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Flache Bildwiedergaberöhre und Verfahren zu ihrer Her-
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stellung Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildwiedergaberöhre gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Anzeigevorrichtung ist aus der DE-OS
29 52 528 bekannt.
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Die zitierte Offenlegungsschrift behandelt einen Flachbildschirm,
bei dem Elektronen einer rückwärtigen Gasentladung durch ausgewählte Löcher einer
Steuermatrix in einen vorderen Raum gezogen werden, dort Energien von einigen kV
erhalten und schließlich auf einer Phosphorschicht Lichtpunkte erzeugen.GemäB Fig.
3 der DE-OS 29 52 528 enthält die Steuer matrix zwei hintereinanderliegende, elektrodentragende
Isolierplatten. Diese Platten sind im Bereich eines jeden Matrixelements durchbrochen,
und jedem dieser Durchbrüche ist jeweils ein Phosphorpunkt vorgelagert.
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Um die Plattendurchbrüche und Phosphorpunkte in die richtige Position
zueinander zu bringen, wird in der erwähnten Literaturstelle folgendes Vorgehen
diskutiert: Man setzt in Paßbohrungen der phosphortragenden Frontplatte maßgenau
gearbeitete Justierstifte ein und legt dann die übrigen Platten sowie ggf. benötigte
Abstandsrahmen nacheinander auf, wobei die Stifte durch eng tolerierte Öffnungen
dieser Teile gleiten. Jedes aufgesteckte Element wird zusätzlich noch (optisch)
gegen seine Unterlage ausgerichtet und in dieser Lage mit einem Hochtemperaturkleber
provisorisch fixiert. Dann verlötet man die gesamte Einheit unter erhöhten Temperaturen.
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Mit einer solchen Stapeltechnik lassen sich zweifellos brauchbare
Ergebnisse erzielen; so kann man auch bei relativ großen Plattenformaten auf + 25
pm genau justieren.
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Bessere Werte sind allerdings nicht ohne weiteres reproduzierbar,
unter anderem auch deshalb, weil beim Löten eine Phase durchlaufen wird, in der
die Klebkraft des Klebers nachläßt und das Glas lot noch nicht ausreichend fest
ist. Hinzu kommt, daß dieses Verfahren mit Grob-und Feinjustierung insgesamt relativ
aufwendig ist und sich vorallem für eine Massenfertigung nicht besonders eignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Panel der eingangs genannten
Art so abzuwandeln, daß die Plattenpositionierung rationeller erfolgen kann, sowie
ein einfaches Herstellungsverfahren für ein solches Display anzugeben. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß durch eine Bildwiedergaberöhre mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 bzw. eine Fertigungstechnik mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
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Der Lösungsvorschlag geht davon aus, daß man Steuerpiatten mit einem
Metallkern bequem in definierter Lage miteinander fixieren kann: Man braucht lediglich,
wie erfindungsgemäß vorgeschrieben, die metallischen Mittelschichten der - etwa
in einer Justierlehre auf Anschlag gehaltenen -Scheiben an wenigen Punkten miteinander
zu verschweißen.
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Bei diesem Schweißprozeß besteht zu keinem Zeitpunkt die Gefahr, daß
sich die miteinander zu verbindenden Teile gegeneinander verschieben könnnten. Die
einmal hergestellte Schweißverbindung braucht i.ü. auch nicht wieder gelöst zu werden,
denn die Plattenbleche erfüllen keine elektrischen Funktionen. Auch die Positionierung
gegenüber dem Phosphorpunkteraster auf der Frontplatte gestaltet sich relativ einfach,
wenn man entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung das Steuerplattenpaket
lagerichtig an einem me-
tallischen Grundrahmen anpunktet und dann
diesen Rahmen - etwa mittels zweier Justierstifte - an der Frontplatte ausrichtet
und befestigt. Dejustierungen im Laufe des Betriebs sind dabei nicht zu befürchten,
weil man für die Plattenbleche und den Grundrahmen die gleichen Metalle verwenden
kann und thermisch angepaßte Gläser für die Frontplatte zur Verfügung stehen.
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Besonders günstig werden die Verhältnisse, wenn das Rückteil gemäß
der älteren, noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung P 33 43 040.3 ebenfalls
aus einer metallischen, als Kathode fungierenden Folie besteht, die gegen die Steuereinheit
durch eine Reihe von Stützplatten distanziert ist. In diesem Fall kann nämlich der
Rahmen auch noch die Stützplatten in der jeweils gewünschten Lage haltern. Man braucht
hierzu lediglich geeignete Anschlags-und Federelemente am Rahmen anzubringen. Wird
die Steuereinheit, wie dies in der zitierten Patentanmeldung vorgesehen ist, auch
noch gegen die Frontplatte abgestützt, so könnte man auch noch diese Stützkörper
im Rahmen verankern und benötigt dann beim Zusammenbau der gesamten Zelle im wesentlichen
nur drei Teile: die Frontplatte mit den Justierstiften für den Grundrahmen, den
Grundrahmen mit dem Steuerscheibenpaket und den aufmontierten Stütz- und Distanzierkörpern
und schließlich die Kathodenfolie.
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Es ist aus der DE-PS 28 44 512 an sich bereits bekannt, eine Steuerplatte
mit einer metallischen Kernschicht zu verwenden, die beidseitig mit (kristallisierendem)
Glaslot beschichtet ist und darüber entweder eine weitere Schicht aus einem (stabilen)
Glaslot oder eine Glasscheibe als Elektrodenträger enthält. Dieser Schichtenverband
soll gemäß der Patentschrift allerdings nur bestimmte Techniken für die Locherzeugung
ermöglichen, die eine form- und bruchfeste Scheibe mit exakten Lochquerschnitten
ergeben.
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Auf den Gedanken, die Metallkerne auch zur Erleichterung
der
Plattenjustierung heranzuziehen, war man bislang noch nicht gekommen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.
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Der Lösungsvorschlag soll nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden. In den Figuren
der Zeichnung sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bildwiedergaberöhe, in einem schematischen
Seitenschnitt, Fig. 2 von der Röhre der Fig. 1 die Grundrahmeneinheit, in einer
Rückansicht, und Fig. 3 von der Fig. 1 einen vergrößerten Ausschnitt.
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Der dargestellte Flachbildschirm ist für eine farbige Darstellung
von Fernsehbildern gedacht und hat ein Bildformat von etwa 100 x 100 cm2. Der Bildschirm
enthält im einzelnen ein Rückteil in Form einer Metallfolie 1, eine Frontplatte
2 und eine Steuereinheit 3. Die Struktur dieser Einheit und die Beschichtung der
Frontplatte sind in den Fig. 1 und 2 der Übersicht halber nicht eingezeichnet; sie
gehen aus Fig. 3 hervor.
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Die Steuereinheit unterteilt das Hülleninnere in einen hinteren Gasentladungsraum
4 und einen vorderen Nachbeschleunigungsraum 5. Der Gasentladungsraum wird randseitig
durch einen metallischen Grundrahmen 6 begrenzt und durch eine Reihe von n äquidistanten,
senkrecht auf der Steuerstruktur stehenden Stützplatten in einzelne Kammern unterteilt.
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Der Nachbeschleunigungsraum wird von einem Abstandsrahmen 8 eingefaßt
und enthält vor jeder Stützplatte einen streifenförmigen Abstandskörper (Abstandsstreifen)
9.
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Wie der Fig. 1 zu entnehmen, ragt die Steuereinheit seitlich über
den Grundrahmen hinaus. Sie ist auf ihrer Rückseite mit der Metallfolie 1 und auf
ihrer Vorderseite mit der Frontplatte 2 verbunden. Die Verbindung wird jeweils durch
Glaslotnähte 10 hergestellt, wobei zwischen der Steuereinheit und der Metallfolie
noch ein Glasstreifen 11 eingefügt ist und zwischen der Steuereinheit und der Frontplatte
der Abstandsrahmen 8 liegt.
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Der Grundrahmen 6 hat das Profil eines rechten Winkels mit einem nach
außen und einem nach hinten weisenden Schenkel.
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Er ist der Steuereinheit 3 von hinten angesetzt und über einige Schweißpunkte
12 mit ihr verbunden. An dem Grundrahmen sind außerdem noch metallische Positionierwinkel
13 und Federn 14, die jeweils einem der Positionierwinkel benachbart sind, angepunktet.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird jede Stützplatte 7 im Bereich ihrer Vorderkante
am Grundrahmen gehaltert: zwei Federn drücken sie gegen je einen Positionierwinkel,
derart, daß die Platte seitlich nicht verrutschen kann. Die hinteren Kanten der
Stützplatten und des Grundrahmens sind mit Isolatorkappen 15, 16 abgedeckt, um die
Metallfolie 1, die unter einem erheblichen Außendruck steht, vor scharfen Kanten
zu schützen und zugleich auch noch elektrisch zu isolieren.
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Wie Fig. 3 zeigt, ist die Steuereinheit folgendermaßen beschaffen:
In Elektronenstrahlrichtung liegen drei Platten parallel hintereinander, eine hintere
Steuerplatte 17, eine mittlere Steuerplatte 18 und eine vordere Steuerplatte 19.
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Die hintere Platte 17 enthält ein Blech 20, das auf seiner Vorderseite
mit einer Glaslotschicht 21 und darüber mit Zeilenleitern 22 versehen ist. Die mittlere
Platte besteht aus einem Blech 23, das rück- und frontseitig jeweils eine Glaslotschicht
24 bzw. 25 und darüber Spaltenleiter 26 bzw. spaltenleiterparallele Streifenleiter
27 trägt. Die vordere Platte 19 enthält eine Metallfolie 28,
die
auf ihrer Rückseite mit einer Glaslotschicht 29 sowie mit zeilenleiterparallelen
Streifenleitern 30 überzogen ist. Die Zeilen- und Spaltenleiter bilden die eigentliche
Steuermatrix. Die Streifenleiter 27, die jeweils paarweise eine Lochreihe zwischen
sich einschließen und interdigital zusammengeschaltet sind, dienen zur horizontalen
Ablenkung der durch die Steuermatrix tretenden Elektronenstrahlen. Die Streifenleiter
30 - sie verlaufen senkrecht zu den Streifenleitern 27 und sind im übrigen entsprechend
strukturiert und organisiert - lenken die Elektronen in vertikaler Richtung aus.
Dort, wo sich die einzelnen Matrixleiter miteinander kreuzen, hat jede Platte eine
Öffnung 31, 32 und 33; hintereinanderliegende Öffnungen bilden zusammen jeweils
einen Elektronenstrahldurchtrittskanal. Jedem dieser Kanäle sind zwei übereinanderliegende,
aus je einem roten, grünen und blauen Phosphorpunkt 34 gebildete Farbtripel zugeordnet.
Die Phosphorpunkte befinden sich auf der Rückseite der Frontplatte 2 und sind mit
einer Schichtelektrode 35 überzogen.
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Die Steuerplatten werden folgendermaßen hergestellt: Zunächst locht
man das Blech wie das Schattenmaskenblech einer üblichen Kathodenstrahlröhre. Hierzu
wird ein etwa 150 pm dickes Eisenblechband in einer Durchlaufanlage strukturiert
und anschließend auf das gewünschte Format gebracht. Die so entstandene Folie wird
nun mit kristallisierendem Glaslot bedruckt oder besprüht. Anschließend sintert
man die Lotmasse bei etwa 6000 C auf. Es entsteht eine etwa 30 ijm dicke Schicht,
die dann, wenn die Korngröße des verwendeten Glaslotpulvers deutlich kleiner ist
als der Lochquerschnitt, zwar in die Löcher hineinreicht, aber kein Loch zusetzt.
Hiernach werden die Leiter in dem gewünschten Linienmuster aufgedruckt und bei etwa
5500 C eingebrannt. Auch bei diesem Prozeß besteht keine Gefahr, daß verstopfte
Löcher zurückbleiben.
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Die fertigen Platten legt man einzeln übereinander. Jede Platte wird
dabei in richtiger Lage an die unter ihr liegen- de Platte fixiert, und zwar dadurch,
daß die beiden Bleche an zwei diagonal gegenüberliegenden Eckpunkten miteinander
verschweißt werden.
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Anschließend fixiert man den Grundrahmen durch zwei Schweißpunkte
am Plattenstapel, setzt die Abstandskörper ein und montiert die Einheit über zwei
Justierstifte an der Frontplatte. Anschließend spannt man die Kathodenfolie auf
und verlötet die Teile, die bereits an den dafür vorgesehenen Stellen mit Glaslotpaste
und ggf. Abstandselementen belegt sind, unter erhöhten Temperaturen miteinander.
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Im Betrieb der Röhre wird zwischen jeweils einem Zeilenleiter, dem
Nutzzeilenleiter, und dem dahinterliegenden, durch zwei Stützplatten begrenzten
Streifen der Folienkathode ein Plasma erzeugt und zeilenleiterweise fortgeschaltet.
Während der Nutzzeilenleiter getastet ist, wird der Elektronenstrahl vertikal in
zwei Richtungen ausgelenkt und während jeder Auslenkperiode in horizontaler Richtung
dreimal abgelenkt. Dabei erhalten die Spaltenleiter jeweils die zugehörigen Informationssignale.
Um den Ansteuer- und Kontaktieraufwand in Grenzen zu halten, ist jeder Zeilenleiter
mit seinen n-ten Nachbarn elektrisch verbunden. Außerdem befindet sich in jeder
Kammer eine weitere Elektrode (Plasmakontrolldraht) 36. Diese Drähte dienen -durch
eine geeignete Potential wahl - außerhalb der Kammer mit dem Nutzzeilenleiter als
Plasmaanoden, so daß die Gasentladung nur zum Nutzzeilenleiter hin brennt und von
den übrigen Zeilenleitern ferngehalten wird.
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Weitere Einzelheiten zur Konstruktion und Betriebsweise dieses Plasmapanels
gehen aus der bereits zitierten älteren Patentanmeldung P 32 43 040.3 und der dort
zitierten Literatur hervor.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel,
so ist es insbesondere ohne Belang, auf welche Weise die Elektronen erzeugt werden;
deshalb kämen auch ein anders geformtes Plasma, etwa eine Querentladung, oder Heißkathoden
in Frage. Im übrigen bleibt es dem Fachmann überlassen, mit wieviel Platten und
Elektrodenebenen er die Steuereinheit aufbaut und in welcher Weise er die Leiter
der einzelnen Ebenen strukturiert und organisiert. Dabei ist es auch denkbar, die
Steuerplatten einzeln am Grundrahmen zu befestigen und/oder ihre Elektroden aus
(vorgelochten) Metallfolien zu erzeugen, die ihrerseits justiert auf ihre jeweiligen
Träger aufgelegt, angepunktet und anschließend gemustert werden.
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10 Patentansprüche 3 Figuren