-
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung der Bildpunkt-Strahlungsquellen
für flache
Farb-Bildschirme gemäß der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art und eine Vorrichtung
zur Herstellung der Bildpunkt-Strahlungsquellen für flache
Farb-Bildschirme
gemäß der im
Oberbegriff des Anspruchs 7 angegebenen Art.
-
Ein
solches Verfahren ist beispielsweise in: H. F. Gray "The field emitter
display", Information
Display Vol. 9, Nr. 3 (1993) S. 9-14 offenbart.
-
Die
bisherigen flachen Farb-Bildschirme werden nach bekannten Verfahren
mit Silizium- oder Molybdän-Emittern
als Strahlungsquellen in lithographischer Technik mit optischer
oder Elektronenstrahl-Lithographie in Verbindung mit Aufdampf-Techniken
und Ätz-Techniken
hergestellt. Sie erfordern wegen der leichten Zerbrechlichkeit der Strahlungsquellen
einen hinreichend starren und damit schweren Bildschirm aus Glas
sowie, wegen der geringen Emittanz pro Kathode – > 10 μA
bei 50 V -, relativ hohe Spannungen zu ihrem Betrieb. Der Batteriebetrieb
solcher Bildschirme erfordert deshalb Spannungswandler.
-
Durch
die flächige
Ausführung
der Extraktor-Elektrode für
die wegen Redundanz erforderliche große Anzahl von Kathoden – ca. 9
bis 16 pro Bildpunkt – ist
eine große
Kapazität
pro Bildpunkt zu laden.
-
Die
bisherigen Versuche einer Verbesserung des flachen Bildschirmes
als Erzeugnis scheiterten vorwiegend an den Schwächen der Bildpunkt-Strahlungsquellen.
-
Aus
der
US 4,618,801 ist
ein Verfahren der Vakuumelektronischen Anzeige mit thermischen Emittern,
Extraktor-Gitter, Strahlformungsoptik, Leuchtstoffschicht und Vakuumeinschuss
zwischen Glasplatten bekannt. Diese Art einer Anzeige hat sich in
vielfältiger
Weise durchgesetzt, ist aber aufgrund der thermischen Kathoden und
dem dadurch bedingten hohen Energieverbrauch in großen Flächenanzeigen,
wie Flach-Bildschirmen, nicht wirtschaftlich.
-
Aus
der
US 4,969,850 ist
ein Verfahren zum Herstellen einer Kaltkathoden-Feldemissionsvorrichtung
bekannt. Dabei werden stabförmige
Elektronenemitter durch Füllen
von Röhren
in Aluminiumoxid mit Metall erzeugt, indem die Oxid-Rohr-Matrix als
verlorene Form behandelt wird und zum Freilegen der Metallstäbe nach
Füllung
der Röhren
teilweise ganz oder chemisch abgeätzt wird. Da die Oberflächenspannung
bei der abschließenden
nasschemischen Behandlung der Metallstäbe diese verbiegt, entstehen
wechselseitig zueinander geneigte Metallstäbe, die als Feldemitter genutzt
werden können. Eine
Extraktor-Struktur ist dabei nicht vorgesehen. Dieses Verfahren
führt nicht
zu wirtschaftlich sowie zu zuverlässig reproduzierbar hergestellten
Feldemitter-Elektronenquellen.
-
In
der
US 5,259,799 wird
ein Verfahren offenbart, das Silikon-Feldemitter-Spitzen benützt, die durch
Oxidation zugespitzt und durch Verwendung mehrerer lithographischer
und Halbleiter-Verfahrensschritte zugespitzt wurden, um einen Emitter
zu bilden. Zudem verwendet das Verfahren in einer sich selbst ausrichtenden
Art multistrukturelle Elektroden in einer isolierten Schicht auf
einem Chip mit Silikontechnologie einschließlich einem mikromechanischen
Polierschritt zur Strukturöffnung.
Das Ziel ist es, einen Strahl herzustellen, der von Elektronenquellen
mit Silikontechnologie vergleichbar der Silikonchipfabrikation gesteuert
wird. Die Firma Micron hat auf diese Weise erfolgreich einen brillanten
Digital-Kamera-Bildschirm als Sucherschirm hergestellt.
-
Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, mittels eines neuen
Herstellungsverfahrens für
die Bildpunkt-Strahlungsquellen eine Produktverbesserung zu erzielen,
wobei sowohl dieses Verfahren als auch die prinzipielle Ausführung der
Vorrichtungen zur Herstellung der Produktionsmittel und auch des
Produktes anwendbar sein soll.
-
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mittels den im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Verfahrensschritten.
Vorteilhafte Weiterbildungsmöglichkeiten
des Verfahrens sind in den Kennzeichen der Unteransprüche 2 bis
6 aufgeführt.
-
Eine
Vorrichtung für
die Herstellung der Produktionsmittel und des flachen Bildschirmes
selbst ist im Kennzeichen des Patentanspruchs 7 beschrieben.
-
Einige
vorteilhafte Weiterbildungsmöglichkeiten
einer solchen Vorrichtung sind aus den Merkmalen der Unteransprüche 8 bis
13 ersichtlich.
-
Das
Prinzip der Erfindung besteht in der parallelen Herstellung der
Bildpunkte des flachen Farb-Bildschirms mit Hilfe der Korpuskularstrahl-induzierten
Deposition.
-
Der
wesentliche Unterschied zu anderen, früheren Versuchen, den flachen
Bildschirm mit Feldemitter-Strahlungsquellen
auf Silizium-Basis zu bauen, besteht beim beschriebenen Verfahren
in der Verwendung multipler elektronenoptischer Systeme, die selbst
metallische Drahtspitzen als Feldemitter benutzen. Diese entstehen
mit herausragenden Eigenschaften bezüglich der Materialzusammensetzung, hier
Gold-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff,
unter hochgradiger elektronischer Anregung durch eine Strahlerleistungsdichte
von >60 MW/cm2 in Elektronenstrahl-Rastergeräten mit
Feldemissionskathoden.
-
Gold
ist als der stabilste Emitter mit dem höchsten Emissionsstrom berichtet
worden. Die Emitter-Drähte,
die durch die Deposition mit Elektronen entstanden, lassen sich
in allen Richtungen zum Substrat durch Strahlführung oder Substratkippung aufbauen
und haben dabei eine Belastbarkeit von bis zu 500000 A/cm2, bevor sie schmelzen. Der Feldemissionsstrom
pro Emitter beträgt
dabei bis zu 120 μA
bei 18 V und setzt bei 12 V ein. Dabei ist eine Emitter-Extraktor-Entfernung > 500 nm bevorzugt worden.
Mit der Beschleunigungslinse werden die Einzelstrahlen auf ausreichende
Energie für
die Deposition gebracht.
-
Durch
die Möglichkeit,
die Elektronenstrahl-induzierte Deposition auch auf Glas oder Kunststoff-Materialien
mit leitfähigen
Leiterbahnen zu erzielen, kann der flache Bildschirm auf flexibler Unterlage
zusammen mit der Steuerelektronik in Hybrid-Bauweise aufgebaut werden.
Die Zerbrechlichkeit bekannter flacher Bildschirme entfällt, wenn
flexible Grundmaterialien angewendet werden können. Gleichzeitig reduziert
sich das Gewicht der Anordnung. Durch die Verwendung der multiplen
Strahlerzeuger und Strahlführungssysteme
ist die Herstellung ähnlich
einer Drucktechnik mit einem flachen Gerät möglich.
-
Wie
höchstauflösende Bilder
zeigen, die im Transmissions-Elektronenmikroskop gewonnen wurden,
sind die deponierten Spitzen frei von einem Überzug mit Kontaminat und aus
Gold-Einkristallen aufgebaut, welche nur wenige Netzebenen besitzen und
daher bereits unter einem inneren Zug stehen, der die Gitterkonstante
der Einkristalle verringert. Die Einkristalle haben 3 bis 8 nm Durchmesser
und stellen daher Orte höherer
Feldstärke
dar, was die geringe Einsatzspannung der Emission erklärt.
-
Durch
die Möglichkeit,
die Elektronenstrahl-induzierte Deposition auch auf Glas oder Kunststoff-Materialien
mit leitfähigen
Leiterbahnen zu erzielen, kann der flache Bildschirm auf flexibler Unterlage
zusammen mit der Steuerelektronik in Hybrid-Bauweise aufgebaut werden.
Durch die Wabenstützstruktur
und die geringen Vakuum-Anforderungen
kann der Bildschirm sehr flach gehalten werden, ja kann faltbar
ausgeführt
sein oder gerollt werden. Dies bietet vielfältige Anwendungen auch in der
bildverarbeitenden Technik. Die geringe Einsatzspannung und eine
möglicherweise
geringe Nachbeschleunigungsspannung zur Erzeugung des sichtbaren
Lichtes in der Leuchtsubstanz erlaubt den batteriegetriebenen Aufbau
unter Verwendung herkömmlicher
9 V Batterien. Die Leistung beträgt
bei 1 μA
pro Emitter und 20 V Gesamtbeschleunigungsspannung, bei 3 Farben
und 106 Bildpunkten auf 100 cm2: 2 Watt
pro cm. Bei 1/20 sec als Bildpunkt-Leuchtzeit beträgt die Gesamtenergie 0,1 Wsec/cm2.
-
Durch
den Aufbau der Bildpunkt-Erzeuger aus Drähten wird die zu ladende Kapazität um den Faktor
ca. 160, bezogen auf die Leiterbahn-Kapazität, verringert, was zu einer
verringerten Anforderung an die Gesamt-Ladeleistung beim Bildsteuervorgang führt.
-
Brodie
beschrieb ein Vielstrahlsystem, das von einer Elektronenquelle ausgeht
und als konventionelles Lithographiesystem eingesetzt wurde, siehe Ivor
Brodie, Eugene R. Westerberg, Donald R. Cone, Julius J. Muray, Norman
Williams, Leonard Gasiorek "A
Multiple Electron Beam Exposure System for High Throughput, Direct
Write Submicrometer Lithography",
IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 28, No. 11, November
1981, S. 1422 ff., Chang und Kern beschrieben multiple Strahlsysteme
mit der SAFE Technik zur Anwendung in der Elektronenstrahl-Lithographie,
jedoch ist ihr System zu kompliziert für eine baldige technische Realisierbar keit,
siehe L.P. Muray, U. Staufer, E. Bassous, D. P. Kern, T. H. P. Chang "Experimental evaluation
of a scanning tunneling microscope-microlens system", J. Vac. Sci. Technol.
B 9(6), Nov/Dec 1991, S. 2955 ff. Die dort vorgeschlagene Verwendung
makroskopischer Linsen ermöglicht
wegen deren großer
Fehler nicht die geforderte feine Bündelung des Strahls auf wenige nm.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigen die:
-
1 schematisch
die Ausführungsform
der Vorrichtung zum Aufbau des flachen Bildschirmes,
-
2a einen
Emitter mit zwei Extraktor-Elektroden,
-
2b einen
Emitter mit drei Extraktor-Elektroden,
-
2c einen
Emitter mit vier Extraktor-Elektroden,
-
3a einen
Bildpunkt, bestehend aus Emitter mit zwei Extraktor- und zwei Fokussier-Elektroden,
-
3b einen
Bildpunkt, bestehend aus Emitter mit drei Extraktor- und drei Fokussier-Elektroden,
-
3c einen
Emitter mit vier Extraktor-Elektroden und mit vier Fokussier-Elektroden,
und
-
4 eine
schematische Darstellung des Aufbaus des flachen Bildschirms mit
Fokussier-Schablone und Ionenspiegel, bestehend aus Emitter, Extraktor-Linse,
Fokussier-Linse, Beschleunigungsstrecke, Beschleunigungslinse und
Leuchtschirm.
-
1 zeigt
schematisch eine Ausführungsform
des Aufbaus des Produktionsgeräts
für die
parallele Registrierung der Bildpunkte des flachen Bildschirms mit
Hilfe der Elektronen(Ionen)strahl-induzierten Deposition.
-
Das
Herstellungsverfahren für
den flachen Farb-Bildschirm
wird ohne Verwendung von Silizium oder einem anderen Halbleitermaterial,
aber mit Hilfe der additiven Elektronen- oder Ionenstrahl-Lithographie
unter Verwendung der Korpuskularstrahl-induzierten Deposition eingesetzt.
-
Dazu
wird, wie 1 zeigt, auf einem isolierenden,
gegebenenfalls auch flexiblen Grundmaterial 1, das Vakuum
isolierend ausgeführt
ist, durch Lithographie mit Licht-, Röntgen-, oder Korpuskularstrahlung
eine ein- oder mehrlagige
Leiterbahnstruktur in Form einer Metallisierung oder einem anderen
leitfähigen
Belag strukturiert aufgebracht. Die entstehenden Leitungen dienen
der erforderlichen Potentialführung
zur Versorgung der Emitter-Drähte 2 und
der Emitter-Spitze mit negativem Potential relativ zum Extraktor-Draht 3 mit
positivem Potential. Der Emissionsstrom kann dabei durch geeignete
Maßnahmen für jede einzelne
Emitter-Spitze automatisch stabilisiert sein.
-
Die
Extraktor-Drähte 3 sind
von Fokussier- und Ablenk-Drähten 4 umgeben,
mit deren Hilfe die Bildpunkte parallel beeinflusst werden können. Die Beschleunigungselektrode 5 trägt Detektoren 7 für Sekundärstrahlung
(Ionen, Elektronen, Röntgen-Strahlung),
mit deren Hilfe die Fokussierung der Strahlen einzeln oder parallel überprüft werden
kann.
-
Das
Bildschirm-Target 6 befindet sich auf dem zur Deposition
geeigneten Potential (5 – 10
kV). Es wird durch piezoelektrische Verschiebung mit höchster Auflösung und
durch mechanische Verschiebung mit 0,1 μm Auflösung verschoben, sodass die
Einzelbildpunkte aus Extraktor und Emitter und die entsprechenden
größeren Felder
der Bildpunkte mit der jeweils erforderlichen Genauigkeit registriert werden
können.
-
Der
Zwischenraum zwischen Target 6 und Mittelelektrode 5 ist
mit einem organometallischen Präkursor
mit ausreichendem Dampfdruck angefüllt, sodass einerseits die
Ausbreitung der fokussierten Elektronenstrahlen nicht gestört wird,
andererseits aber ausreichend Material vorhanden ist, um die Emitter- 2 und
Extraktor-Nadeln 3, aus welchen die einzelnen Bildpunkte
bestehen, auf der mit Leiterbahnen versehenen Targetstruktur in
einer zur flächigen
Produktion geeigneten Geschwindigkeit aufwachsen zu lassen. Durch
die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Bildpunkte ist die großflächige Herstellung
derartiger Bildschirmstrukturen möglich.
-
Die
gesamte Anordnung kann in mehreren Produktionsschritten bei Farb-Bildpunkt-Größen von 0,1
mm Durch messer mit 1000 × 1000
Bildpunkten ein quadratisches Emitter-Extraktor-Feld von 10 cm Kantenlänge erzeugen.
Da der Farbbildpunkt aus drei Emitter-Kollektor-Draht-Paaren besteht, die
jeweils innerhalb eines μm
stehen, und die Paare im Abstand von 1/3 Bildpunkt = 33 μm aufgebaut
sind, ist zwischen den Bildpunkten ausreichend Platz für weitere
redundante, die Bildpunkte mit belichtende Emitter und für die Leiterbahnführung.
-
Zum
Aufbau des flachen Bildschirmes kann in einer der Produktionsvorrichtung ähnlichen
Anordnung eine Zweilagen-Leiterbahn-Struktur eingesetzt werden,
um die drei negativen R-G-B-Leitungen und die entsprechenden R-G-B-Extraktor-Leitungen senkrecht
dazu zu erzeugen. Das Bild der flachen Bildschirme entsteht in herkömmlicher
Weise durch Multiplexen der Emitter- und Extraktor-Potentiale über die
entsprechenden Leitungen mit 1/50 sec. pro Bild. Die entsprechende
Beschaltung der Leiterbahnen wird in konventioneller Hybrid-Technik,
z. B. mit Flip-Chip Lötstellen
ausgeführt.
-
Die
Leitungen dienen der erforderlichen Potentialführung zur Versorgung des Emitter-Drahtes und
der Emitter-Spitze mit negativem Potential relativ zum Extraktor-Draht
mit positivem Potential in ausreichender Höhe. Der die Emitter-Spitze
tragende Draht kann dabei aus Material mit unterschiedlichem Widerstand
gefertigt sein, sodass die Emitter-Spitze erstens durch Joulesche
Wärme aufgeheizt
wird und dadurch gleichbleibende Emissionseigenschaften besitzt,
zweitens die absorbierten Gase von der Spitze abgetrieben werden,
und drittens durch den durch den Emissionsstrom erzeugten Spannungsabfall
am Emitter-Draht-Widerstand das Potential an der Spitze so begrenzt
wird, dass auch bei Überspannung
kein exponentiell ansteigender Strom aus der Spitze austreten kann,
der die Spitze zerstören
würde.
-
Dieser
bei jedem Emitter eingebaute individuelle Schutzwiderstand und Maximalstrombegrenzer
wird separat vor den Emitter geschaltet oder beim Aufbauen des Emitter-Drahtes
direkt erzeugt. Die Emitter-Spitze wird dann durch geänderte Depositionsbedingungen
als metallischer Emitter mit niedrigerem Widerstand und geringerem
Kohlenstoffgehalt erzeugt. Emitter-Draht und – Spitze stehen dabei parallel
oder schief zum Extraktor-Draht
oder zu zwei Extraktor-Drähten.
Es werden auch andere Geometrien der Emitter-Extraktor-Anordnung
mit drei, vier, sechs oder acht Drähten vorgeschlagen, die dann
zusätzliche
steuernde und auch fokussierende Wirkungen auf den emittierten Strahl
haben.
-
Durch
eine isolierende, flächige
und räumliche
Wabenstruktur wird ein Leuchtschirm getragen, der ebenfalls entsprechend
der Anordnung der Bildpunkte größerflächig mit
Leuchtsubstanzen strukturiert belegt ist. Diese sind so geartet,
dass die vom Emitter emittierten Elektronen die Leuchtsubstanz zum
Abstrahlen von Licht gewünschter
Farbe und Intensität
anregen können.
Zwischen der Emitter-Extraktor-Platte und der Leuchtplatte, die
wiederum aus gegebenenfalls flexiblem Vakuum isolierenden Material
gefertigt ist, liegt die erforderliche Beschleunigungsspannung für die Elektronen.
-
Die
Sandwich-Struktur kann sehr dünn
sein, da bei dem kurzen Laufweg der Elektronen nur Feinvakuum erforderlich
ist. Eine vor der Leuchtsubstanz angeordnete posi tive Elektrode,
die als durchgehende Schicht in der Abstand haltenden Wabenstruktur eingelegt
ist, dient als Ionenspiegel und verhindert, dass die durch Elektronenaufprall
ausgelösten
Sekundärionen
auf die Spitze treffen und diese zerstören.
-
Mit
1000 Bildpunkten lässt
sich ein quadratisches Farbbild von 10 cm Kantenlänge erzeugen.
Da der Farbbildpunkt aus drei Emitter-Kollektor-Draht-Paaren, die
je nach Paar innerhalb eines μm
stehen, im Abstand von 1/3 Bildpunkt = 33 μm aufgebaut ist, ist zwischen
den Bildpunkten ausreichend Platz für die Leiterbahnführung.
-
Es
kann eine Zweilagen-Leiterbahn-Struktur eingesetzt werden, um die
drei negativen R-G-B-Leitungen und die entsprechenden R-G-B-Extraktor-Leitungen
senkrecht dazu zu erzeugen. Das Bild entsteht in herkömmlicher
Weise durch Multiplexing der Leitungen mit 1/50 sec. pro Bild. Die
entsprechende Beschaltung der Leiterbahnen wird in konventioneller Hybrid-Technik,
z. B. mit Flip-Chip
Lötstellen,
ausgeführt.
-
Aus
den 2a, 2b, 2c sowie 3a, 3b und 3c sind
verschiedene Ausführungsformen
der Bildpunkt-Erzeugerstrukturen, bestehend
aus Leiterbahnen, Emitter und Extraktoren verschiedener Anzahl,
zu erkennen. Im einzelnen zeigen die:
-
2a einen
Emitter mit zwei Extraktor-Elektroden. Diese sind geneigt, um das
beschleunigende Feld zu ergeben, das die Elektronen zum Bildschirm
aufsteigen lässt;
-
2b einen
Emitter mit drei Extraktor-Elektroden. Diese sind geneigt, um das
verstärkt
beschleunigende Feld zu ergeben, das die Elektronen senkrecht zur
Ebene zum Bildschirm aufsteigen lässt;
-
2c einen
Emitter mit vier Extraktor-Elektroden. Diese sind geneigt, um das
beschleunigende Feld zu ergeben, das die Elektronen senkrecht zum Bildschirm
aufsteigen lässt.
-
Nach
den 2a, 2b, 2c ist
der für einen
Bildpunkt benötigte
Elektronenemitter von zwei, drei oder vier Extraktor-Elektroden
in Form von Drähten
mit Spitzen umgeben, welche durch Elektronenstrahl-induzierte Deposition
direkt auf den Leiterbahnen aufgebaut werden, oder durch das lithographische
Verfahren der Umwandlung von Palladium-Acetat oder anderen organometallischen
Feststoffen, die beim Elektronenbeschuss einer aufgebrachten Schicht
einen metallischen Niederschlag ausreichender Leitfähigkeit
ergeben, aufgebaut.
-
3a zeigt
den Emitter mit zwei Extraktor-Elektroden und zwei Fokussier-Elektroden.
Diese sind wiederum geneigt, um das beschleunigende Feld zu ergeben,
das die Elektronen zum Bildschirm aufsteigen lässt. Die Fokussier-Elektroden
ermöglichen
es, die Zylinder-Linsen-Wirkung
zu erzeugen, die erforderlich ist, um den Bildpunkt in einer Richtung
zu fokussieren.
-
3b zeigt
den Emitter mit drei Extraktor-Elektroden und drei Fokussier-Elektroden.
Diese sind geneigt, um das verstärkte
beschleunigende und fokussierende Feld zu ergeben, das die Elektronen
senkrecht zur Ebene zum Bildschirm aufsteigen lässt und den Bildpunkt in der
gewünschten
Größe beschränken hilft.
Die erforderliche Erd-Elektrode ist nicht realisiert und kann durch
die Leuchtschirm-Elektrode ersetzt werden.
-
3c zeigt
den Emitter mit vier Extraktor-Elektroden und vier Fokussier-Elektroden.
Diese sind geneigt, um das beschleunigende Feld zu ergeben, das
die Elektronen senkrecht zum Bildschirm aufsteigen lässt. Die
Fokusier-Elektroden ermöglichen
die Formgebung und Fokussierung des Bildpunktes mit zwei verschiedenen
Vergrößerungsmaßstäben in x-
und y-Richtung.
-
Entsprechend
den 3a, 3b, 3c sind
außer
den Extraktor-Elektroden noch zusätzliche Fokussier-Elektroden
vorhanden. Diese beeinflussen die aus dem Emitter extrahierten Elektronen in
Form eines beschleunigenden oder eines verzögernden elektrischen Feldes.
-
Werden
z. B. die in den 2a, 2b, 2c, 3a, 3b und 3c als
Extraktoren verwendeten Drähte
als Emitter verwendet, die einen zentralen Extraktor umstehen und
von den als weitere Extraktoren wirksamen Fokussier-Drähten umgeben
sind, so sind in solcher Anordnung Hochstrom-Anwendungen mit parallel emittierenden
Emittern pro Bildpunkt möglich.
-
4 zeigt
den Aufbau des aus dem Bildpunkt-Erzeuger mit geschalteter Beschleunigungs-Lochraster-Platte
aufgebauten flachen Bildschirm.
-
Aus 4 ist
ersichtlich, dass den die Bildpunkte erzeugenden Strukturen eine
Lochraster-Platte als Be schleunigungselektrode nachgeschaltet ist,
die auf einem weiteren beschleunigenden Potential liegt und bei
den Elektronen eine weitere Fokussierung und Bündelung bewirkt. Diese kann auch
als Ionenspiegelelektrode ausgebildet sein, um die vom Leuchtschirm
ausgelösten
Ionen von der Kathode fernzuhalten. Des Weiteren kann diese Lochraster-Platte
benutzt werden, um die Leuchtsubstanzen 11 im Raster der
Bildpunkte aufzudampfen.
-
Der
die Emitter-Spitze tragende Draht 2 (siehe 1)
kann aus Material mit unterschiedlichem Widerstand gefertigt sein,
sodass die Emitter-Spitze erstens durch Joulesche Wärme aufgeheizt
wird und dadurch gleichbleibende Emissionseigenschaften besitzt,
zweitens die adsorbierten Gase von der Spitze abgetrieben werden,
und drittens durch den durch den Emissionsstrom erzeugten Spannungsabfall
am Emitter-Draht-Widerstand das Potential an der Spitze so begrenzt
wird, dass auch bei Überspannung
kein exponentiell ansteigender Strom aus der Spitze austreten kann,
der die Spitze zerstören
würde.
-
Dieser
pro Emitter eingebaute individuelle Schutzwiderstand und Maximalstrombegrenzer
wird separat vor den Emitter geschaltet oder beim Aufbauen des Emitter-Drahtes 2 in
diesem direkt erzeugt. Die Emitter-Spitze wird dann durch geänderte Depositionsbedingungen
als metallischer Emitter mit niedrigerem Widerstand und geringerem
Kohlenstoffgehalt erzeugt. Emitter-Draht und -Spitze stehen dabei schief
zum Extraktor-Draht 3, oder zu zwei Extraktor-Drähten.
-
Durch
eine isolierende, flächige
und räumliche
Wabenstruktur 9 wird ein Leuchtschirm 10 getragen,
der ebenfalls entsprechend der Anordnung der Bildpunkte größerflächig mit
Leuchtsubstanzen 11 strukturiert belegt ist.
-
Diese
sind so geartet, dass die vom Emitter emittierten Elektronen die
Leuchtsubstanz zum Abstrahlen von Licht gewünschter Farbe und Intensität anregen
können.
Zwischen der Emitter-Extraktor-Platte 1 und der Leuchtschirm-Platte 10,
die wiederum aus gegebenenfalls flexiblem Vakuum-isolierendem Material
mit durchsichtiger leitfähiger
Beschichtung gefertigt ist, liegt die erforderliche Beschleunigungsspannung
für die
Elektronen.
-
Die
Sandwich-Struktur kann sehr dünn
sein, da bei dem kurzen Laufweg der Elektronen nur Feinvakuum erforderlich
ist. Eine vor der Leuchtsubstanz angeordnete positive Elektrode 12,
die als durchgehende Schicht in der Abstand haltenden Wabenstruktur 9 eingelegt
ist, liegt auf positivem Potential Us gegenüber der auf einer leitfähigen durchsichtigen Schicht
befindlichen Leuchtschirmschicht 11 und dient als Ionenspiegel
und verhindert, dass die durch Elektronenaufprall ausgelösten Sekundärionen auf die
Spitze 3 treffen und diese zerstören, siehe auch 4.