Dementsprechend sind die Abstandshalter geringfügig schmäler als die jeweils zugeordneten Leitungszüge, um ihre Plazierung zu erleichtern, wobei sie zweckmäßigerweise in Banddrahtform Anwendung finden sollten.

An dieser Stelle sei betont daß die Zeichnungen nicht maßstabsgerecht sind, sondern lediglich eine schematische Darstellung der Leitungszugsanordnungen eines Gasentladungsbildschirms zeigen, so daß hieraus nicht spezielle Parameter hinsichtlich Leitungszugsabmessungs-Auflösungsvermögen oder Struktur-Details abzulesen sind. Vorzugsweise werden besondere Leitungszüge, wie vertikale Leitungszüge, zwischen vorgesehenen Stellen zur Zeichendarstellung oder horizontale Leitungszüge zwischen vorgesehenen Zeichenzeilen ausgewählt, um hierauf die Abstandshalter anzubringen. Je nachdem wie die Konstruktion eines speziellen Gasentladungsbildschirms ausgeführt ist lassen sich natürlich auch zusätzliche Leitungszüge in den Leitungszugsscharen für die Zwecke der Erfindung speziell aufbringen. Wenn in der vorliegenden Darstellung die Abstandshalter als auf den vertikalen Leitungszügen aufgebracht dargestellt sind, lassen sich selbstverständlich auch die Abstandshalter auf die horizontalen Leitungszüge oder bei einer anderen Version auch auf beiden Leitungszugsarten aufbringen.

Gleicherweise könnte die Erfindung auch so durchgeführt sein, daß nicht die gesamte Abstandshalterung ausschließlich auf dem vertikalen oder horizontalen Leitungszug vor Zusammenbau des Gasentladungsbildschirms aufgetragen ist sondern daß an den vorgesehenen Stellen jeweils die obere und untere Glasplatte zur Hälfte des an den vorgesehenen Stellen jeweils anzubringenden Abstandshalters beitragen, so daß sich nach Zusammenlegen beider Substrate aus der Summe der beiden Abstandshalterhälften der gewünschten Substratabstand zur Bildung der Gasentladungskammer ergibt Für die Erfindung ist es unmaßgeblich, welche Form die Abstandshalter besitzen, statt der in F i g. 1 gezeigten Form könnten ebensogut auch Kreis- oder Quadratform die vorgesehenen Zwecke erfüllen. Dabei sollte aber auch hier der Scheibendurchmesser oder die Quadratseite geringfügig kleiner als die Leitungszugs-

breite sein.

Hinsichtlich der Leitungszugsabmessungen im Verhältnis zu den Abstandshaltern, läßt sich eine Variante zu oben aus F i g. 2 erkennen. Wie sich aus der Darstellung nach Fig.2 deutlich ergibt, sind die '> Abstandshalter 33,35 und 37 auf die Leitungszüge 23,25 bzw. 30 aufgebracht, indem dann über das ganze eine dielektrische Überzugsschicht 31 durch Sprühen oder irgend ein anderes geeignetes Verfahren aufgebracht ist, wobei dann nach Anwendung von Schmelzrückfluß m die dielektrische Schicht hinsichtlich ihrer Dicke oberhalb der Abstandshalter im wesentlichen der Dicke oberhalb der Leitungszüge entspricht. Da diese dielektrische Überzugsschicht 41 oberhalb der Abstandshalter 33, 35 und 37 jeweils mit gleicher Dicke aufliegt, ist gewährleistet, daß sich ein gleichförmiger Abstand innerhalb der Gasentladungskammer ergibt, und zwar zwischen den dielektrischen Schichten 41 auf der unteren Glasplatte und der dielektrischen Schicht 43 auf der oberen Glasplatte, und zwar in Bereichen ?υ oberhalb der Leitungszüge.

Unter Verwendung von geschmeidigem Material für den die Abstandselemente bildenden Draht anstelle von Glasstäbchen, lassen sich die hiermit verbundenen Nachteile vermeiden, die durch Bruchstelleneinrisse im Glasabstandshalter zusammen mit daraus resultierenden Verunreinigungen auftreten können und dann das Blickfeld beeinträchtigen, wenn die Teilchen hier hineingeraten.

Wie bereits erwähnt, sind Verfahren zum Aufbringen

metallischer Abstandshalter auf Leitungszügen an sich bekannt, wobei die Plazierung der Abstandshalter in der Leitungszugsschar mit Hilfe einer modifizierten Maschinen-Koordinatentafel, wie sie bei automatischen Verdrahtungszwecken für Schaltkarten Verwendung findet, an den gewünschten Stellen unter digitaler Programmsteuerung erfolgen kann. Einzige Anforderung beim Anbringen dieser Abstandshalter besteht darin, daß sie nicht zu lang sind oder zu dicht aneinander angebracht werden, um zu verhindern, daß der Austausch der Gas-Partikel, wie er zum Gasentladungsbetrieb erforderlich ist, behindert wird. Dies stellt die einzige Begrenzung in Anzahl und Plazierung der Abstandshalter bei Anwendung der Erfindung dar.

Zusätzlich zum bevorzugten Ausführungsbeispiel wie es oben dargestellt ist, lassen sich auch andere Anordnungen zur Bereitstellung eines Gasentladung bildschirms relativ hoher Auflösung verwenden, indem Abschirmleitungen zwischen den normalen Leitungszügen auf den Glassubstraten eingefügt sind, wobei sowohl die eine als auch die andere Leitungszugsschar oder auch beide Leitungszugsscharen betroffen sein können. Diese Abschirmleitungen sind dann gemeinsam an eine vorgesehene Potentialquelle angeschlossen. Bei Verwendung einer derartigen Konfiguration könnten die Abstandshalter auf diesen Abschirmleitungen angebracht sein, die ja nicht am Entladungsbetrieb selbst beteiligt sind, sondern jeweils benachbart zu den Gasentladungszellen angeordnet sind, so daß sie einem Bildschirmbeobachter unsichtbar bleiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Abstandshalterung für Gasentladungsbildschirme, die aus einer einzigen Gasentladungskammer bestehen und für Wechselspannungsbetrieb vorgesehen sind und bei denen Abstandshalter zur Gewährleistung eines Gasentladungsraumes vorgegebener Weite zwischen den die Leitungszüge tragenden Substraten vorgesehen sind, die ihrerseits gegenüber dem Gasentladungsraum durch dielektrische Oberzugsschichten abgedeckt sind, wobei die Höhe dieser Abstandshalter dem vorgegebenen, den Gasentladungsraum definierenden Subsiratabstand entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Metall bestehenden Abstandshalter (33, 33, 37) an vorgegebenen Stellen auf den Leitungszügen (23—31) außerhalb der Gasentladungszellen (20) direkt aufgetragen sind und die Breite der Leitungszuge größer als die Breite der Abstandshalter ist.

2. Abstandshalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den vorgesehenen Stellen auf den Leitungszügen (23—31) angebrachten Abstandshalter (33, 35, 37) ebenfalls den die Leitungszüge überziehenden dielektrischen Oberzug (41) aufweisen.

3. Abstandshalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die .metallischen Abstandshalter (33, 35, 37) außerhalb der als Anzeigeflächen dienenden Bereiche des Gasentladungsbildschirms angebracht sind.

4. Abstandshalterung nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Abstandshalter (33,35,37) Stücke eines geschmeidigen Drahtes bilden.

5. Abstandshalterung nach den Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Abstandshalter (33, 35, 37) auf Leitungszügen aufgebracht sind, die nur indirekt für die Bildschirmdarstellung vorgesehen sind.

6. Abstandshalterung nach den Ansprüchen 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Abstandshalter (33,35,37) rechteckförmig sind.

7. Abstandshalterung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Abstandshalter (33,35,37) scheibenförmig ausgebildet sind.

8. Verfahren zur Herstellung der Abstandshalterung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Abstandshalter an ausgewählten Stellen ausgewählter Leitungszüge direkt aufgebracht werden, um einen gleichförmigen Entladungsabstand innerhalb des Gasentladungsraumes zu gewährleisten,

daß ein Überzug aus dielektrischem Material jeweils über die Leitungszüge einschließlich der Abstandshalter aufgebracht wird, so daß der Gasaustausch im durch Aufeinanderlegen der die Leitungszüge tragenden Substrate und anschließendes Versiegeln gebildeten Gasentladungsraum im wesentlichen ungehindert für den Gasentladungsanzeigebetrieb stattfinden kann.