-
-
Anzeigevorrichtung mit einem Plattenstapel.
-
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Ein derartiges Flachdisplay wird in der DE-OS 2937252 (Fig.4) beschrieben.
-
Bei dem vorgekannten Bildschirm werden Elektronen einer Gasentladung
in selektiv geöffnete Kanäle einer matrixadressierten Steuereinheit gezogen, dort
auf einige kV nachbeschleunigt und anschließend auf einen Phosphorpurlkt geführt,
der durch den Elektronenaufprall zum Leuchten angeregt wird. Die Steuereinheit ist
dabei folgendermaßen aufgebaut: Eine Steuerscheibe wird gegen die Frontplatte durch
eine Abstandsscheibe, mit der sie ganzflächig über eine Glaslotschicht verbunden
ist, distanziert. Beide Scheiben sind rückseitig mit den Zeilenleitern bzw. Spaltenleitern
der eigentlichen Steuermatrix beschichtet. Die Steuerscheibe trägt außerdem noch
auf ihrer Vorderseite zeilenleiterparallele, interdigital zusammengeschaltete Schichtelektroden,
die das Spaltennebensprechen unterdrücken. In den Kreuzungspunkten der Matrixleiter
sind die Scheiben gelocht, wobei die Löcher der Steuerscheibe einen konstanten Querschnitt
haben und die Löcher der Abstandsscheibe sich nach vorn hin konisch erweitern.
-
Eine solche Stapelbauweise bietet mehrere Vorteile: Das Steuerteil
und der eigentliche Bildschirm sind zu einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt,
die mechanisch besonders robust ist und auch dann noch für einen exakten Elektrodenabstand
auf der Hochspannungsstrecke sorgt, wenn man nicht besonders formstabile Elektrodenträger
verwendet. Außerdem können die Elektronen weder auf direktem Wege noch über Reflexionen
an der Rückseite der Frontplatte ("Springbrunneneffekt") auf falsche Phosphorpunkte
ge-
langen, denn sie werden in vollständig geschlossenen Kanälen
geführt. Auf diese Weise sind alle Nebensprecheffekte beseitigt, mit der Folge,
daß das dargestellte Bild vor einem extrem dunklen Hintergrund erscheint und bei
einer Bunt-Darstellung keine Fehlfarben auftreten. Darüber hinaus kann das Bild
selbst besonders leuchtkräftig werden, denn es ist möglich, den Phosphor auch auf
die Lochwandungen der vordersten Stapelplatte zu bringen und damit die Lichtausbeute
zu steigern. Diese wertvollen Eigenschaften werden allerdings mit einem nicht unerheblichen
Herstellungsaufwand erkauft, der vor allem bei hochauflösenden Bildschirmen problematisch
wird: schon geringste Struktur- und Justierfehler im Plattenstapel können dazu führen,
daß die Röhre gestörte Bilder liefert und zu elektrischen Durchschlägen neigt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Panel der eingangs genannten
Art den Plattenstapel so auszubilden, da3 er sich auch bei hochfein gerasterten
Bildschirmen ohne besondere Schwierigkeiten fertigen und justieren läßt und überdies
hochspannungsfest ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Bei dem vorgeschlagenen Displaytyp ist der Plattenstapel ein Stecksystem
aus Formteilen, bei denen man in einer üblichen Phototechnik sämtliche Strukturen
- die Elektronendurchtrittskanäle, die Führungskerben und die Zentriervorrichtungen
- mit der erforderlichen Präzision erzeugen kann. Die Gitterelektroden, die erfindungsgemäß
als Drahtleiterscharen realisiert sind, lassen sich rationell in einer Wickeltechnik
herstellen, ohne optische Hilfen positionieren - man legt die Drähte einfach in
die dafür vorgesehenen Plattenkerben - und in einem einzigen Glaslotprozeß, bei
dem auch die übrigen Zellenteile miteinander verfestigt werden, randseitig fixieren.
-
Der Gedanke, Draht- statt Schichtelektroden zu verwenden, ist an sich
schon vor längerer Zeit geäußert worden; vergleiche hierzu beispielsweise die DE-AS
1811272. Bisher hatte man allerdings noch nicht daran gedacht, diese Drahtgitter
in ein Trägersystem aus selbstjustiert zusammengesteckten, photoätzbaren Formstücken
zu integrieren.
-
Drahtleiter sind überhaupt erst wenig eingesetzt worden, weil sie
die Elektronenstrahlen defokussieren. Dieser Streueffekt ist im vorliegenden Fall
allerdings unschädlich, weil die Elektronen aus ihren Führungskanälen nicht entweichen
können. Im übrigen hat sich gezeigt, daß man mit Drähten Steuerleistungen erzielen
kann, die sich mit den üblichen Streifenleiter-Werten durchaus vergleichen lassen.
So lassen sich Elektronen mit Schaltspannungen zwischen 50Volt und 100Volt über
Isolationsstrecken von mehr als 0,4mm sauber führen.
-
Im einfachsten Fall besteht der erfindungsgemäß vorgesehene Plattenstapel
aus zwei Platten, von denen die hintere auf ihrer Rückseite Zeilenleiterdrähte und
auf ihrer Vorderseite Spaltenleiterdrähte trägt und die vordere Platte rückseitig
mit einem dem Zeilenleitergitter entsprechenden Drahtgitter versehen ist.
-
Liegt zwischen der Anode und den ihr zugewandten Drahtleitern eine
besonders große Spannung, so kann es sich empfehlen, vor die beiden Platten noch
eine weitere Platte zu setzen, die lediglich den Abstand der Hochspannungsstrecke
verlängert. Diese dritte Platte, die keine Drahtleiter trägt, sollte in ihren Löchern
- zumindest in deren vorderen Abschnitten - metallisiert sein, damit es zu keinen
schädlichen Wandaufladungen kommt.
-
In beiden Fällen ist es zweckmäßig, die Leuchtstoffschicht auch in
die Löcher der vordersten Platte hineinreichen zu lassen. Die so beschichteten Kanalabschnitte
sollten sich
dabei nach vorne hin trichterförmig erweitern, damit
das in diesem Bereich emittierte Licht auch den Betrachter erreicht.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.
-
Der Lösungsvorschlag soll nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
inVerbindung mit der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. In den Figuren
der Zeichnung sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung, teilweise geschnitten,
in einer Perspektivansicht; Fig. 2 die aus dem Plattenstapel und der Frontplatte
gebildete Baugruppe aus dem Beispiel der Fig. 1, im Schnitt II-II, teilweise weggebrochen;
Fig. 3 die Baugruppe der Fig. 2 im Schnitt III-III; Fig. 4 eine modifizierte Baugruppe,
dargestellt wie in Fig. 2; Fig. 5 die Baugruppe der Fig. 4 im Schnitt V-V; und Fig.
6 in der Darstellungsweise der Fig. 2 eine dritte Baugruppe.
-
Der in der Fig. 1 mit seinen wesentlichen Teilen dargestellte Flachbildschirm
dient zur Wiedergabe farbiger Fernsehbilder. Er enthält im einzelnen eine gasgefüllte
Hülle 1.mit einer Rückplatte 2, einer Frontplatte 3 und einer Steuereinheit 4. Alle
drei Teile erstrecken sich in zueinander parallelen Ebenen, wobei die Steuereinheit
der Frontplatte anliegt und zur Rückplatte einen bestimmten Abstand einhält.
-
Die Rückplatte 2 ist auf ihrer Vorderseite mit einer Schar von zueinander
parallelen, relativ breiten Kathodenstreifen 7 versehen. Die Frontplatte trägt auf
ihrer Rückseite
ein regelmäßiges Raster aus Phosphorpunkten 8 und
darüber eine Nachbeschleunigungsanode 9. Die Phosphorpunkte, die durch Elektronen
zur Lichtabgabe angeregt werden, emittieren in den Farben rot, grün und blau. Sie
sind-auf dem Bildschirm mit der üblichen Farbenfolge verteilt.
-
Die Steuerstruktur enthält drei Platten (hintere, mittlere und vordere
Platte 10, 11 bzw. 12). Alle drei Platten sind mit zueinander fluchtenden, jeweils
einem Bildpunkt entsprechenden Kanälen 13, 14 bzw. 15 versehen. Die hintere Platte
10 ist darüber hinaus auf ihrer Rückseite mit waagerechten Führungskerben 16 und
auf ihrer Frontseite mit senkrechten FUhrungskerben 17 strukfuSert. In die mittlere
Platte 11 sind frontseitig ebenfalls waagerecht verlaufende Führungskerben 18 eingebracht.
Jede Kerbe nimmt einen elektrisch leitenden Metalldraht auf, und zwar die Kerben
16 Zeilenleiter 19, die Kerben 17 Spaltenleiter 20 und die Kerben 18 Tetrodenleiter
21. Die Zeilen- und Spaltenleiter sind einzeln ansteuerbar und bilden zusammen eine
Matrix, mit der die Elektronendurchtrittskanäle selektiv geöffnet oder gesperrt
werden können. Beide Leiterarten kreuzen sich jeweils im Zentrum der Kanalquerschnitte.
Die Tetrodenleiter, die jeweils mit einem der Zeilenleiter fluchten, sind alternierend
auf jeweils eine Spannungsquelle geführt. Die vordere Platte 12 trägt auf ihrer
Frontseite eine Metallisierung 22, die weit in die einzelnen Kanäle 15 hineinreicht
und dort mit Phosphor beschichtet ist. Die drei Stapelplatten und die Frontplatte
sind über Glaslotschichten 23, 24, 25 flächig miteinander verbunden und außerdem
an ihren Rändern über eine (nicht dargestellte) Glaslotnaht gasdicht zusammengesintert.
-
Die gesamte Zelle läßt sich folgendermaßen herstellen: Zunächst erzeugt
man in einer etwa 0,6mm dicken, aus einem photoätzbaren Glas bestehenden Scheibe
in einer Phototechnik das gewünschte Lochmuster und die zur Justierung er-
forderlichen
Erhebungen bzw. Vertiefungen. Dann metallisiert man die Glasscheibe von vorn, so
daß die Vorderseite und etwa 80,6 der Lochwandungen belegt sind. Die metallisierte
Frontseite wird mit Glaslot bedruckt. Anschließend sintert man die Scheibe auf die
rückseitig bereits mit einer transparenten Leitschicht versehene Frontplatte auf.
Hiernach sprüht man die Leuchtstoffschicht auf; die Beschichtung erfolgt - für jede
Farbe gesondert - über Metallmasken, die selbstjustiert auf der vorderen Stapelplatte
sitzen und mit dem jeweils passenden Lochraster versehen sind. Im nächsten Schritt
wird eine zweite, etwa 0,7mm dicke Scheibe aus dem gleichen Material photolithographisch
gelocht und gekerbt und anschließend beidseitig mit einer ganzflächigen Glaslotschicht
sowie mit randseitig umlaufenden Glaslotstegen bedruckt. Die Scheibe wird dann mit
ihren Drahtleitern versehen und auf die vordere Scheibe gelegt, wobei ihre Justierelemente
- sie sind komplementär zu den Justiererhebungen bzw. -vertiefungen der Vorderscheibe
geformt-für den richtigen Sitz sorgen. Dann wird eine dritte, etwa 0,5mm starke
Scheibe aus photoätzbarem Glas strukturiert, in den dafür vorgesehenen Bereichen
mit Glaslot beschichtet, mit ihren Drahtleitern bestückt und auf die zweite Scheibe
gesteckt. Anschließend setzt man ein ebenfalls aus Glas bestehendes, wannenartig
geformtes Rückenteil, das bereits die Kathodenstreifen trägt, auf den Plattenstapel
und verlötet sämtliche Teile in einer Atmosphare, bei der die Metalle blank bleiben.
Nach dem Abkühlen stehen die Drähte unter einer gewissen mechanischen Spannung,
denn sie bestehen aus einem Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten,
der etwas größer ist als der der Stapelplatten.
-
Normalerweise sollte der Gangunterschied zwischen 5 und 15% liegen.
-
Für weitere Konstruktions- und Betriebseinzelheiten wird auf die Darstellung
in Elektronik 14 (1982) 79 verwiesen.
-
Die zu Deren 4 w 5 zeigen eine abgewandelte Steuerbaugruppe, bei der
die Drahtleiter der mittleren Ebene (Tetrodenleiter 21') parallel zu den hinteren
Drahtleitern verlaufen und die vorderen Drahtleiter (Spaltenleiter 20') senkrecht
dazu. Die Zeilenleiter 19 und die Spaltenleiter 20' bilden wiederum die eigentliche
Steuermatrix, während die Tetrodenleiter 21' wie die Leiter 21 als Eammelektrode
geschaltet sind und die gleiche Funktion erfüllen.
-
Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Baugruppe, bei der der Plattenstapel
aus nur zwei Platten 10 und 26 besteht. Die hintere Platte 10 entspricht der hinteren
Platte des ersten Beispiels, während die vordere Platte 26 wie die bisherigen Abstandsplatten
mit Metall und Phosphor beschichtet ist und außerdem in rückwärtigen Kanälen 27
zeilenleiterparallele Tetrodendrähte 21 trägt. Diese relativ preiswerte Ausführung
bietet sich vor allem dann an, wenn man mit einer vergleichsweise geringen Hochspannung
arbeiten kann.
-
Die Erfindung ist nicht nur auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. So könnte man die Elektronen auch in einer Gasentladung mit einer anderen
Elektrodenkonfiguration erzeugen oder auf andersartige Elektronenquellen, beispielsweise
eine Vielzahl von Heißkathoden, zurückgreifen. Davon abgesehen ist es auch möglich,
die Stapelplatten aus anderen photoätzbaren Materialien, etwa speziellen Keramiken,
herzustellen; photoätzbare Keramiken lassen sich zwar nicht mit der gleichen Genauigkeit
ätzen, sind aber besonders hitzebeständig. Unabhängig davon bleibt es dem Fachmann
unbenommen, mehr als drei Drahtgitterebenen und/oder Stapelplatten zu verwenden.
-
9 Patentansprüche 6 Figuren
- Leerseite -