DE69008495T2

DE69008495T2 - Bildwiedergabeanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Bildwiedergabeanordnung.

Info

Publication number: DE69008495T2
Application number: DE69008495T
Authority: DE
Inventors: Werner Daniel Petru Kauwenberg; Der Wilk Ronald Van; Moorsel Josephus Johannus Van; Uden Maria Christiaan Van
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1989-11-08
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2010-11-06
Also published as: DE69008495D1; EP0431657A1; JPH03171540A; NL8902758A; EP0431657B1; US5087854A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildwiedergabeanordnung mit einem Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und mit einer Elektrode, die eine Platte enthält, die ein Muster von Löchern zum Durchlassen des Elektronenstrahls und ein Muster von Leitern zum Beeinflussen des Durchgangs des Elektronenstrahls enthält, wobei die Platte und das Muster mechanisch miteinander verbunden und elektrisch voneinander getrennt sind.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf Verfahren zum Herstellen einer Bildwiedergabeanordnung der eingangs erwähnten Art.
Eine Bildwiedergabeanordnung eingangs erwähnter Art und ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer derartigen Bildwiedergabeanordnung sind aus der amerikanischen Patentschrift US 4 650 435 bekannt. In dieser Patentschrift wird eine Bildwiedergabeanordnung mit einer Kathodenstrahlröhre beschrieben. Diese Kathodenstrahlröhre enthält eine fokussierende Farbwählelektrode. Diese fokussierende Farbwählelektrode enthält eine Leitplatte mit Öffnungen zum Durchlassen eines Elektronenstrahls. An beiden Seiten jeder Öffnung sind Rücken aus Isoliermaterial gebildet. Leitstreiten werden auf den Rücken angebracht. Die Leitstreifen bilden ein Leitermuster. Das Leitermuster und die Leitplatte sind mechanisch durch die Rücken miteinander verbunden und elektrisch voneinander getrennt.
Der Durchgang des Elektronenstrahls durch die Öffnungen wird durch das Anlegen eines Potentialunterschieds zwischen der Leitplatte und dem Leitstreifen beeinflußt. Der Elektronenstrahl wird in den Öffnungen fokussiert. Hierdurch wird der Leitwert in der Farbwählelektrode vergrößert.
Die bekannte Bildwiedergabeanordnung hat den Nachteil, daß das Leitmuster ziemlich schadenanfällig ist.
Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, eine Bildwiedergabeanordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem der obige Nachteil beseitigbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Bildwiedergabeanordnung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Leitermuster in die Platte eingelassen ist.
Das Leitermuster kann durch einen Kratzer auf der Oberfläche der Elektrode beschädigt werden. Kratzer können bei der Behandlung der Elektroden entstehen. In der erfindungsgemäßen Bildwiedergabeanordnung ist das Leitermuster in die Elektrode eingelassen und ein Leiter kann nicht durch einen Kratzer auf der Oberfläche beschädigt werden. Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaßen Bildwiedergabeanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Loch von einer kraterförmigen Wand umgeben ist, Rillen sich zwischen den Löchern in der Platte erstrecken und die Wände der Löcher und die Wände der Rillen mit einem Leitmaterial versehen sind.
Hinsichtlich der elektronenoptischen Eigenschaften ist es vorteilhaft, wenn das Loch von einer kraterförmigen Wand umgeben ist.
Durch die Anwendung kraterförmiger Wände kann ein Tiefeneffekt derart erhalten werden, daß die Wirksamkeit erhöht werden kann, mit der das von den Leitern erzeugte elektrische Feld die Elektronen beeinflussen kann.
Hierdurch sind niedrigere Schaltspannungen erforderlich und der Stromverlust in den Leitern wird reduziert.
Wenn das Leitermuster durch eine Isolierschicht von der Platte getrennt wird, werden die Isolierschicht und das Leitermuster vorzugsweise derart angeordnet, daß die Isolierschicht durch das Leitermuster vom Elektronenstrahl abgeschirmt ist.
In diesem Fall kann die Isolierschicht sich nicht mit dem Elektronenstrahl aufladen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in der Platte und Rillen zwischen den Löchern gebildet werden, die Platte mit einer elektrisch isolierenden Schicht zum Bedecken wenigstens der Wände der Löcher und der Rillen versehen ist, die Oberfläche zwischen den Löchern und den Rillen mit einer weiteren entfernbaren Schicht bedeckt ist, wonach wenigstens auf den Wänden der Löcher und der Rillen ein Leitmaterial angebracht wird, und danach die entfernbare Schicht wenigstens von der Oberfläche zwischen den Rillen und den Kratern entfernt wird.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die entfernbare Schicht mittels einer Aufwalzbeschichtung angebracht wird.
Ein anderes erfindungsgemäßes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in der Platte gebildet und zwischen ihnen Rillen gebildet werden, die Platte mit einer elektrisch isolierenden Schicht zum Bedecken wenigstens der Wände der Löcher und der Rillen versehen ist, wonach auf der Platte ein Leitmaterial derart angebracht wird, daß wenigstens die Wände der Löcher und der Rillen mit einem Leitmaterial bedeckt werden, und danach ein entfernbares Material in den Löchern und in den Rillen angebracht wird, wonach das Leitmaterial zwischen den Löchern und den Rillen entfernt und anschließend das entfernbare Material wenigstens von den Löchern entfernt wird.
Ein erfindungsgemäßes weiteres alternatives Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß Löcher in der Platte und Rillen zwischen den Löchern gebildet werden, die Platte mit einer elektrisch isolierenden Schicht zum Bedecken wenigstens der Wände der Löcher und der Rillen versehen ist, wonach ein positiver Photoresistfilm auf der Platte an der Seite der Rillen angebracht und anschließend der Photoresistfilm durch die Löcher exponiert wird, wonach das exponierte Photoresist entfernt, ein Leitmaterial auf den Wänden der Löcher und der Rillen angebracht und anschließend das restliche Photoresist entfernt wird.
Obige Verfahren haben gemeinsam, daß die Löcher und die Rillen vorzugsweise mittels eines Ätzverfahrens gebildet werden. Es wurde gefunden, daß hierdurch die Durchlässigkeit zwischen den Löchern und Rillen allmählicher ist, d.h. es wird kein scharfer Rand gebildet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 und 2 einen Durchschnitt durch eine zur Verwendung in der bekannten Bildwiedergabeanordnung geeignete Elektrode bzw. eine perspektivische Teildarstellung dieser Elektrode,
Fig. 3 und 4 einen Durchschnitt durch eine zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Bildwiedergabeanordnung geeignete Elektrode bzw. eine perspektivische Teildarstellung durch diese Elektrode,
Fig. 5 eine perspektivische Teildarstellung eines weiteren Beispiels einer Elektrode, die für eine Bildwiedergabeanordnung nach der Erfindung geeignet ist,
Fig. 6, 7 und 8 weitere Beispiele geeigneter Elektroden für die Verwendung in einer erfindungsgemäßen Bildwiedergabeanordnung,
Fig. 9 eine erfindungsgemäße Bildwiedergabeanordnung,
Fig. 10 bis 15 Veranschaulichungen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 16 und 17 Veranschaulichungen anderer erfindungsgemäßen Verfahren.
In Fig. 1 und 2 sind ein Durchschnitt durch eine geeignete Elektrode zur Verwendung in der bekannten Bildwiedergabeanordnung bzw. eine perspektivische Teildarstellung dieser Elektrode dargestellt. Eine Elektrode 1 enthält Löcher 2. Rücken 3 aus Isoliermaterial werden auf der Elektrode 1 zwischen den Löchern gebildet. Die Leiter 4 werden auf den Rücken 3 angebracht. Der Elektronendurchgang durch die Löcher 2 der Elektrode 1 läßt sich durch Anlegen von Spannungen an die Leiter 4 beeinflussen. Ein Nachteil der Elektrode 1, die zur Verwendung in der bekannten Bildwiedergabeanordnung geeignet ist, ist, daß die Leiter ziemlich schadenanfällig sind.
In Fig. 3 und 4 sind ein Durchschnitt durch eine geeignete Elektrode zur Verwendung in einer erfindungsgemaßen Bildwiedergabeanordnung bzw. eine perspektivische Teildarstellung dieser Elektrode dargestellt. in diesem Beispiel sind die Löcher 2 in der Elektrode von kraterförmigen Wänden 5 umgeben. Die Löcher sind durch Rillen 6 miteinander verbunden. Wenigstens die Wände 5 und die Wände der Rillen 6 werden mit einer Isolierschicht 7 bedeckt, auf der eine Leitschicht 8 angebracht wird. Wenn die Leitschicht 8 in die Platte eingelassen ist, zeigt die elektrische Verbindung zwischen den Kratern keine Unterbrechungen durch einen Kratzer 9, wie in Fig. 4 dargestellt. Es wird klar sein, daß ein derartiger Kratzer die Rücken 3 nach Fig. 1 und 2 derart beschädigt, daß die Leitenden Rücken unterbrochen werden.
In Fig. 5 ist ein weiteres Beispiel einer Elektrode dargestellt, die sich für eine erfindungsgemäße Bildwiedergabeanordnung eignet. In dieser Elektrode werden die Krater und die Rillen als eine einzige breite Kerbe hergestellt. Ein derartiges Beispiel kann auf einfache Weise hergestellt werden.
Die Benutzung einer geeigneten Form für die Krater ermöglicht das Erhalten eines Tiefeneffekts derart, daß die Wirksamkeit größer wird, mit der die Elektronen von den Leitern beeinflußt werden können.
Hierdurch sind niedrigere Schaltspannungen erforderlich und der Stromverlust in den Leitern wird reduziert.
Es sei bemerkt, daß in dieser und folgenden Zeichnungen die Krater und Rillen derart dargestellt sind, daß sie genau fluchten. Dies soll nicht als Einschränkung des Rahmens der Erfindung betrachtet werden. Beispielsweise können in einem anderen Ausführungsbeispiel die Krater und Rillen derart angebracht werden, daß sie ein Zickzackmuster bilden.
In Fig. 6 bis 8 sind weitere Beispiele von Elektroden dargestellt, die sich zur Verwendung in der erfindungsgemaßen Bildwiedergabeanordnung eignen.
In Fig. 6 ist eine Elektrode mit zwei Platten 20 dargestellt, die mit Leitschichten 22 bedeckte Krater 21 aufweisen, wobei die Platten derart gestapelt sind, daß die Krater 21 einander zugewandt sind.
In Fig. 7 ist eine Elektrode 25 mit zwei Platten 26 mit den Kratern 27, 28, 29 und 30 dargestellt, wobei die Platten mit Kratern an beiden Seiten versehen sind und diese Krater einander zugewandt sind.
In Fig. 8 ist eine Elektrode mit zwei Platten 35 mit fluchtenden Kratern 36 dargestellt.
In all diesen Ausführungsbeispielen sind die Leitschichten und die Isolierschichten derart angeordnet, daß die Elektronen die Isolierschichten nicht aufladen können. Im Gegensatz dazu kann in Fig. 1 die Isolierschicht durch Elektronen aufgeladen werden.
In Fig. 9 ist einen Durchschnitt durch eine erfindungsgemäße Bildwiedergabeanordnung dargestellt. Diese Bildwiedergabeanordnung 50 enthält eine Kathodenstrahlröhre 51. Die Kathodenstrahlröhre 51 enthält eine Anzahl von Drahtkathoden 53 und einen Bildwiedergabeschirm 54 in einem evakuierten Kolben 52. Ein Selektionsgitter 55 ist zwischen den Drahtkathoden 53 und dem Bildwiedergabeschirm 54 angeordnet. Das Selektionsgitter 55 enthält zwei Elektroden 56 und 57. Jede dieser Elektroden enthält Löcherreihen 58 bzw. 59, in denen sich Leitermusterteile befinden. Durch das Anlegen von Spannungen an die Leitermuster können Elektronenstrahlen vom Selektionsgitter 55 selektiv durchgelassen werden. Auf diese Weise kann ein Bild am Bildwiedergabeschirm 54 erzeugt werden. Im vorliegenden Beispiel sind die Ablenkmittel 60 zum Ablenken der Elektronenstrahlen zwischen dem Bildwiedergabeschirm 54 und dem Selektionsgitter 55 angeordnet.
In Fig. 10 bis 15 ist das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt.
Wie in Fig. 10 angegeben, ist eine Platte 70 mit Löchern 71 und Rillen 72 angeordnet. Dies kann auf verschiedene Weisen erfolgen, beispielsweise durch Ätzen, Kratzen, mit Hilfe eines Lasers oder durch Funkenerosion. Vorzugsweise wird ein Ätzverfahren benutzt, da mit diesem Verfahren die Bildung scharfer Ränder beim Übergang zwischen den Löchern und den Rillen vermieden wird. Es ist schwer, eine durchgehende Schicht auf einem scharfen Rand zuverlässig abzuscheiden. Anschließend wird die Platte mit einer ersten Isolierschicht 73 versehen, wie in Fig. 11 dargestellt. Dies kann auf verschiedene Weisen erfolgen, beispielsweise durch Anbringen einer Aluminiumschicht auf der Platte, die anschließend anodisiert wird, durch Anbringen einer Schicht mit einer Isoliersubstanz auf der Platte mittels Vakuumaufdampfen, durch Anbringen einer Isolierschicht auf der Platte mit Hilfe des CVD-Verfahrens (CVD = chemische Dampfabscheidung), oder auf andere Weise, beispielsweise mit einem elektrophoretischen Bedeckungsverfahren. Die erste Isolierschicht erstreckt sich wenigstens auf die Wände des Teiles, auf dem das versenkte Leitermuster in einem späteren Schritt gebildet werden muß, in diesem Beispiel die Wände der Löcher und der Rillen. Anschließend wird eine zweite Schicht 74 angebracht, die entfernt werden kann. Die Schicht 74 besteht aus einer entfernbaren Substanz. Ein Verfahren zum Anbringen einer entfernbaren Substanz besteht im Anbringen einer Lackschicht mit Hilfe eines Aufwalzverfahrens. Das Aufwalzverfahren ist eine Technik, bei der eine Lackschicht auf einer Oberfläche mit Hilfe einer Walze mit einem verhältnismäßig großen Krümmungsradius angebracht wird. Gefunden wurde, daß eine derartige Technik das Anbringen einer Lackschicht 74 derart ermöglicht, daß die Krater und die Rillen lackfrei bleiben.
Obgleich dies ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, soll die Erfindung nicht als darauf eingeschränkt angesehen werden. Alternative Techniken, beispielsweise Drucktechniken, sind zum Anbringen der Schicht 74 ebenfalls anwendbar.
In einem Versuch wird beispielsweise eine Walze mit einem Querschnitt von 12 mm zum Anbringen einer Lackschicht auf einer Elektrode mit einem Krater- und Rillenmuster verwendet, wobei der Zwischenraum zwischen den Kratern in der Größenordnung von ein hundert bis zu mehreren hundert Mikrometern beträgt.
Anschließend wurde eine Aluminiumschicht durch Vakuumaufdampfen angebracht. Danach wurd die Lackschicht von der Oberfläche der Elektrode entfernt. Eine Aluminiumschicht blieb in den Löchern und Rillen zurück. Vor dem Entfernen der Lackschicht von der Elektrode wurde die Elektrode in einer Lösung für die Trägerschicht, beispielsweise Toluen, einige Sekunden eingetaucht. Hierdurch läßt sich die Trägerschicht leichter entfernen. In einem anderen Versuch wurde eine Polyimidschicht mittels einer Offset-Drucktechnik auf einer Elektrode angebracht, wobei eine Aluminiumschicht darauf mittels Vakuumaufdampfen angebracht wird. Wenn die gute Viskosität für das Polyimid gewählt wurde, lassen sich gute Ergebnisse mit dieser Technik erreichen.
Anschließend wird eine Leitschicht 75 angebracht, wie in der perspektivischen Teildarstellung nach Fig. 13 angegeben ist. In Fig. 14 ist ein Durchschnitt durch die so erhaltene Elektrode dargestellt. Die Schicht 75 kann auf verschiedene Weisen angebracht werden, beispielsweise mit Hilfe der anhand der Erzeugung der Schicht 73 beschriebenen Verfahren. Danach wird die entfernbare Schicht 74 entfernt. Eine Lackschicht kann beispielsweise aufgelöst oder durch Reiben entfernt werden. In Fig. 15 ist einen Querschnitt durch die Elektrode nach dem Entfernen der Schicht 75 dargestellt. Auf diese Weise wird eine Elektrode mit einer Platte mit versenkten Leitermustern auf einfache Weise hergestellt.
Ein anderes erfindungsgemäßes Verfahren ist in Fig. 16 dargestellt. Die Löcher 101 und die Rillen 102 werden in einer Platte 100 gebildet, die mit einer Isolierschicht 103 versehen wird. Anschließend wird ein positiver Photoresistfilm auf der Platte an der Seite der Rillen angebracht. Der Photoresistfilm wird exponiert, wie schematisch mit den Pfeilspitzen in Fig. 16 angegeben. Das exponierte Photoresist wird entfernt. Gefunden wurde, daß, obgleich das Photoresist, das über den Rillen vorhanden ist, nicht direkt exponiert wird, es immer noch entwickelt werden kann. Wahrscheinlich wirken die Rillen und das Photoresist über den Rillen als Lichtkanal, durch den über Reflexionen nicht direkt exponiertes Photoresist ebenfalls Photonen empfängt. Danach wird das exponierte Photoresist entfernt und eine Leitschicht auf den Wänden der Löcher und der Rillen angebracht. Anschließend wird das restliche Photoresist entfernt. Eine Leitschicht befindet sich auf den Wänden der Löcher und der Rillen.
Ein weiteres alternatives erfindungsgemäßes Verfahren ist in Fig. 17 veranschaulicht. Die Platte 110 wird mit Löcheren 111 und Rillen 112 versehen.
Anschließend wird die Platte mit einer elektrisch isolierenden Schicht 113 und einem Leitmaterial 114 versehen. Danach werden die Löcher und die Rillen mit einem entfernbaren Material 115 gefüllt, beispielsweise mit einem Wachs. Im folgenden Schritt wird das Leitmaterial 114, das sich zwischen den Löchern befindet, beispielsweise durch Reiben oder Ätzen entfernt. Eine Leitschicht bleibt auf den Wänden der Löcher und der Rillen zurück.
Beispielsweise braucht die Platte nicht notwendigerweise eben zu sein; eine andere Möglichkeit ist die Verwendung einer gebogenen Platte.

Claims

1. Bildwiedergabeanordnung mit einem Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und mit einer Elektrode, die eine Platte enthält, die ein Muster von Löchern zum Durchlassen des Elektronenstrahls und ein Muster von Leitern zum Beeinflussen des Durchgangs des Elektronenstrahls enthält, wobei die Platte und das Muster mechanisch miteinander verbunden und elektrisch voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster von Leitern in die Platte eingelassen ist.

2. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, worin jedes Löch von einer kraterförmigen Wand umgeben ist, Rillen sich zwischen den Löchern in der Platte erstrecken und die Wände der Löcher und die Wände der Rillen mit einem Leitmaterial versehen sind.

3. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, worin das Muster von Leitern mittels einer Isolierschicht von der Platte getrennt ist, worin die Isolierschicht und das Leitmaterialmuster derart angebracht sind, daß die Isolierschicht mittels des Leitermusters vom Elektronenstrahl abgeschirmt ist.

4. Verfahren zum Herstellen einer Bildwiedergabeanordnung mit einem Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und mit einer Elektrode, die eine Platte mit einem Löchermuster zum Durchlassen des Elektronenstrahls und ein Leitermuster zum Beeinflussen des Durchgangs des Elektronenstrahls enthält, wobei die Platte und das Muster mechanisch miteinander verbunden und elektrisch voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in der Platte und Rillen zwischen den Löchern gebildet sind, die Platte mit einer elektrisch isolierenden Schicht zum Bedecken wenigstens der Wände der Löcher und der Rillen versehen ist, die Oberfläche zwischen den Löchern und den Rillen mit einer weiteren entfernbaren Schicht bedeckt ist, wonach wenigstens auf den Wänden der Löcher und der Rillen ein Leitmaterial angebracht ist, und danach die entfernbare Schicht wenigstens von der Oberfläche zwischen den Rillen und den Kratern entfernt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin die entfernbare Schicht mittels einer Aufwalzbeschichtung angebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, worin die zweite Isolierschicht in einer Lösung lösbar ist und die Elektrode vor dem Entfernen der zweiten Isolierschicht in die Lösung eingetaucht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, worin die Löcher und die Rillen in einem Ätzvorgang gebildet werden.

8. Verfahren zum Herstellen einer Bildwiedergabeanordnung mit einem Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und mit einer Elektrode, die eine Platte mit einem Löchermuster zum Durchlassen des Elektronenstrahls und ein Leitermuster zum Beeinflussen des Durchgangs des Elektronenstrahls enthält, wobei die Platte und das Muster mechanisch miteinander verbunden und elektrisch voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in der Platte und Rillen zwischen den Löchern gebildet sind, die Platte mit einer elektrisch isolierenden Schicht zum Bedecken wenigstens der Wände der Löcher und der Rillen versehen ist, wonach auf der Platte ein Leitmaterial derart angebracht ist, daß wenigstens die Wände der Löcher und der Rillen mit einem Leitmaterial bedeckt sind, wonach ein entfernbares Material in den Löchern und in den Rillen angebracht wird, und danach das Leitmaterial zwischen den Löchern und den Rillen und anschließend das entfernbare Material wenigstens von den Löchern entfernt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin die Löcher und die Rillen in einem Ätzvorgang gebildet werden.

10. Verfahren zum Herstellen einer Bildwiedergabeanordnung mit einem Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und mit einer Elektrode, die eine Platte mit einem Löchermuster zum Durchlassen des Elektronenstrahls und ein Leitermuster zum Beeinflussen des Durchgangs des Elektronenstrahls enthält, wobei die Platte und das Muster mechanisch miteinander verbunden und elektrisch voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in der Platte und Rillen zwischen den Löchern gebildet sind, die Platte mit einer elektrisch isolierenden Schicht zum Bedecken wenigstens der Wände der Löcher und der Rillen versehen ist, wonach ein positiver Photoresistfilm auf der Platte an der Seite der Rillen angebracht und anschließend der Photoresistfilm durch die Löcher exponiert wird, wonach das exponierte Photoresist entfernt, ein Leitmaterial auf den Wänden der Löcher und der Rillen angebracht und anschließend das restliche Photoresist entfernt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, worin die Löcher und die Rillen in einem Ätzvorgang gebildet werden.