DE2855090C2 - Leuchtschirm für flache Bildanzeigegeräte - Google Patents
Leuchtschirm für flache BildanzeigegeräteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Lochschirm für flache Bildanzeigegeräte mit voneinander durch Schwarzumrandung
getrennten Leuchtpunktflächen.
Bei flachen Biildanzeigegeräten, d. h. Bildanzeigegeräten mit flachem Bildschirm, wie sie insbesondere
nach dem Prinzip der Gasentladungsanzeige als Plasma-Panel oder Plasma-Display bekannt und beispielsweise
in der DE-OS 2412H69 beschrieben sind, ist ein ein- oder mehrfarbig fein gerasterter Leuchtschirm
mit hoher Lichtausbeute erforderlich. Als eigentliche Kathode dient ein Plasma, aus dem über eine
Steucrlochplatte mit Matrixansteuerung für jeden anzuregenden
Lcuchtpiinkt ein Elektronenstrahl gezogen wird. Im Vergleich zur klassischen Kathodenstrahl-Bildröhre,
wo ein einziger Elektronenstrahl sämtliche Leuchtpunkte erreichen muß und bei den
dadurch erforderlichen Ausmaßen der Bildröhre sehr hohe Beschleunigungen erfahren kann, sind die Elektronenstrahlen
bei Gasentladungsanzeigegeräten niederenergetisch. Hohe Beschleunigungsspannungen
sind durch die flache Bauweise nicht möglich. Deshalb ist es äußerst wichtig, beim Umsetzen der Elekiionenenergie
in Licht oder auch bei einer Lichterzeugung in den Leuchtpunkten etwa durch UV-Einstrahlung
eine hohe Lichtausbeute zu bekommen.
Zu diesem Zweck ist es schon bei der klassischen Kathodenstrahlröhre bekannt und beispielsweise in
der US-PS 3858083 beschrieben, die Leuchtstoffpunkte
auf der Innenseite mit einer spiegelnden Metallschicht zu überziehen. Das vom angeregten
Leuchtstoff nach hinten abgestrahlte Licht wird an dieser Metallschicht größtenteils reflektiert und dem
nach vorn abgestrahlten Licht zugeschlagen. An dieser Metallschicht werden aber auch die anregenden Elektronen
geschwächt, was bei den hochenergetischen Kathodenstrahlelektronen keine große Rolle spieit,
aber bei den niederenergetischen Elektronen der flachen Gaseittladungsanzeigegeräte die Anwendung
solcher Metallspiegel erschwert.
Aus der genannte* US-PS 3858083 ist überdies bekannt, die Leuchtpunkte voneinander durch undurchsichtige
Umrandungen abzusetzen. Im Zusammenhang mit flachen Bildanzeigegeräten ist dies auch
in der älteren Patemanmeldung P 2806436 beschrieben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leuchtschirm mit schwarzumrandeten
J5 Leuchtpunkten hoher Ausbeute und Farbreinheit zu schaffen, ohne daß sich die Maßnahmen nachteilig auf
die das Licht verursachende Energieträger auswirken. Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem
Leuchtschirm der eingangs genannten Art erfindungsgemäß folgende Merkmale vorgeschlagen:
a) auf der Innenseite des Leuchtschirms trägt eine Schirmglasplatte über der Schwarzumrandungsschicht eine Lochplatte, die über jedem Leuchtpunkt ein Loch hat;
a) auf der Innenseite des Leuchtschirms trägt eine Schirmglasplatte über der Schwarzumrandungsschicht eine Lochplatte, die über jedem Leuchtpunkt ein Loch hat;
v, b) die Wände der Plattenlöcher tragen zumindest
auf einem der Schirmglasplatte zugewandten Wandteil
bl) entweder eine Metallisierung
b2) oder eine LeuchtstofFschicht, die als Erwei- -,0 terung der unter den Löchern auf der
b2) oder eine LeuchtstofFschicht, die als Erwei- -,0 terung der unter den Löchern auf der
Schirmglasplattc aufgebrachten Leuchtstoffpunkte auf die Lochwände hochgezogen
ist,
b3) oder beides, wobei sich im Falle bl) der Meü tallisierung die Plattenlöcher zu der Schirm
glasseite hin ausweiten und im Falle b3) die Erweiterung der Leuchtstoffschicht auf der
Metallisierung sitzt.
Mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Leuchtschirms läßt sich die aktive Leuchtstofffläche gegenüber der
reinen Leuehtpunktfläehe erheblich vergrößern bzw. besser ausnutzen. Es erreichen mehr Elektronen
Leuchtstoffpartikel, die ihr Licht nach allen Seiten, also auch nach vorn ausstrahlen. Die nach vorn abgeh)
strahlte Lichtsumme wird pro Leuchtpunkt wesentlich größer, als wenn nur eine dem Leuchtpunkt entsprechende
und nur in der Leuchtpunktebene liegende unvcrspiegeltc Leuchtstofffliiehc verwendet wird.
Die Lochplatte trennt die Leuchtpunkte voneinander. Es können keine an einem Leuchtpunkt gestreut
reflektierte Elektronen auf einen benachbarten Leuchtpunkt gelangen. Durch diese Entkopplung der
Leuchtpunkte werden Kontrast und Farbreinheit gegenüber rein flächigen Schirrnanordnungen erheblich
verbessert. Reflektierte Elektronen tragen überdies beim Auftreffen auf zusätzliche farbgleiche Leuchtstoffschichten
7ur Erhöhung der Lichtausbeine bei.
Gegenüber der Alternative b2) (zusätzliche ι ο
Leuchtstoffschichten) erreicht man eine weitere Steigerung der Lichtausbeute nach der Alternative b3)
durch eine Metallisierung der Lochwände, d. h. an den Stellen der Lochwände, wo die zusätzliche Leuchtstoffschicht
angebracht ist, zwischen Wand und Leuchtstoffschicht. Dadurch wird der vom Leuchtstoff
in Richtung Lochwand abgestrahlte Lichtanteil zumindest teilweise in Richtung des Schirmglases reflektiert.
Verzichtet man nach der Alternative bl) auf die zusätzliche Leuchtstoffschicht an den Lochwänden
und nutzt nur die Vorteile der Lochwandirtstallisierung
aus, dann ist die Steigerung der Lichtausbeute durch die Formgebung der Löcher bedingt. Die Löcher
weiten sich zu der Schirmglasseite hin aus und bilden dadurch für den nach hinten, also in die Löcher
hinein, abgestrahlten Lichtanteil einen Spiegel, der das Licht zum großen Teil wieder nach vorn reflektiert.
Diese Formgebung der Löcher läßt sich auch schon jo bei der Kombination zusätzlicher Leuchtstoffe und
Metallisierung (Alternative b3) vorteilhaft anwenden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich durch gezielte Formgebung der Löcher, wenn die Ausweitung
mit der Metallisierung angenähert einen parabolischen Spiegel ergibt.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn sich die Metallisierung der Lochwände auch auf die Verbindungsflächen
der Lochplatte mit der Schwarzumrandungsschicht erstreckt, so laß eine zusammenhängende elektrisch
leitende Schicht entsteht. Dann kann die gesamte Metallisierung als Ableiterelektrode für die auftreffenden
Elektronen verwendet werden. Die Metallisierung erfolgt vor dem Aufbringen der Lochplatte beispielsweise
durch ein Kathodenzerstäubungsverfahren, durch Aufdampfen, wobei eine definierte Metallisierungstiefe in die Löcher hinein durch einen bestimmten
Aufdampfwinkel erreicht wird, durch chemische Dampfabscheidung oder durch stromlose Abscheidung
in der Flüssigphase. Im Betrieb wird die Metailisierung
der Lochplatte auf ein Potential gelegt, das erstens genügend Elektronen auf die Wand und damit
auf den dort nach der Alternative b3) auf der Metallisierung sitzenden Leuchtstoff auftreffen läßt, das
zweitens zum Verhii/dern von Aufladungseffekten die Elektronen ableitet und das drittens noch genügend
Elektronen für die auf dem Schirmglas sitzenden Leuchtstoffschicht übrig läßt, d. h. die Funktion der
zwischen Leuchtstoffschicht und Schirmglas liegenden Beschleunigungsanode nicht beeinträchtigt. m>
Die Lochplatte besteht vorzugsweise aus Glas und ist auf die Schwarzumrandungsschicht aufgeschmolzen.
Eine dazwischenliegende Metallisierung beeinträchtigt diese Verbindung nicht. Die Verwendung eines
geeigneten keramischen Materials ist auch hi
möglich.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Leuchtschirms ist die Lochplatte so stark, daß sie als Abstandshalter zwischen der Schirm glasplatte und der
in einem Gasentladungsanzeigegerät verwendeten Steuerlochplatte dient.
Auch für den Fall, wo die Lochplatte nur als Unterlage
für evtl. weitere Platten oder Elemente als Abstandshalter zwischen Schirmglasplatte und Steuerlochplatte dient, ermöglicht sie eine exakte Abstandshalterung,
bei der die Leuchtstoffschichten geschützt werden.
Anhand ·.on in den Figuren der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Lochplatte,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Leuchtschirm mit parallelen metallisierten Lochwänden
in der Lochplatte und zusätzlicher Leuchtstoffschicht,
Fig. 3 einen Schnitt mit kegligen metallisierten Lochwänden ohne zusätzliche Lei/htstoffschicht,
Fig. 4 einen Schnitt annähernd parabelförmigen
metallisierten Lochwänden und zusätzlicher Leuchtstoffschicht,
Fig. 5 einen Schnitt mit doppelkegligen metallisierten Lochwänden und zusätzlicher Leuchtstoffschicht.
In der perspektivischen schematischen Darstellung der Fig. 1 ist mit 1 ein Schirmglas als Frontscheibe
eines flachen Gasentladungs-Bildan?eigegeräts bezeichnet. Darauf befindet sich - im Inneren des BiIdanzeigeräts-
eine etwa 0,2 μ dicke leitfähige Schicht 2 aus dotiertem Indiumoxid als Beschleunigungsanode
für die aus der Gasentladung gezogenen Elektronenstrahlen (mit Pfeilen angedeutet). Darauf befindet
sich eine Schwarzumrandungsschicht 3 in Gestalt eines Gitters, das die Flächen 4 für Leuchtpunkte freiläßt.
Auf der Schwarzumrandungsschicht 3 liegt eine Lochplatte 5, die über den Gitteröffnungen 4 der
Schwarzumrandungsschicht 3 durchgehende Löcher 6 hat.
Aus dem Schnittbild der Fig. 2 ist der weitere Aufbau zu ersehen. In den öffnungen 4 der Schwarzumrandungsschicht
3 liegen als Leuchtpunkte jeweils Leuchtstoffschichten (7), die sich weiter auf die
Wände der Löcher 6 bis etwa zwei Dtittel der Tiefe hinein erstrecken. Zwischen der Lochplatte 5 und der
Schwarzumrandungsschicht 3 befindet sich eine Metallisierungsschicht 8, die sich auch auf die Wände der
Löcher 6 erstreckt und dort zwischen den Leuchtstoffschichten 7 und den Lochwänden der Lochplatte
5 zu liegen kommt.
Diese Anordnung eines erfindungsgemäßen Leuchtschirms wird beispielsweise folgendermaßen
hergestellt: Auf das Schirmglas 1 wird ein Glaslot-Gitter als Schwamimrandung 3 aufgebracht. Dazu
wird Glaslot mit einem sog. »black dye«-Zusatz aus verschiedenen Metalloxiden mit Methylglykolacetat,
Spritzverdünner und Fotolack aufgeschlämmt, ganzflächig aufgesprüfr und nach dem Trocknen mit Masken
des entsprechenden Dreifarbenrasters für Farbfernsehen belichtet, anschließend entwickelt und
getrocknet. Mit Schwarzumrandung ah gängigen; Ausdruck ist dabei eine undurchsichtige Umrandung
gemeint.
Als Lochplatte 5\/i~d eins 1 mm dicke Glasscheibe verwendet, deren Außenabmessungen mit denen des
Schirmglases 1 übereinstimmt. Die Löcher sind entweder mit klassischen Gl:is;it/verf;ihrrn rnKtnnHpn
oder mittels eines Fotoverfahrens, wie es beispielsweise
bei dem im Handel erhältlichen Fotoformglas angewendet wird. Die Metallisierung erfolgt durch
Aufdampfen einer 100 nm dicken Al-Schicht 8 im Hochvakuum. Die Löcher 6 sind bis in eine Tiefe von
etwa 0,2 mm mit Aluminium bedampft. Dadurch ergibt sich bei einer Lochflächc von ca. 0.2 x 0,5 mnr
eine Vervierfachung der »aktiven« Fläche.
Schirmglas 1 und Lochplatte 5 werden nach erfolgter Justierung miteinander versintert, wobei als
Lot das auf dem Schirmglas 1 aufgebrachte vorgetrocknete Glaslotgitter der Schwarzumrandung 3
dient.
Danach werden zur Leuchtstoffbeschichtiing
sprühfähige Aufschlämmungen · on je einem roten (z. B. Y2O2S: Eu), grünen [/.. B. Zn, CcI)S :Cu| und
blauen (z. B. ZnS: EU) Phosphor nacheinander durch entsprechende magnetisch gehaltene Masken aus
Stahl oder Nicke! auf die den Farben cnt^i^ncn^u
Leuchtpunktflächen gesprüht. Dabei liegen die Masken auf der Lochplatte 5 auf und werden mechanisch
justiert. Bei entsprechender Spriiheinstellung werden das Schirmglas 1 und die Glasplattcnwände mit Phosphor
belegt. Anschließend wird die Phosphorschicht von Bindemitteln entgast.
In der Fig. 3 ist die Ausgestaltung der Lochplatte 5
dargestellt, wo sich die Löcher 6 in Richtung des Schirmglases 1 keglig ausweiten. Der Aufbau Schirmglas
1. Anodenschicht 2, Schwarzumrandungsschicht 3, Metallisierungsschicht 8 und Lochplatte 5
entspricht dem nach der Fig. 2. Die Leuchtstoffschicht 7 liegt jedoch nur auf dem Schirmglas 1 und
nicht auf den Wänden der Löcher 6. So wird lediglich der Spicgeleffekt der Metallisierung in den Löchern (
zur erhöhten Lichtausbeute ausgenutzt. Sowohl nacl hinten ausgestrahltes Licht als auch von der Lcucht
Stoffschicht 7 reflektierte Elektronen werden an dei
Metallisierung 8 reflektiert und wieder auf die Leuchtstoffschiclit 7 geworfen, wo dieses Licht /x\
mindest teilweise zu dem nach vorn ausgestrahlter Licht addiert wird und wo Sekundäreleklronen weite
res Licht erzeugen können. Die keglige Form der Loin
eher 6 entsteht beispielsweise durch Atzen der Lochplatte
5 aus Glas.
In Fig. 4 ist die Ausführung dargestellt, bei dei
die Löcher 6 der Glasplatte 5 wieder /um fchirmglas
1 hin aufgeweitet sind und eine Mctallisierungs-ι"'
schicht 8 tragen, wo aber die Leuchtstoffschicht 7 aul die Metallisierung 8 der Lochwände hochgezogen isi
und wo durch entsprechendes Ätzen die Ausweitung annähernd parabolisch ist. so daß mit der Metallisierung
ο ι ciriiuOiSpicgci cmSicncH.
-'<> Die Fig. 5 zeigt eine weitere modifizierte Lochform.
Die Löcher 6 der Lochplatte S entstehen durch bcidseitigcs Ätzen und sind dadurch nach beiden Seiten
geöffnet. Sie sind etwa doppelkeglig begrenzt, wobei der zum Schirmglas 1 geöffnete Kegel die Metalli-
.'■· sierung 8 und die Leuchtstoffschicht 7 trägt.
Die zweiseitige Aufweitung der Löcher 6 hat den Vorteil, daß die Kegelwände steiler gehalten werden
können, vihne daß die elektronenseitige öffnung der
Löcher 6 zu eng wird. Dies ist insbesondere dann von
in Vorteil, wenn die Lochplatte 5 so dick ausgebildet ist,
daß sie als Abstandshalter zwischen dem Schirmglas 1 und der Steuerlochplatte des Gasentladungsanzeigegeräts
dient.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Leuchtschirm für flache Bildanzeigegeräte mit voneinander durch Schwarzumrandung getrennten
Leuchtpunktflächen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) auf der Innenseite des Leuchtschirms trägt eine Schirmglasplatte (1) über der Schwarzumrandungsschicht
(3) eine Lochplatte (5), die über jedem Leuchtpunkt ein Loch (6) hat;
b) die Wände der Plattenlöcher (6) tragen zumindest auf einem der Schirmglasplatte (1)
zugewandten Wandteil
bl) entweder eine Metallisierung (8)
b2) oder eine Leuchtstoffschicht (7), die als Erweiterung der unter den Löchern (6) auf der Schirmglasplatte (1) aufgebrachten Leuchtstoffpunkte auf die Luchwände hochgezogen ist,
b3) oder beides, wobei sich im Falle bl) der Metallisierung (8) die Plattenlöcher (6) zu der Schirmglasseite hin ausweiten und im Falle b3) die Erweiterung der Leuchtstoffschichl (7) auf der Metallisierung (8) sitzt.
b2) oder eine Leuchtstoffschicht (7), die als Erweiterung der unter den Löchern (6) auf der Schirmglasplatte (1) aufgebrachten Leuchtstoffpunkte auf die Luchwände hochgezogen ist,
b3) oder beides, wobei sich im Falle bl) der Metallisierung (8) die Plattenlöcher (6) zu der Schirmglasseite hin ausweiten und im Falle b3) die Erweiterung der Leuchtstoffschichl (7) auf der Metallisierung (8) sitzt.
2. Leuchtschirm nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Plattenlöcher (6) auch bei den Alternativen b2) und b3) zur Schirmglasseite
hin ausweiten.
3. Leuchtscnirm nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausweitung mit der Metallisierung (8) angenähert einen parabolischen
Spiegel ergibt.
4. Leuchtschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metallisierung
(8) der Lochwände auch auf die Verbindungsflächen der Lochplatte (8) mit der Schwarzumrandungsschicht (3) erstreckt, so daß
eine zusammenhängende elektrisch leitende Schicht entsieht.
5. Leuchtschirm nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte
(*>) aus Glas besteht und auf die Schwarzumrandungsschicht
(3) aufgeschmolzen ist.
6. Leuchtschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte
(S) so stark ist, daß sie als Abstandshalter zwischen der Schirmglasplatte (1) und der in einem Gasentladungsanzeigegerät
verwendeten Steuerlochplatte dient.
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1979
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