DE69523344T2

DE69523344T2 - Bildanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69523344T2
Application number: DE69523344T
Authority: DE
Inventors: Hisanobu Azuma; Shinichi Kawate; Yasue Sato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2015-06-07
Also published as: ATE188311T1; JP3234740B2; DE69514151D1; EP0844640A3; CN1133487A; KR960002433A; EP0686991A1; JPH0855567A; CN1102797C; EP0844640B1; ATE207240T1; DE69514151T2; KR100220358B1; US5869919A; EP0686991B1; EP0844640A2; DE69523344D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachfeld-Bildanzeigevorrichtung, die Elektronenabstrahleinrichtungen aufweist.
In den letzten Jahren haben Bildanzeigevorrichtungen mit geringem Gewicht und flacher Bauform, sogenannte Flachfeld- Bildanzeigevorrichtungen, besondere Aufmerksamkeit gefunden, und es wird erwartet, daß sie die herkömmlichen schweren und sperrigen Anzeigevorrichtungen mit einer Kathodenstrahlröhre rasch ersetzen werden. Während umfangreiche Forschungsarbeit in die technologische Entwicklung der Flüssigkristallanzeigen investiert wurde, um eine schlanke und flache Bauform zu realisieren, weisen diese das Problem eines ziemlich dunklen Bildschirms und eines begrenzten Betrachtungswinkels neben anderen Problemen auf. Eine Flachfeld-Bildanzeigevorrichtung der Emissionstype, die eine Elektronenquelle zum Abstrahlen von Elektronenstrahlen und einen Leuchtstoff aufweist, der beim Bestrahlen mit Elektronenstrahlen sichtbare Bilder erzeugt, ist dahingehend vorteilhaft, daß sie einen hellen Schirm und einen großen Betrachtungswinkel aufweist und sich daher selbst an einen großen Schirmaufbau und an Bilder mit hoher Auflösung anpassen kann, im Vergleich zu einer Flüssigkristallanzeige. Die Nachfrage nach Flachfeld-Bildanzeigevorrichtungen der Emissionstype zeigt wegen dieser und anderer Vorteile ein bemerkenswertes Wachstum.
Eine Flachfeld-Bildanzeigevorrichtung der Emissionstype, die Elektronenstrahlen zum Erzeugen von Bildern verwendet, weist typisch eine Vielzahl von Elektronenabstrahleinrichtungen auf, die in der Form einer Matrix zwischen einer Frontplatte und einer Rückplatte angeordnet sind. Eine Anzahl von Flachfeld-Bildanzeigevorrichtungen weist Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen zum Abstrahlen von Elektronenstrahlen und einen Leuchtstoff zum Anzeigen der Bilder beim Bestrahlen mit Strahlen beschleunigter Elektronen auf, die bereits offenbart und als Patent angemeldet sind, einschließlich jenen, die durch den Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung erfunden sind. (Siehe unter anderem Japanische Patentveröffentlichung Nr. 3-261024.)
Fig. 9 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine vereinfachte schematische Schnittansicht einer typischen Flachfeld-Bildanzeigevorrichtung, die Oberflächenleitung-Elektronen-abstrahleinrichtungen aufweist, wie vorstehend erwähnt.
Wie Fig. 9 zeigt, weist die Bildanzeigevorrichtung auf: ein Substrat 1001, hergestellt aus einem Isoliermaterial, wie z. B. Natronkalkglas, eine Anzahl von Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen 1002, die auf dem Substrat 1001 angeordnet sind, eine Isolierschicht 1003, die auf dem Substrat 1001 erzeugt ist, und Gitter 1004, die jeweils ein Loch aufweisen, um das Hindurchtreten der Elektronenstrahlen zuzulassen, und das als eine Modulationselektrode wirkt. Die Vorrichtung weist ferner auf: eine Frontplatte 1005, hergestellt aus Natronkalkglas und auf der Innenseite mit einem Leuchtstoff 1006 versehen, bedeckt durch eine Metallhinterlegung 1007 aus Aluminiumdünnschicht, und einen Seitenrahmen 1009, angeordnet zwischen dem Substrat 1001 und der Frontplatte 1005 und mittels eines Fritteglases 1008 mit dem Substrat 1001 verbunden, um eine luftdichte Umhüllung auszubilden. Die Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen 1002 und die Gitter 1003 sind mit einer äußeren Ansteuerschaltung (nicht gezeigt) elektrisch verbunden, während die Metallhinterlegung 1007 über ein Hochspannungsenergiekabel 1014 mit einer Hochspannungsenergiequelle 1013 elektrisch verbunden ist.
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht mit Einzelheiten des Aufbaus einer Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung 1002.
Wie Fig. 10 zeigt, weist die Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung auf: ein Paar von Einrichtungselektroden 1102 und 1103, die zueinander in einem vorbestimmten Abstand L sind, und eine Dünnschicht 1104, hergestellt durch Auftragen einer organischen Palladiumverbindung (z. B. ccp- 4230: im Angebot von Okuno Pharmceutical Co., Ltd.) auf die Einrichtung und mit einem Elektronenabstrahlbereich 1105, der in der Dünnschicht durch Aussetzen der letzteren einem elektrischen Anregungsprozeß erzeugt wird und als "Elektroformen" bezeichnet wird. Das "Elektroformen" ist ein Prozeß, in welchem eine Spannung zwischen den Einrichtungselektroden 1102 und 1103 angelegt wird, um den Aufbau der Dünnschicht 1104 teilweise zu zerstören, zu verformen oder abzuwandeln und um einen Elektronenabstrahlbereich 1105 zu erzeugen, welcher einen hohen elektrischen Widerstand aufweist.
Der Elektronenabstrahlbereich 1105 kann ein Bereich der Dünnschicht 1104 sein, der Spalten aufweist. Wenn dies der Fall ist, werden Elektronen von und nahe den Spalten abgestrahlt. Vorgeschlagene Materialien, die in geeigneter Weise für die Dünnschicht einer Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung verwendet werden können, schließen SnO&sub2;, Au [G. Dittmer: "Thin Solid Films", 9, 317 (1972)], In&sub2;O&sub3;/SnO&sub2; [M. Hartwell und C.G. Fonstad: "IEEE Trans. ED Conf.", 519 (1975)] und Kohlenstoff [H. Araki u. a.: "Vacuum", Band 26, Nr. 1, S. 22 (1983)] ein.
Wenn der Innendruck der vorstehend beschriebenen Bildanzeigevorrichtung bei etwa 10&supmin;&sup4; Pa (10&supmin;&sup6; Torr) gehalten wird und eine Ansteuerimpulsspannung durch die externe Ansteuerschaltung an die Einrichtungselektroden 1102 und 1103 der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung angelegt ist, welche einen in Fig. 10 gezeigten Aufbau aufweist, strahlt die Einrichtung einen Elektronenstrahl ab. Der Elektronenstrahl tritt dann durch das entsprechende Gitter 1104 und wird durch die positive Spannung beschleunigt, die an den Leuchtstoff 1006 und die Metallhinterlegung 1007 durch die Hochspannungsenergiequelle 1013 angelegt ist, um schließlich mit dem Leuchtstoff 1006 zu kollidieren und zum Abstrahlen von Licht zu veranlassen. Die Geschwindigkeit, bei welcher sich der Elektronenstrahl ausbreitet, kann durch die Spannung gesteuert werden, die durch die Ansteuerschaltung (nicht gezeigt) an das Gitter 1006 angelegt ist, so daß demzufolge der Fluoreszenzkörper gesteuert Licht abstrahlen kann, um das gewünschte Bild auf dem Bildschirm zu erzeugen.
Elektronenabstrahleinrichtungen anders als die der Oberflächenleitungstype schließen jene ein, die Thermoelektronenquellen, Feldemissionselektronen-Abstrahleinrichtungen [W. P. Dyke und W.W. Dolan, "Field Emission", Advances in Electron Physics, 8, 89 (1956) und C.A. Spindt, "Physical properties of thinfilm field emission cathodes with molybdenum cones", J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976)] und Metall/Isolierschicht/Metall-Elektronenabstrahleinrichtungen [C.A. Mead, "The tunnel-emission amplifier", J. Appl. Phys., 32, 646 (1961)] verwenden.
In jeder der vorstehend erwähnten Bildanzeigevorrichtungen wird in diesen unvermeidbar Wärme erzeugt, wenn Elektronen veranlaßt werden, mit einem Leuchtstoff zum Abstrahlen von Licht zu kollidieren, wenn Elektronenabstrahleinrichtungen elektrisch angeregt werden, um Elektronen abzustrahlen und/ oder wenn Elektronenabstrahleinrichtungen, die in einer Ebene angeordnet sind, aufeinanderfolgend mittels Drahtleitungen angesteuert werden, um betriebswirksam zu werden.
Da Wärme erzeugt wird, erfolgt das Erhitzen des Substrats 1001 und der Frontplatte 1005 der Vorrichtung, um einen Temperaturunterschied zwischen diesen und/oder eine ungleichmäßige Wärmeverteilung innerhalb der Vorrichtung zu erzeugen, welche andererseits zu einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung führen kann, die Anlaß zu einem verzerrten Bildschirm, einer Farbstörung und/oder anderen Problemen gibt. Diese Probleme sind besonders kritisch, wenn die Bildanzeigevorrichtung einen großen Bildschirm aufweist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildanzeigevorrichtung zu schaffen, in welcher die vorstehend benannten technologischen Probleme zumindest vermindert sind.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine Bildanzeigevorrichtung zu schaffen, die kaum, wenn überhaupt, zu einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung in der Rückplatte und der Frontplatte des Anzeigefelds der Vorrichtung führt.
Ein noch anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Bildanzeigevorrichtung, die Bilder hoher Qualität stabil anzeigen kann und verzerrungsfrei ist, sowie in dem Fall einer Farbbildanzeigevorrichtung, frei von der Erscheinung der Farbteilung ist.
Patent Abstracts of Japan, Band 9, Nr. 150 (E-324), vom 25. Juni 1995, und die JP-A-60032239 beschreiben eine Flachfeld- Bildanzeigevorrichtung, welche die Merkmale aufweist, wie sie in dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 genannt sind. Diese sprechen das Problem der Überwärmung der Frontplatte an, und es wird ein Flüssigkühlmittel-Wärmeaustauscher in Kontakt mit der Frontplatte auf der Oberfläche in Gegenüberlage des Leuchtstoffs aufgezeigt. Es wird keine zusätzliche Maßnahme zum Ausgleich der Temperaturen der Frontplatte und der Rückplatte getroffen.
Die erfindungsgemäße Flachfeld-Bildanzeigevorrichtung ist gekennzeichnet durch:
- eine Luftgebläseeinrichtung, welche an dem Gehäuse angeordnet ist und vorgesehen ist, um Kühlluft zwischen dem Gehäuse und dem Anzeigefeld zwangsweise strömen zu lassen, so daß die Kühlluft zuerst Wärme mit einer von beiden Platten, der Rückplatte oder der Frontplatte, und dann, nach dem Umlauf, mit der anderen der Platten, der Rückplatte oder der Frontplatte, Wärme austauscht.
Wenngleich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung Luftkühlung verwendet ist, wird anerkannt, daß Luftkühlung in bezug auf andere Arten der Flachfeld-Bildanzeigevorrichtung, z. B. der Flüssigkristall-Flachfeld-Bildanzeigevorrichtung, Berücksichtigung gefunden hat. Die US-A-4952925 beschreibt einen Aufbau, in welchem Luft von einem Ende einer Kammer abgezogen wird und jeweils entlang paralleler Strömungskanäle über und unter dem Flachfeld-Anzeigevorrichtung mittels eines Entlüfters an dem anderen Ende der Kammer zwangsweise bewegt wird.
Die vorstehend erwähnten technischen Probleme bezüglich der Bildanzeigevorrichtungen werden durch eine erfindungsgemäße Bildanzeigevorrichtung gelöst. Bei einer Bildanzeigevorrichtung, die mit einer Luftgebläseeinrichtung versehen ist, tauschen die Frontplatte und die Rückplatte Wärme aus, um den Temperaturunterschied, der zwischen diesen vorliegt, zu vermindern. Da außerdem sowohl die Frontplatte als auch die Rückplatte eine gleichmäßige Wärmeverteilung zeigen, kann jeder Unterschied der Wärmeausdehnung, der in der Rückplatte und der Frontplatte des Anzeigefelds der Vorrichtung vorliegen kann, minimiert werden.
Daher kann ein erfindungsgemäßes Bildanzeigegerät Bilder hoher Qualität zuverlässig anzeigen und bleibt verformungsfrei. Auch in dem Fall eines Farbbildanzeigegeräts wird die Erscheinung der Farbteilung vermieden.
Die Wärmeabführwirkung der Rückplatte kann weiter erhöht werden, um das Wärmeverteilungsmuster des Anzeigefelds durch Anordnen eines Wärmeleitelements mit hoher Wärmeleitfähigkeit auf der Rückplatte zu verbessern. Das Wärmeverteilungsmuster des Anzeigefelds kann durch Bedecken der Frontplatte mit einem lichtdurchlässigen Wärmeleitelement und körperliches Verbinden der Wärmeleitelemente auf der Frontplatte und der Rückplatte mittels eines wärmeleitenden Materials weiter verbessert werden. Mit einer solchen Anordnung kann die Reflexion von Umgebungslicht ebenfalls vermindert werden, und es kann verhindert werden, daß Staubteilchen durch das Anzeigefeld angezogen werden.
Eine Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen lediglich beispielhaft beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnitt-Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung,
Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnitt-Seitenansicht des Anzeigefelds 100 der Fig. 1,
Fig. 3A und Fig. 3B zeigen jeweils eine schematische Draufsicht und eine schematische Vorderansicht einer Elektronenabstrahleinrichtung, die für eine Bildanzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann,
Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnitt-Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung, die mit einer Bildschirmabdeckung versehen ist,
Fig. 5 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer Elektronenquelle zum Abstrahlen von Thermoelektronen, die für eine Bildanzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendbar ist,
Fig. 6 zeigt eine schematische Teilansicht eines Thermoelektronen-Abstrahlabschnitts einer Thermoelektronenquelle und eines Gitters, welche deren Lagebeziehung zeigt,
Fig. 7 zeigt eine schematische Querschnitt-Seitenansicht einer noch anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung, die eine integrierte Ansteuerschaltung aufweist,
Fig. 8 zeigt eine schematische Querschnitt-Seitenansicht einer noch anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung, die Kühlrippen und ein elektrisches Gebläse aufweist,
Fig. 9 zeigt eine schematische Querschnitt-Seitenansicht einer Bildanzeigevorrichtung, welche Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen aufweist, und
Fig. 10 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, ausführlicher beschrieben. Eine erste Ausführungsform der Bildanzeigevorrichtung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, welche schematisch eine Seitenansicht der Ausführungsform im Querschnitt zeigt. Die Bildanzeigevorrichtung in Fig. 1 weist ein Anzeigefeld 100 auf, das in ein Gehäuse 115 eingeschlossen ist. Das Anzeigefeld 100 wird durch Anordnen einer Frontplatte 205, welche einen Leuchtstoff 202 trägt, und einer Rückplatte 201, die darauf eine Vielzahl von Elektronenabstrahleinrichtungen 202 in Nebeneinanderstellung trägt, erzeugt. Die Ausführungsform weist zusätzlich ein Gebläse (Luftgebläseeinrichtung) 117 auf, um Luft zu veranlassen, zwischen dem Anzeigefeld 100 und dem Gehäuse 115 zu strömen. Das Gebläse 117 saugt Luft von außerhalb an und veranlaßt sie, entlang dem Pfeil 116 als Kühlluft zu strömen. Während eine erfindungsgemäße Bildanzeigevorrichtung die vorstehend erwähnten Komponenten als Hauptteile aufweist, weist die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform zusätzlich eine Hochspannungsenergiequelle 113 auf, ein Hochspannungskabel 114 zum Zuführen einer Hochspannung zum Leuchtstoff des Anzeigefelds 100 und einen Filter 118 zum Entfernen von Staub aus der Luft, die von außerhalb in das Gehäuse angesaugt wird.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist wirksam, um das Anzeigefeld 100 in einer nachstehend erläuterten Weise zu kühlen.
Die Kühlluft wird mittels des Gebläses 117, das an dem Gehäuse 115 angeordnet ist, welches das Anzeigefeld 100 einschließt, von außerhalb angesaugt. Die Kühlluft wird dann durch den Filter 118 geleitet, um Staub zu entfernen, und strömt entlang den Pfeillinien 116, um das Substrat 201 des Anzeigefelds 100 zu kühlen und sich dabei selbst zu erwärmen. Danach umströmt die Kühlluft die Frontplatte 205 des Anzeigefelds 100 und tauscht mit dieser die Wärme aus, bis die Frontplatte 205 nahe der Temperatur der Kühlluft abgekühlt ist. Demzufolge zeigen die Rückplatte oder das Substrat 201 des Anzeigefelds 100 und die Frontplatte 205 praktisch keinen Temperaturunterschied, und es wird eine gleichmäßige Wärmeverteilung innerhalb des Anzeigefelds 100 mit der Frontplatte 205 und dem Substrat 201 verwirklicht, so daß kein Unterschied zwischen der Wärmeausdehnung der Frontplatte 205 und der Wärmeausdehnung des Substrats 201 beobachtet werden kann, um deren Wärmeverzüge und die Erscheinung der Bildverzerrung und der Farbteilung zu minimieren.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der Strömungsweg der Kühlluft umkehrbar ist und die Kühlluft von der Seite der Frontplatte. 205 eingeleitet und dann dem Substrat 201 zugeführt werden kann.
Wenngleich die Position, in welcher die Luftgebläseeinrichtung an dem Gehäuse 115 angeordnet ist, nicht besonders spezifiziert wird, kann eine Bildschirmabdeckung vorzugsweise verwendet werden, um die Öffnung der Frontplatte 205 zu bedecken, um die Wirksamkeit zu erhöhen, mit welcher die Wärme mit der Kühlluft ausgetauscht wird, weil die Kühlluftströmung entlang der Frontplatte 205 nicht unmittelbar mit der Umgebungsluft in Kontakt gebracht wird.
Die Wärmeabführwirkung der Rückplatte kann weiter erhöht werden, um das Wärmeverteilungsmuster des Anzeigefelds durch Anordnen eines Wärmeleitelements mit hoher Wärmeleitfähigkeit auf der Rückplatte zu verbessern. Das Wärmeverteilungsmuster des Anzeigefelds kann durch Bedecken der Frontplatte mit einem lichtdurchlässigen Wärmeleitelement und körperliches Verbinden der Wärmeleitelemente auf der Frontplatte und der Rückplatte mittels eines wärmeleitenden Materials weiter verbessert werden. Bei einem solchen Aufbau kann auf vorteilhafte Weise die Reflexion von Umgebungslicht ebenfalls vermindert werden, und es kann verhindert werden, daß Staubteilchen durch das Anzeigefeld angezogen werden.
Das Wärmeleitelement, das auf der Rückplatte angeordnet wird, ist vorzugsweise aus einem Metall hergestellt, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wie z. B. Cu oder Al, von denen Kupfer besonders zu bevorzugen ist. Andererseits wird das Wärmeleitelement, das auf der Frontplatte angeordnet ist, vorzugsweise aus ITO oder SnO2 hergestellt.
Während eine erfindungsgemäße Bildanzeigevorrichtung mit einer Ansteuerschaltung ausgestattet werden muß, die ICs aufweist, um Bilder auf dem Anzeigefeld anzuzeigen, ist ebenfalls zu bevorzugen, daß gleichzeitig die Ansteuerschaltung gekühlt wird. Dies kann erfolgen, ohne die Abmessungen der Bildanzeigevorrichtung zu vergrößern, indem die Ansteuerschaltung in dem Strömungspfad der Kühlluft in einer solchen Weise angeordnet wird, daß sie den Luftstrom nicht besonders behindert.
Das Anzeigefeld 100 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird durch eine Ansteuerschaltung (nicht gezeigt) angesteuert, die als Reaktion auf ein angelegtes Bildanzeigesignal ein Ansteuersignal erzeugt. Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 2, Fig. 3A und Fig. 3B das Anzeigefeld 100 beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht des Anzeigefelds 100. Fig. 3A und Fig. 3B zeigen jeweils eine schematische Draufsicht und eine schematische Vorderansicht einer der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen dieser Ausführungsform. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Anzahl der Elektronenabstrahleinrichtungen 202 nicht unbedingt auf die in Fig. 2 begrenzt ist.
Wie Fig. 2 zeigt, weist das Anzeigefeld 100 ein Substrat 201 oder eine Rückplatte auf, hergestellt aus einem Isoliermaterial, wie z. B. Glas, und eine Vielzahl von Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen 202 als auch eine Isolierschicht 203, die auf dem Substrat 201 erzeugt ist, und Gitter 204, die auf der Isolierschicht 203 ausgebildet sind und jeweils mit Löchern ausgestattet sind, um das Hindurchtreten von Elektronenstrahlen zu gestatten, wobei jedes der Gitter 204 als eine Modulationselektrode wirkt. Das Anzeigefeld 100 weist ferner eine Frontplatte 205 auf, die mit einem Leuchtstoff 206 auf der Innenoberfläche versehen ist, welche andererseits durch eine Metallhinterlegung einer Al- Dünnschicht bedeckt ist, wobei die Frontplatte 205 und das Substrat 208 mittels Fritteglas 208 mit einem dazwischen angeordneten Seitenrahmen 209 miteinander verbunden sind, um eine Vakuumumhüllung auszubilden.
Die Einrichtungselektroden 207, die Gitter 204 und der Fluoreszenzkörper 206 erstrecken sich über Drähte (nicht gezeigt) elektrisch nach außerhalb der Umhüllung, um die elektrische Verbindung herzustellen.
Eine Elektronenabstrahleinrichtung 202, die zum Zweck der Erfindung verwendbar ist, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3A und Fig. 3B ausführlich beschrieben.
Wie in Fig. 3A und Fig. 3B gezeigt, weist die Elektronenabstrahleinrichtung ein Paar von Einrichtungselektroden 302, 303 auf, die in einem vorbestimmten Abstand getrennt sind, und eine Dünnschicht 304, die den Elektronenabstrahlbereich aufweist, und einen Elektronenabstrahlbereich 305. Der Elektronenabstrahlbereich 305 der Dünnschicht 304, die den Elektronenabstrahlbereich aufweist, wird durch elektrisch leitfähige Feinteilchen mit einem Durchmesser von mehreren zehn Ångström (1 Å = 0,1 nm) ausgebildet, wobei die Dünnschicht 304, die den Elektronenabstrahlbereich aufweist, anders als der Elektronenabstrahlbereich 305, eine Feinteilchenschicht ist. Der Ausdruck "eine Feinteilchenschicht", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Dünnschicht, die aus einer großen Zahl von Feinteilchen ausgebildet ist, die frei verteilt, eng angeordnet oder einander und statistisch überlappend sind (um unter bestimmten Bedingungen eine Inselstruktur auszubilden). Die Dünnschicht 304, welche den Elektronenabstrahlbereich aufweist, kann eine Kohlenstoffdünnschicht sein, die dispergierte elektrisch leitfähige Teilchen aufweist.
Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Bildanzeigevorrichtung erläutert.
Zuerst wird beschrieben, wie jede der Oberflächenleitung- Elektronenabstrahleinrichtungen 202 erzeugt wird. Nach dem gründlichen Reinigen eines Substrats 301 wird ein Paar von Einrichtungselektroden 302, 303, typisch aus Nickel, auf dem Substrat 301 durch Vakuumabscheiden oder Photolithographie (einschließlich Verfahren, wie z. B. Ätzen und Abheben) in einer solchen Weise erzeugt, daß sie in einem Abstand L = 2 um beabstandet sind und eine Länge W = 300 um und eine Dicke d = 100 nm (1000 Å) aufweisen. Wahlweise können die Einrichtungselektroden aus einem Metall, anders als Nickel, oder einem Halbleitermaterial hergestellt werden.
Dann wird eine metallorganische Dünnschicht zwischen den Einrichtungselektroden 302 und 303 durch Auftragen einer metallorganischen Lösung erzeugt. Der Ausdruck "eine metallorganische Lösung", wie er hier verwendet wird, betrifft eine Lösung einer organischen Verbindung, die als einen Hauptbestandteil ein Metall aufweist, das aus der Pd, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb usw. ausgewählt ist. Daraufhin wird die metallorganische Dünnschicht erhitzt, einer Wärmebehandlung unterzogen und einer Strukturierungsoperation unter Verwendung einer Technologie, wie z. B. Abheben oder Ätzen, ausgesetzt, um eine Dünnschicht 304 zu erzeugen, welche ein Profil aufweist, wie in Fig. 3A und Fig. 3B gezeigt ist. Materialien, die für die Dünnschicht 304 verwendet werden können, sind nicht auf die Vorstehend aufgelisteten begrenzt und können Metalle einschließen, wie z. B. Pd, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb usw., Oxide, wie z. B. PdO, SnO&sub2;, In&sub2;O&sub3;, PbO, Sb&sub2;O&sub3;, Boride, wie z. B. HfB&sub2;, ZrB&sub2;, LaB&sub6;, CeB&sub6;, YB&sub4;, GdB&sub4; usw., Karbide, wie z. B. TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC usw., Nitride, wie z. B. TiN, ZrN, HfN usw., Halbleitermaterialien, wie z. B. Si, Ge usw., Kohlenstoff, AgMg, NiCu, Pb und Sn. Verfahren, die zur Herstellung einer Dünnschicht 304, die einen Elektronenabstrahlbereich aufweist, verwendet werden können, schließen die Vakuumabscheidung, das Sputtern, die chemische Abscheidung aus der Dampfphase, den Dispersionsauftrag, das Tauchen, das Schleudern und andere Verfahren ein, die in zweckentsprechender Weise zur Erzeugung einer Dünnschicht verwendbar sind.
Zum Zweck der vorliegenden Erfindung können Thermoionenquellen mit einer Glühkathode, Feldemissionselektronen-Abstrahleinrichtungen und andere Elektronenquellen, die in der Lage sind, Elektronen abzustrahlen, ebenfalls verwendet werden.
Daraufhin werden Leitungen (nicht gezeigt) zum Speisen der Halbleiter-Elektronenabstrahleinrichtungen 202 mit Energie angeordnet. Dazu wird eine Schicht aus einem Metall, wie z. B. Au, Cu oder Al, in einer Dicke von mehreren Mikrometer durch Dampfabscheiden oder Sputtern ausgebildet, und Leitungen werden durch Photolithographie (einschließlich Verfahren, wie z. B. Ätzen und Abheben) in einer solchen Weise angeordnet, daß sie teilweise auf den jeweiligen Einrichtungselektroden 303, 304 liegen. Die distalen Enden der Leitungen erstrecken sich nach außerhalb der Umhüllung zum elektrischen Außenanschluß. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Leitungen durch jede andere zweckentsprechende Technologie, anders als die Photolithographie, wie z. B. durch galvanischen Überzug oder durch Drucken unter Verwendung elektrisch leitfähiger Paste, angeordnet werden können.
Dann werden Gitter 204 und eine Isolierschicht 203 erzeugt. Dafür wird eine SiO&sub2;-Schicht in einer Dicke von 1 bis 5 um durch Sputtern ausgebildet, und dann wird eine Schicht aus Au, Cu oder einem anderen Metall in einer Dicke von 0,5 bis 1,0 um durch Dampfabscheiden oder Sputtern erzeugt. Danach werden Löcher, größer als der Elektronenabstrahlbereich 305 der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung 202 durch Photolithographie (einschließlich Verfahren, wie z. B. Ätzen und Abheben) ausgebildet, um den Elektronen zu gestatten, hindurchzutreten, und die Oxidschicht, die als eine Isolierschicht wirkt, wird unter Verwendung der Metallschicht als eine Maske geätzt, um ähnliche Löcher zu erzeugen. Schließlich werden Gitter aus der Metallschicht ausgebildet, wenn sie durch Lithographie (einschließlich Verfahren, wie z. B. Ätzen und Abheben) bearbeitet werden, wobei die Gitter Leitungen aufweisen, die sich aus der Umhüllung zum elektrischen Außenanschluß erstrecken.
Anschließend werden eine Frontplatte 205, die durch Auftragen eines fluoreszierenden Materials behandelt ist, um einen Leuchtstoff 206 auszubilden, und durch Anordnen einer Metallhinterlegung aus Aluminium auf dem Leuchtstoff 206 und ein Substrat 201, das darauf eine Vielzahl von Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen trägt, zusammen mit einem Seitenrahmen 209, der dazwischen angeordnet ist mittels Fritteglas 208, verbunden, um ein Anzeigefeld zu erzeugen, wobei das Fritteglas 208, welches auf eine Temperatur erwärmt ist, die für das Fritteglas zweckentsprechend ist, um das Anzeigefeld hermetisch abzuschließen (z. B. 450ºC für LS-0206: im Vertrieb von Nippon Electric Glass Co., Ltd.), für eine vorbestimmte Zeitdauer (10 Minuten für LS- 0206). Wenn ein Farbleuchtstoff verwendet wird, sind die Pixel des Leuchtstoffs 206 gegenüber den jeweiligen Elektronenabstrahleinrichtungen auf dem Substrat zu justieren.
Dann wird der Innendruck des Anzeigefelds 100 mittels eines Absaugrohrs (nicht gezeigt) auf etwa 10&supmin;&sup4; Pa (10&supmin;&sup6; Torr) vermindert, um einen Quasivakuumzustand zu erzeugen, und die Elektronenabstrahleinrichtungen werden einer elektrischen Formierungsoperation unterzogen, in welcher die Einrichtungselektroden 303, 303 elektrisch angeregt werden. Danach wird das gesamte Anzeigefeld 100 erhitzt und durch Spülen mit einem Getter (nicht gezeigt) entgast. Schließlich wird das Absaugrohr abgedichtet, um die Operation zur Erzeugung des Anzeigefelds 100 abzuschließen.
Eine erfindungsgemäße Bildanzeigevorrichtung ist erzeugt, wenn das Anzeigefeld 100 innerhalb eines Gehäuses 115 angeordnet ist.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung an Hand von Ausführungsformen beschrieben.

(Ausführungsform 1)

Eine in Fig. 1 gezeigte Bildanzeigevorrichtung wurde in einer nachstehend beschriebenen Weise erzeugt.
Zuerst wurde ein Anzeigefeld 100 erzeugt. Das Substrat 201 des Anzeigefelds 100 hatte die Abmessungen 240 mm · 320 mm, wogegen die Größe der Frontplatte 190 mm · 270 mm betrug. Jede der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen 202 hatte einen in Fig. 3A und Fig. 3B gezeigten Aufbau und wurde durch Anordnen eines Paars von 100 nm (1000 Å) dicken Einrichtungselektroden 302, 303 aus Gold in einer Länge von W = 150 um in benachbarter Anordnung und in einem Abstand von L = 2 um erzeugt. Dann wurde eine Lösung, die eine organische Palladiumverbindung (ccp-4230: im Vertrieb von Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) aufwies, auf die Einrichtung aufgetragen, um eine Dünnschicht 304 auszubilden, welche dann für 10 Minuten auf 300ºC erhitzt wurde, um eine Schicht von Feinteilchen zu erzeugen, die Palladium als einen Hauptbestandteil aufwiesen.
Dann wurden Cu-Leitungen (nicht gezeigt) zum Speisen der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung 202 und mit einer Dicke von 2 um und einer Breite von 150 um angeordnet, und Gitter 204 aus Gold mit einer Dicke von 1 um und einer Breite von 800 um und wurden mit den jeweiligen Löchern von 500 um · 100 um Größe ausgebildet. SiO&sub2; wurde für die Isolierschicht 203 verwendet.
Von den vorstehend erwähnten Elementen wurden die Metallschicht und die SiO&sub2;-Schicht durch Sputtern erzeugt und wurden dann durch Photolithographie (einschließlich Verfahren, wie z. B. Ätzen und Abheben) bearbeitet. Die Frontplatte 205 trug einen Farbleuchtstoff 206 der Farben Rot, Grün und Blau, und jedes der Pixel für eine Farbe hatte eine Größe von 800 um · 250 um.
Danach wurden das Substrat 201 und die Frontplatte 205 zueinander justiert und zusammen mit einem dazwischen angeordneten Seitenrahmen 209 unter Verwendung von LS-0206, im Vertrieb von Nippon Electric Glass Co., Ltd., und durch Erwärmen für 10 Minuten auf 450ºC miteinander verbunden, um ein abgedichtetes Anzeigefeld zu erzeugen. Daraufhin wurde das Anzeigefeld über ein Absaugrohr (nicht gezeigt) evakuiert, um einen Quasivakuumzustand von 10&supmin;&sup4; Pa (10&supmin;&sup6; Torr) zu realisieren. Eine elektrische Formierungsoperation wurde an jeder der Elektronenabstrahleinrichtungen ausgeführt, um einen Elektronenabstrahlbereich 305 zu erzeugen, indem ein Dreieckspannungsimpuls mit einer Basisdauer von 1 Millisekunde, einer Periode von 10 Millisekunden und einer Wellenhöhe von 5 V) für 60 Sekunden angelegt wurde.
Schließlich wurde das gesamte Anzeigefeld 100 zum Entgasen für 24 Stunden auf 130ºC erhitzt, wurde mit einem Getter (nicht gezeigt) gespült, und dann wurde das Absaugrohr abgedichtet, um einen Anzeigefeldabschnitt für eine Bildanzeigevorrichtung zu erzeugen. Dann wurde das Anzeigefeld 100 innerhalb eines Gehäuses 115 angeordnet, das mit einem Gebläse 117 zum Einblasen von Luft in einer Menge von 1 m³/Minute ausgestattet war, um die Bildanzeigevorrichtung fertigzustellen.
Die vorstehend beschriebene Bildanzeigevorrichtung wurde mittels einer externen Ansteuerschaltung angesteuert, um Bilder gemäß an diese angelegten elektrischen Signalen anzuzeigen. In den Randbereichen des Anzeigebildschirms wurde nach einer langen Betriebsdauer keine Farbteilung beobachtet, und es wurden Bilder in hoher Qualität stabil angezeigt.

(Ausführungsform 2)

In dieser Ausführungsform wurde auf der Frontplatte einer Bildanzeigevorrichtung eine lichtdurchlässige Bildschirmabdeckung angeordnet.
Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittansicht der Bildanzeigevorrichtung dieser Ausführungsform.
Das Anzeigefeld 100 hat einen gleichen Aufbau wie die Ausführungsform 1, wurde jedoch zusätzlich mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung 419 bedeckt. Die restlichen Bauteile der Bildanzeigevorrichtung dieser Ausführungsform waren gleich den entsprechenden Bauteilen der Vorrichtung der Ausführungsform 1. In mehr spezifischer Weise waren die Hochspannungsquelle 413, das Hochspannungskabel 414, das Gehäuse 415, das Gebläse 417 und der Filter 418 dieser Ausführungsform jeweils gleich der Hochspannungsquelle 113, dem Hochspannungskabel 114, dem Gehäuse 415, dem Gebläse 117 und dem Filter 118 der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform.
Die Bildschirmabdeckung 419 wurde auf der Seite an dem Gehäuse 415 angeordnet, auf welcher die Frontplatte des Anzeigefelds 100 angeordnet war. Da die Luft entlang der Frontplatte des Anzeigefelds 100 dieser Ausführungsform nicht ausgetragen (und auch nicht eingetragen) werden kann, wurden das Gebläse 417 und der Filter 418 in Positionen auf der Seite (linke Seite in der Zeichnung) des Gehäuses 415 in Gegenüberlage der Bodenoberfläche des Substrats des Anzeigefelds 100 angeordnet. Löcher wurden zwischen dem Anzeigefeld 100 und der Bildschirmabdeckung 419 angeordnet, um die durch das Gebläse 417 angesaugte Kühlluft abzuführen.
Zum Zweck der Erfindung wird eine solche Bildschirmabdeckung vorzugsweise aus Glas oder einem Kunststoffmaterial hergestellt, obgleich jedes andere Material verwendbar ist, wenn es Licht übertragen kann, das von dem Anzeigefeld 100 kommt. Die Bildschirmabdeckung 419 kann mit einer optischen Antireflexionsschicht beschichtet werden oder mit einer streuungsvermindernden Kunststoffolie laminiert werden. Eine Bildschirmabdeckung kann die Erkennbarkeit verbessern, wenn eine Antireflexions- und eine Antistreubehandlung erfolgt sind.
Das Anzeigefeld 100 der Ausführungsform wurde zur Anzeige von Bildern erzeugt und betrieben, exakt wie dessen Pendant der ersten Ausführungsform.
Die Vorrichtung dieser Ausführungsform wird zur Kühlung in einer nachstehend beschriebenen Weise betrieben.
Wie in dem Fall der ersten Ausführungsform wird Luft mittels des Gebläses 417 in die Vorrichtung gesaugt und mittels des Filters 418 von Staub befreit. Die gereinigte Luft wird dann veranlaßt, entlang den Pfeillinien 416 zu strömen, um das Substrat 201 des Anzeigefelds 100 zu kühlen, und erhöht im Wärmeaustausch deren Eigentemperatur. Daraufhin strömt die Kühlluft um die Frontplatte 205 des Anzeigefelds 100 herum und tauscht die Wärme mit der Frontplatte 205 aus, wenn sie zwischen der Frontplatte 205 und der Bildschirmabdeckung 419 hindurchgeht, so daß die Temperatur der Frontplatte 205 nahe der Temperatur der Kühlluft gesenkt wird.
Da die Kühlluft wegen der Bildschirmabdeckung 419 nicht in direkten Kontakt mit der Außenluft gebracht wird, wurde der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs dieser Ausführungsform im Vergleich mit dem der ersten Ausführungsform wesentlich erhöht.
Demzufolge wurde der Temperaturunterschied zwischen der Rückplatte oder dem Substrat 201 und der Frontplatte 205 des Anzeigefelds 100 weiter so vermindert, daß die Frontplatte 205, das Substrat 201 und die restlichen Bereiche des Anzeigefelds ein sehr flaches Temperaturprofil zeigten. Folglich wurde der Unterschied in der Wärmeausdehnung zwischen den Platten Wesentlich vermindert, und daher waren die Bildverzerrung und die Farbteilung wesentlich vermindert. Die Vorrichtung zeigte schließlich keine Risse und erwies sich als sehr zuverlässig.
Die Vorrichtung dieser Ausführungsform wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Das Anzeigefeld 100 war exakt gleich jenem der ersten Ausführungsform und aufgebaut, wie in Fig. 4 gezeigt. Eine 2 mm dicke Acrylplatte, die eine 0,05 mm dicke Kunststoffolie zur Antistreuausrüstung trug, wurde als eine Bildschirmabdeckung 419 vor der Frontplatte 205 in einem Abstand von 1 cm angeordnet, der sie voneinander trennt. Das Gebläse 417 hatte eine Blasleistung von 1 m³/Minute, wie in dem Fall der ersten Ausführungsform.
Nach dem Ansteuern des Anzeigefelds zur Anzeige von Bildern durch Übertragen von elektrischen Signalen von einer externen Schaltung für eine Stunde, wenn das Temperaturprofil der Frontplatte 205 stabilisiert war, wurden die Temperatur der Frontplatte 205 und jene des Substrats 201 gemessen, um zu beweisen, daß sie eine Differenz zeigten, welche im wesentlichen gleich der entsprechenden Differenz war, die in der ersten Ausführungsform beobachtet wurde. Es wurde in den Randbereichen des Bildschirms keine Farbspaltung und in der Vorrichtung keine Beschädigung festgestellt.
Das Gebläse 417 und der Filter 418 waren an dem Gehäuse in einer in Fig. 1 gezeigten Weise angeordnet. Eine Luftauslaßöffnung oder mehr als eine Luftauslaßöffnung kann bzw. können durch eine Wand oder mehr als eine Wand rechtwinklig zu der Frontplatte 205 und der Rückplatte 201 zum Zweck der Erfindung ausgebildet werden. Bei einem solchen Aufbau, kühlt die Luft, die durch das Gebläse 417 gefördert wird, die Rückplatte 401 und strömt daraufhin entlang den Seitenwänden, die keine Luftauslaßöffnungen aufweisen, und kühlt die Frontplatte 205, bevor sie durch die Luftauslaßöffnungen ausgestoßen wird, um eine bemerkenswerte Kühlwirkung zu erzeugen.
Ist eine einzelne Luftauslaßöffnung vorgesehen, kann die innerhalb der Bildanzeigevorrichtung strömende Luft auf leichte Weise gesteuert werden. Daher ist ein solcher Aufbau für eine Bildanzeigevorrichtung geeignet, in welcher Wärmequellen örtlich begrenzt sind.
Wenn eine Vielzahl von Luftauslaßöffnungen angeordnet ist, werden diese bevorzugt in bezug auf die Mitte der Frontplatte symmetrisch angeordnet. Bei einem solchen Aufbau treffen Luftströme, die von der Rückplatte kommend entlang den Seitenwänden, die keine Luftauslaßöffnungen aufweisen, zu der Frontplatte strömen, im wesentlichen in der Mitte der Frontplatte aufeinander und werden dann aus den Auslaßöffnungen ausgestoßen. Dann wird diese Vorrichtung ein bemerkenswert flaches Temperaturprofil zeigen.

(Ausführungsform 3)

In dieser Ausführungsform wurde eine Bildanzeigevorrichtung erzeugt, welche Thermoionenquellen als Elektronenquellen aufweist.
Die Bildanzeigevorrichtung dieser Ausführungsform war gleich jener der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß das Anzeigefeld 100 unterschiedlich aufgebaut war. Daher wird nachstehend nur das Anzeigefeld 100 dieser Ausführungsform beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht der Thermoionenquellen der Vorrichtung dieser Ausführungsform.
In Fig. 5 wies das Anzeigefeld 100 dieser Ausführungsform ein Glassubstrat 201 auf, eine 1 um dicke Filamentschicht 502 aus Wolfram, eine 200 um dicke und 300 um breite elektrisch leitfähige Trägerschicht 503, hergestellt aus Cu, die als Leitung wirksam und in rechteckige Stücke unterteilt ist, sowie eine Anzahl von Thermoionenabstrahlabschnitten 504 zur Abgabe von Thermoionen. Fig. 6 zeigt ein Gitter zum Steuern von Elektronenstrahlen in dem Anzeigefeld 100. In Fig. 6 ist ein 1 mm dickes Isoliersubstrat 603 gezeigt, das aus einem lichtempfindlichen Glas hergestellt ist, und eine 1 um dicke Gitterelektrode 604, die aus Au hergestellt ist und durch Haftwirkung an dem Isoliersubstrat 603 angeordnet ist, ein Loch 605 der Größe 400 um · 100 um, das den Durchtritt von Elektronen zuläßt, die in dem Isoliersubstrat 603 erzeugt sind, und wobei die Gitterelektrode 604 optisch ausgerichtet ist.
Die restlichen Bauteile des Anzeigefelds 100 dieser Ausführungsform waren die gleichen wie jene der in Fig. 2 gezeigten Pendanten. Die Frontplatte 205 dieser Ausführungsform war ebenfalls exakt gleich jener der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Die Thermoionabstrahlbereiche 504 der Fig. 5 und Fig. 6 strahlen Thermoionen ab, wenn diese ein elektrischer Strom über die elektrisch leitfähige Trägerschicht 503 durchströmt, und die abgestrahlten Thermoionen werden durch die Gitter 604 moduliert und durch die Hochspannung beschleunigt, die mittels der Hochspannungsquelle 113 an den Leuchtstoff 206 angelegt ist, bis sie mit dem Leuchtstoff 206 zusammentreffen und letzteren zum Abstrahlen von Licht und zum Anzeigen von Bildern veranlassen.
Das Anzeigefeld 100 dieser Ausführungsform hatte die gleichen Abmessungen wie dessen Pendant der ersten Ausführungsform. In mehr spezifischer Weise wiesen das Substrat 201 und die Frontplatte 205 jeweils eine Größe von 240 mm · 320 mm und 190 mm · 270 mm auf, wobei letztere einen Leuchtstoff 206 für Rot, Grün und Blau trug, der Pixel für die drei Farben mit Abmessungen von 800 um · 250 um aufwies. Abgesehen von den Thermoionenquellen des Substrats 201 wurden sowohl das Isoliersubstrat 603 als auch die Gitterelektroden 604 durch Erzeugen einer Metallschicht mittels Sputtern und deren Bearbeitung durch Photolithographie (einschließlich solcher Verfahren wie Ätzen und Abheben) hergestellt. Das Isoliersubstrat 603, das die Gitterelektroden 604 darauf trägt, wurde dann innerhalb des Anzeigefelds 100 angeordnet und nach außen elektrisch angeschlossen. Danach wurden das Substrat 201 und die Frontplatte 205 relativ zueinander mit einem Seitenrahmen 209, der dazwischen angeordnet war, ausgerichtet und unter Verwendung von LS-0206, im Vertrieb von Nippon Electric Glass Co., Ltd., verbunden, und unter Erhitzen der Bauteile für 10 Minuten bei einer Temperatur von 450 ºC, um das Anzeigefeld 100 wie in dem Fall der ersten Ausführungsform hermetisch abzudichten. Die nachfolgenden Schritte waren ebenfalls gleich jenen der ersten Ausführungsform.
Dann wurde in dem Gehäuse 115 ein Gebläse 117, wie in Fig. 1 gezeigt und mit einer Luftförderleistung von 1 m³/Minute, angeordnet.
Die erzeugte Bildanzeigevorrichtung wurde dann zum Betrieb durch eine externe Ansteuerschaltung angesteuert, wobei von der Ansteuerschaltung elektrische Signale zugeführt wurden. Das Substrat erzeugte beträchtlich Wärme, weil Thermoionenquellen verwendet wurden. Wenn das Temperaturprofil der Vorrichtung nach einer Stunde Betrieb stabilisiert war, wurde die Temperatur der Frontplatte 205 und jene des Substrats 201 gemessen, um zu erkennen, daß die Temperaturdifferenz innerhalb + 6ºC war, wobei der Wert größer als jener der ersten Ausführungsform war, aber in den Randbereichen des Bildschirms weder zu einer Farbteilung noch zu einer Beschädigung der Vorrichtung als ein Ganzes führte.

(Ausführungsform 4)

In dieser Ausführungsform wurde eine Bildanzeigevorrichtung erzeugt, die eine elektronische Schaltung zum Ansteuern des Anzeigefelds aufweist. Fig. 7 zeigt schematisch die Vorrichtung.
Die in Fig. 7 gezeigte Vorrichtung weist auf: ein Gehäuse 715, ein Gebläse 717 mit einer Blasleistung von 4 m³/Minute, eine Ansteuerschaltung 720 zum elektrischen Ansteuern der Elektronenabstrahleinrichtungen und der Gitter sowie ein Kabel 721 zum Übertragen von elektrischen Signalen zu den Elektronenabstrahleinrichtungen und den Gittern.
Andererseits war die Vorrichtung dieser Ausführungsform im Aufbau gleich jener der ersten Ausführungsform. In Fig. 7 sind gezeigt: ein Anzeigefeld 100, eine Hochspannungsquelle 713, ein Hochspannungskabel 714 zum Speisen des Leuchtstoffs des Anzeigefelds 100 mit einer Hochspannung, ein Gehäuse 715, Pfeillinien 716, welche die Strömungspfade der Kühlluft bezeichnen, ein Gebläse 717 zum Ansaugen von Luft von außerhalb des Anzeigefelds und zum Veranlassen der Luftströmung entlang den Pfeillinien 716 und ein Filter 718 zum Entfernen von Staub aus der vom Gebläse angesaugten Luft.
Das Gehäuse 715 der Bildanzeigevorrichtung dieser Ausführungsform schließt sowohl das Anzeigefeld 100 als auch die Ansteuerschaltung 720 ein und wurde auf der Seite der Frontplatte 201 (siehe Fig. 2) der Bildschirmabdeckung 419 mit einer großen Öffnung zum Freilegen der Frontplatte 201 und im wesentlichen in der Mitte auf der Seite des Substrats 201 mit einer zylinderförmigen Umhüllung zur Aufnahme des Gebläses 717 und des Filters 718 versehen.
Die Ansteuerschaltung 720 wurde ihrerseits in der Mitte mit einer Öffnung versehen, um den Durchtritt von Kühlluft zuzulassen, so daß die Kühlluft hinter der Rückseite der Ansteuerschaltung oder zwischen dem Anzeigefeld 100 und der Ansteuerschaltung 720 zu der Frontplatte 201 des Anzeigefelds 100 strömen kann.
Bei diesem Aufbau, wie in dem Fall der ersten Ausführungsform, wird die Kühlluft, die durch das Gebläse 717 von außen angesaugt ist, durch den Filter 718 gereinigt, um Staub zu entfernen und wird dann veranlaßt, entlang den Pfeillinien 716 zu strömen, um die Ansteuerschaltung 720 und das Substrat 201 des Anzeigefelds 100 zu kühlen und dabei durch Wärmeaustausch deren Eigentemperatur zu erhöhen. Daraufhin wird die Kühlluft um die Frontplatte 205 des Anzeigefelds 100 geleitet, und es erfolgt der Wärmeaustausch mit der Frontplatte 205, so daß die Temperatur der Frontplatte 205 auf nahe der Temperatur der Kühlluft vermindert wird. Nach einer Stunde Betrieb, wenn das Temperaturprofil der Vorrichtung stabilisiert war, wurden die Temperatur der Frontplatte 205 und jene des Substrats 201 gemessen, um festzustellen, daß sie sehr nahe beieinander waren, wie in dem Fall der ersten Ausführungsform. Es wurde in den Randbereichen des Bildschirms keine Farbspaltung beobachtet und die Vorrichtung war vollkommen ohne Beschädigung infolge einer ungleichmäßigen Wärmeverteilung.
Da die Ansteuerschaltung der Bildanzeigevorrichtung dieser Ausführungsform in das Gehäuse eingeschlossen war, bot die Vorrichtung eine verbesserte Handhabbarkeit, weil sie auf einfache Weise durch Zuführen der Bildanzeigesignale betreibbar war.

(Ausführungsform 5)

In dieser Ausführungsform wurde die Frontplatte auf der Oberfläche mit einer wärmeleitenden, lichtdurchlässigen Schicht überzogen, und die Rückplatte wurde auf der Oberfläche mit einer Metallschicht bedeckt, die eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer als jene des Materials der Rückplatte (Natronkalkglas) ist und mit flachen Rippen versehen ist. Die Vorrichtung dieser Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben.
Fig. 8 zeigt eine wärmeleitende, lichtdurchlässige Schicht 830, die auf der Frontplatte als eine Beschichtung zum Erreichen eines flachen Temperaturprofils und einer Antireflexionswirkung für die Frontplatte angeordnet ist und verhindert, daß elektrisch geladene Staubteilchen an die Frontplatte haften, ein Gebläse 817 zum Erzeugen eines seitlichen Luftstroms mit einer Strömungsmenge von 5 m³/Minute, eine Metallschicht 825 aus wärmeleitendem Ag, die auf der Rückseite der Rückplatte erzeugt ist, und eine Anzahl von aus Ag hergestellten Rippen 827, die auf der Metallschicht 825 angeordnet sind. Andererseits hat die Vorrichtung dieser Ausführungsform einen Aufbau gleich dem Pendanten der zweiten Ausführungsform.
Das Anzeigefeld 100 dieser Ausführungsform, das eine Frontplatte, einen Seitenrahmen und ein Substrat aufweist, wurde erzeugt und zum Anzeigen von Bildern in exakt derselben Weise betrieben wie das Anzeigefeld der ersten Ausführungsform. Die lichtdurchlässige Schicht 830 auf der Oberfläche der Frontplatte wurde durch Vakuumabscheidung und durch Auftragen von ITO/SnO&sub2; erzeugt.
Die Metallschicht 825 aus Ag wurde auf der Rückseite der Rückplatte erzeugt, und dann wurden die Rippen 827 auf der Metallschicht 825 durch Siebdruck ausgebildet. Die Metallschicht 825 hatte eine Dicke von etwa 20 um, und jede der Rippen hatte jeweils eine Höhe, eine Breite und eine Länge von mehreren zehn um, 1 mm und 5 mm. Die Wärmeleitfähigkeit der Metallschicht 825 betrug etwa 430 W/mK, und da diese größer als die Wärmeleitfähigkeit (1,1 W/mK) der Rückplatte (Natronkalkglas) war, wurde die Wärme durch die Metallschicht 825 übertragen, um für die Rückplatte ein flaches und gleichmäßiges Temperaturprofil zu erzeugen. Die auf der Frontplatte angeordnete Antistaubschicht 830, verhindert auf wirksame Weise das Haften von Staubteilchen an der Frontplatte und bewirkt auch ein verbessertes Temperaturprofil der Frontplatte im Vergleich zu einem Anzeigefeld 100 ohne eine Antistaubschicht 830. Es wurde außerdem bewiesen, daß die Wärme, die in dem Anzeigefeld 100 erzeugt wurde, durch die Rippen 827 auf der Metallschicht 825 wirkungsvoll übertragen wurde und an die von dem Gebläse 817 ankommende Kühlluft abgegeben wurde, und daß die ICs in den Ansteuerschaltungen 820 ebenfalls wirksam gekühlt wurden.
Der Aufbau dieser Ausführungsform ist zur Kühlung in einer nachstehend beschriebenen Weise betriebswirksam.
Die Außenluft, die mittels des seitlich angeordneten Gebläses 817 in die Vorrichtung gesaugt ist, wird durch den Filter 818 gereinigt, um Schmutz zu entfernen, und die gereinigte Luft wird veranlaßt, entlang den Pfeillinien 816 zu strömen. Folglich kühlt die Kühlluft die Metallschicht 825 und die Rippen 827 auf der Rückseite des Substrats 201 des Anzeigefelds 100, während sich deren Eigentemperatur erhöht. Daraufhin strömt die Kühlluft um die Frontplatte 205 des Anzeigefelds 100 herum und strömt zwischen der Frontplatte 205 und der Bildschirmabdeckung 819, wobei die Luft mit der ITO/SnO&sub2;-Schicht auf der Frontplatte 205 Wärme austauscht, so daß die. Temperatur der Frontplatte 205 auf nahe der Temperatur der Kühlluft vermindert wird.
In einem Experiment wurde die Vorrichtung für eine Stunde betrieben, wenn das Temperaturprofil der Vorrichtung stabilisiert war, und dann wurde die Temperatur der Frontplatte 205 und jene des Substrats 201 gemessen, um festzustellen, daß sie eine Differenz zeigten, die im wesentlichen gleich der entsprechenden Differenz war, welche in der ersten Ausführungsform beobachtet wurde. Weiterhin wurde nach deren Betrieb für eine lange Zeitdauer in den Randbereichen des Bildschirms keine Farbspaltung beobachtet, und die Vorrichtung war vollkommen beschädigungsfrei. Es wurde festgestellt, daß die Kühlwirkung der Vorrichtung weiter erhöht wurde, wenn Ag, das auf der Rückseite der Rückplatte angeordnet war, durch Cu ersetzt wurde.
Da die Ansteuerschaltung 820 dieser Ausführungsform in das Gehäuse 815 der Vorrichtung dieser Ausführungsform einbezogen war, wie in dem Fall der vierten Ausführungsform, bot die Vorrichtung eine verbesserte Handhabbarkeit, weil sie beim Zuführen der Bildanzeigesignale auf einfache Weise betrieben werden konnte.
Die ITO/SnO&sub2;-Schicht kann durch eine Verfahren anders als die vorstehend beschriebe Vakuumabscheidung erzeugt werden, wie z. B. Drucken oder Sprühen. Die lichtdurchlässige Schicht 830 führt zu einer Antischrumpfwirkung und einer erhöhten Stabilität der Vorrichtung. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Frontplatte mit einer opaken Schicht, mit Ausnahme des Bereichs, in dem die Bilder tatsächlich angezeigt werden, bedeckt sein kann.

Claims

1. Flachfeld-Bildanzeigevorrichtung, die aufweist:

- ein Gehäuse (115; 415; 715; 815) und

- ein Anzeigefeld (100) zum Anzeigen von Bildern, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Anzeigefeld eine Frontplatte (205) aufweist, die darauf einen Leuchtstoff (206) trägt, und eine Rückplatte (201), die darauf Elektronenabstrahleinrichtungen (202) trägt, wobei der Leuchtstoff so angeordnet ist, um mit Elektronen bestrahlt zu werden, die von den Elektronenabstrahleinrichtungen abgestrahlt sind, um die Bilder anzuzeigen,

wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:

- eine Luftgebläseeinrichtung (117; 417; 717; 817), welche an dem Gehäuse angeordnet ist und vorgesehen ist, um Kühlluft zwischen dem Gehäuse und dem Anzeigefeld zwangsweise so strömen zu lassen, daß die Kühlluft zuerst Wärme mit einer der beiden Platten, der Rückplatte oder der Frontplatte, austauscht und dann, nach dem Umschwenken mit der anderen der beiden Platten, der Rückplatte oder der Frontplatte, Wärme austauscht.

2. Flachfeld-Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Luftgebläseeinrichtung (117; 717) in der Mitte des Gehäuses in Gegenüberläge der Rückplatte angeordnet ist.

3. Flachfeld-Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Luftgebläseeinrichtung (417; 817) in einer seitlichen Nähebeziehung zum Anzeigefeld angeordnet ist.

4. Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Wärmeleitelement (825), das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als die Rückplatte aufweist, auf der Oberfläche der Rückplatte in Gegenüberlage der Oberfläche angeordnet ist, welche die Elektronenabstrahleinrichtungen darauf trägt.

5. Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein wärmeleitendes, lichtdurchlässiges Element (830) auf der Oberfläche der Frontplatte in Gegenüberlage der Oberfläche angeordnet ist, welche den Leuchtstoff darauf trägt.

6. Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das wärmeleitende, lichtdurchlässige Element eine Funktion zum Vermindern der Reflexion des Umgebungslichts aufweist.

7. Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das wärmeleitende, lichtdurchlässige Element aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Zinnoxid (SnO&sub2;) zusammengesetzt ist.

8. Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4 bis 7, abhängig vom Anspruch 3, wobei eine Vielzahl von Flachvorsprüngen (827) auf der Rückplatte angeordnet ist.

9. Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Längsachsen der Vielzahl von Flachvorsprüngen parallel zu der Richtung der durch die Luftgebläseeinrichtung erzeugten Luftströmung angeordnet sind.

10. Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ansteuerschaltung (720; 820) zum Ansteuern des Anzeigefelds innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.

11. , Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein lichtdurchlässiges Gehäuseelement (419, 819) an dem Gehäuse auf der Seite angeordnet ist, auf welcher die Frontplatte angeordnet ist.

12. Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei das lichtdurchlässige Gehäuseelement eine Acrylplatte ist.

13. Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei das lichtdurchlässige Gehäuseelement mit einer optischen Antireflexionsschicht beschichtet ist.

14. Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das lichtdurchlässige Gehäuseelement mit einer Antistreuungskunststoffolie laminiert ist.

15. Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektronenabstrahleinrichtungen (202) Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen (302- 305) sind.

16. Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Elektronenabstrahleinrichtungen (202) Thermoionenquellen (502-504) sind.

17. Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Elektronenabstrahleinrichtungen (202) Feldemissionselektronen-Abstrahleinrichtungen sind.