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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Plasma enthaltende Wiedergabeanordnung
mit Plasmaelektroden zum Bilden eines Plasmas, insbesondere auf
Plasma-Wiedergabeplatten
und plasma-adressierte elektrooptische Wiedergabeplatten, wie plasmaadressierte
Flüssigkristall-Wiedergabeplatten
(PALC).
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Bei
einigen Plasma-Wiedergabeanordnungen ist das elektrooptische Medium
ein Plasma erzeugendes Gas. Das heißt, eine derartige Wiedergabeanordnung
benutzt die von der Glühentladung
eines Plasmas emittierte sichtbare Strahlung zum Bilden der Wiedergabe.
Bei anderen Wiedergabeanordnungen erzeugt die Glühentladung eines Plasmas UV-Strahlung,
durch welche Strahlungsphosphore angeregt werden, wobei diese Phosphore
bei Anregung sichtbares Licht ausstrahlen (beispielsweise Grün, Rot oder
Blau). Eine PALC-Wiedergabeanordnung benutzt das Plasma als Schalter
zum Durchführen
von Datenspannungen zu Pixeln eines separaten elektrooptischen Mediums,
im Allgemeinen eines Flüssigkristall-Materials.
Von der Hintergrundbeleuchtung gelieferte sichtbare Strahlung wird
von den Pixeln entsprechend den Datenspannungen moduliert zum Bilden
der Wiedergabe. In allen oben genannten Typen von Anordnungen wird
die Glühentladung
oder die Zündung
dadurch erreicht, dass eine über
Kathoden- und Anodenplasmaelektroden in einer Plasmakammer zugeführte Spannung
zugeführt wird.
In diesem Zusammenhang wird der Ausdruck "Plasma enthaltende Wiedergabeanordnung " benutzt um im Allgemeinen
Plasma- sowie PALC-Wiedergabeanordnungen anzudeuten.
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PALC-Wiedergabeanordnungen
umfasst typischerweise ein "Sandwich" aus einem ersten
Substrat mit darauf abgelagerten parallelen transparenten Spaltenelektroden, üblicherweise
als "ITO"-Spalten oder -Elektroden
bezeichnet, da typischerweise Indium-Zinn-Oxide verwendet werden, worauf
eine Farbfilterschicht abgelagert wird, aus einem zweiten Substrat
mit parallelen abgedichteten Plasmakanälen entsprechend den Reihen
der Wiedergabe, die alle ITO-Spalten kreuzen, die je mit einem ionisierbaren
Niederdruck-Gas, wie Helium, gefüllt
sind, und mit in einem Abstand voneinander liegenden Kathoden- und
Anodenelektroden längs
des Kanals zum Ionisieren des Gases zum Schaffen eines Plasmas, wobei
diese Kanäle
durch einen dünnen
transparenten Isolator abgeschlossen sind; und aus einem elektrooptischen
Material, wie einem Flüssigkristall
(LC) Material, das sich zwischen den Substraten befindet. Die Struktur
verhält
sich wie eine Aktiv-Matrix- Flüssigkristall-Wiedergabeanordnung,
wobei die Dünnfilmtransistorschalter
an jedem Pixel durch einen Plasmakanal ersetzt werden, der als Reihenschalter wirksam
ist und imstande ist, auf selektive Weise eine Reihe von LC-Pixelelementen
zu adressieren. Im Betrieb werden aufeinander folgende Zeilen mit Datensignalen,
die ein wiederzugebendes Bild darstellen, an Spaltenstellen abgetastet
und die abgetasteten Datenspannungen werden den betreffenden ITO-Spalten
zugeführt.
Alle auf einen der Reihenplasmakanäle befinden sich in dem entionisierten oder
nicht-leitenden Zustand. Das Plasma des einen ionisierten selektierten
Kanals ist leitend und bildet im Endeffekt ein Bezugspotential an
der angrenzenden Seite einer Reihe von Pixeln der LC-Schicht, wodurch
jedes LC-Pixel auf das zugeführte
Spaltenpotential des Datensignals aufgeladen wird. Der ionisierte
Kanal wird abgeschaltet, wodurch die LC-Pixelladung isoliert und
die Datenspannung während einer
Bildperiode gespeichert wird. Wenn die nächste Reihe mit Daten an den
ITO-Spalten erscheint, wird nur die nachfolgende Plasmakanalreihe
ionisiert um die Datenspannungen in der nachfolgenden Reihe von
LC-Pixeln zu speichern, usw. Bekanntlich ist die Dämpfung jedes
LC-Pixels auf Hintergrundlicht
oder eintreffendes Licht eine Funktion der gespeicherten Spannung
an dem Pixel. Eine detailliertere Beschreibung ist überflüssig, weil
die Konstruktion, die Herstellung und die Wirkungsweise derartiger
PALC-Anordnungen in der nachfolgenden Veröffentlichung eingehend beschrieben
worden ist, deren Inhalt durch Bezeichnung als hierin aufgenommen
betrachtet wird: Buzak u.a.:"A
16-Inch Full Color Plasma Addressed Liquid Crystal Display", in "Digest of Tech. Papers", "1993 SID Int. Symp.,
Soc. for Info. Displ." Seiten
883 – 886.
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Eine
der Hauptschwierigkeiten, die bei derartigen Wiedergabeanordnungen
auftreten, ist Kathodenzerstäubung
durch eine starke Ionenbombardierung während der Aktivierung des Plasmas.
Eine derartige Zerstäubung
führt zu
einer Ablagerung des Kathodenelektrodenrmaterials an den Innenwänden der Wiedergabeanordnung,
wodurch auf diese Weise die Übertragung
und die Effizienz der Wiedergabeanordnung reduziert wird.
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Außerdem würde der
ideale Plasmakanal eine kurze Plasmabildungszeit bei niedrigen Spannungen;
eine stabile Datenaufsatz- und Einfangzeit; und eine kurze Plasma-Abklingzeit erlauben.
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EP-A-742
570 wurde vor dem 10. April 1997 eingereicht, aber wurde nach diesem
Datum veröffentlicht.
Dieses Dokument enthält
eine Beschreibung einer Plasma enthaltenden elektrooptischen Wiedergabeanordnung
und benutzt Plasmaelektroden, die in einem hohlen Teil vorgesehen
sind, in dem Zündung
des Plasmas stattfindet. Der hohle Teil wird teilweise gegenüber dem
umgebenden Plasma abgeschirmt. EP-A-742 570 beschreibt nicht, dass
ein "Teil der Plasmaelektroden
einen hohlen Teil definieren",
wie in Anspruch 1. Stattdessen wird ein Substrat verwendet zum Definieren
des hohlen Teils.
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Der
heutige Stand der Technik benutzt Cr/Cu/Cr-Elektroden, die mit einer
Schicht aus LaB6 oder GdB6 bedeckt
sind, und eine Gasfüllung
aus reinem Helium in den Plasmakanälen. Mit dieser Anordnung kann
das Plasma innerhalb von 3 µs
durch Zuführung
von 350 V zwischen den Anoden- und Kathodenelektroden innerhalb
des Plasmakanals eingeschaltet werden. Während eine derartige Schaltzeit akzeptierbar
ist, bleibt das Plasma viel länger
(18 µs) als
erforderlich in einem leitenden Zustand. Dies führt zu einer Degradation des
Signals an dem LC-Pixel und gestattet keine Zeit für die Anwendung
von Techniken zur Reduktion von Übersprechen.
Dies kann dadurch verbessert werden, dass Gasgemische verwendet
werden, die eine geeignetere Abklingzeit haben, wie He-Ne. Die Elektrodenzerstäubung während des
Plasmazustandes wird damit und mit anderen Gasgemische schlimmer
und die Lebensdauer der Wiedergabeplatte degradiert. Weiterhin führt die erforderliche
Zündspannung
(350V) zu wesentlicher Zerstäubung
des Elektrodenmaterials.
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Es
ist nun u.a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Plasma enthaltende Anordnung zu schaffen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Plasma
enthaltende Anordnung mit einer verbesserten Leistung, Zuverlässigkeit
und Lebensdauer zu schaffen.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Plasma enthaltende
Anordnung mit Elektroden, die beständiger sind gegen Zerstäubung und/oder
reduzierte Zündspannungen
aufweisen.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Plasma
enthaltende Wiedergabeanordnung wenigstens die Kathodenelektrode in
einer "hohlen" Konfiguration, d.
h. einer Konfiguration, in der Zündung
des Plasmas in einem Gebiet entsteht, das wenigstens teilweise gegenüber dem umgebenden
Plasma abgeschirmt ist.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist in einer PALC-Wiedergabeanordnung, worin
die Kathoden- und Anodenelektroden parallel zueinander in den Plasmakanälen vorgesehen
sind, wenigstens eine Seite jeder Kathoden elektrode in einer hohlen
Kanalkonfiguration, wobei der Querschnitt des Kanals C-förmig ist
und die offene Seite des Kanals der anderen Elektrode zugewandt
ist.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind Teile der beiden Seiten wenigstens
der Kathodenelektrode in einer hohlen Kanalkonfiguration, wobei
der Querschnitt des Kanals I-förmig
ist und die offenen Seiten des Kanals anderen Elektroden zugewandt
sind.
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Nach
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren
zum Erzeugen einer derartigen hohlen Kanalelektrode die nachfolgenden
Verfahrensschritte: (a) das Bilden einer Mehrschichtelektrode in
dem Plasmakanal; und (b) das bevorzugte Ätzen oder das sonstige Entfernen eines
Teils oder von Teilen der Zwischenschicht oder der Zwischenschichten
der Elektrode.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform des
Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung wird eine Seite der Elektrode
abgeschirmt, beispielsweise durch eine Photomaske, während ein
Teil der Zwischenschichten) von der exponierten Seite entfernt wird,
wodurch ein C-förmiger
Querschnitt der Elektrode entsteht.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung haben in einer Plasma
enthaltenden Wiedergabeanordnung, wobei die Kathoden- und Anodenelektroden
an einander zugewandten Substraten in zueinander orthogonaler Beziehung
vorgesehen sind, wobei das Plasma wie ein Sandwich zwischen denselben
vorgesehen ist, wenigstens die Kathodenelektroden Hohlformen oder
Wannen, die in denselben in den Gebieten der Kreuzungen mit den
zugewandten Elektroden vorgesehen sind.
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Im
Betrieb dieser Plasma enthaltenden Anordnungen entsteht die Glühentladung
oder die Plasmazündung
innerhalb des Hohlraums, und zwar durch die vielen Innenzusammenstöße, die
drinnen auftreten, die viel höher
sind als diejenigen, die in einer monolithischen Kathodenstruktur
auftreten. Diese vielen Zusammenstöße schaffen auf bekannte Art und
Weise ein minimales Energiegebiet für die Entladung. Dieses Phänomen führt zu einer
Verringerung des Kathodenabfalls, was an sich wieder zu einer niedrigeren
reinen Antriebsspannung für
die Wiedergabe führt.
Weiterhin neigt, da die Entladung innerhalb des Hohlraums entsteht,
das zerstäubte
Elektrodenmaterial dazu, sich auf der Elektrode abzulagern statt
auf der Innenwand der Plasma-Wiedergabeanordnung, so dass eine verringerte
Wirkung durch Kathodenzerstäubung
gelindert wird.
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Vorzugsweise
haben Elektroden, also Kathoden- und Anodenelektroden Hohlräume in jedem Kreuzungsgebiet.
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Nach
wieder einem anderen zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann
der Kathodenabfall noch weiter dadurch reduziert werden, dass Emittermaterial
in die vorzugsweise hohle Kathodengeometrie einverleibt wird, entweder
durch Legierung mit dem Elektrodenmaterial oder durch Bedeckung
der Oberflächen
der Elektroden, oder aber durch eine Kombination von Legierung und
Bedeckung.
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Emittermaterial,
wie Ba und Cs können
mit Elektrodenmetallen wie Pt, Pd, Ni, W und Ir legiert werden,
und zwar zum Verringern des Kathodenabfalls und können in
Kombinationen verwendet werden, welche die bevorzugte Entfernung
der Zwischenschichten ermöglichen
um zu den hier beschriebenen C- und I-förmigen Kanalkonfigurationen zu
gelangen.
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Auf
Barium und Cäsium
basierte Emittermaterialien, die als Deckschichten für Elektrodenflächen verwendet
werden können,
sollen bei Bombardierung zu Barium- oder Cäsiumoxid zerfallen, die als ausgezeichnete
Elektronenemitter bekannt sind. Bariumoxid hat den weiteren Vorteil,
dass es transparent ist, so dass eine Ablagerung auf den Kanalwänden die
Wirksamkeit der Wiedergabe nicht beeinträchtigen wird.
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Bariumoxid
und Cäsiumoxid
kann nicht als Solches abgelagert werden, und zwar durch die extreme
Feuchtigkeitsbindung. Materialien, die bei Ionenbombardierung Bariumoxid
oder Cäsiumoxid
ergeben umfassen gemischte Oxide von Ba oder Cs mit einem oder mehreren
der Oxide von Sr, Ta, Ti, Zr, Sc, Y, La und der Lanthanide. Solche
gemischten Oxide werden vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus
BaxSr1–xZrO3,
(BaxSr1–x)4Ta2O9, BaxSr1–xTiO3,
BaxSr1–xY2O4, wobei x von 0 bis 1 geht, Cs2ZrO3 und CsTiO3. Das
Emittermaterial (BaxSr1–x)4Ta2O9 wird
insbesondere bevorzugt wegen der ausgezeichneten Zerstäubungsfestigkeit.
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Diese
Mischoxid-Emittermaterialien können mit
Hilfe einer Anzahl Techniken, einschließlich Elektrophorese, Pulverbedeckung,
Zerstäubung,
chemische Aufdampfung und Laserabtragung auf den Elektroden abgelagert
werden. Wenn Pulverschichten benutzt werden, soll eine Sinterbehandlung,
erforderlich zum Heften der Deckschicht an die Elektrode, bei einer
niedrigen Temperatur (beispielsweise bei etwa 500°C oder niedriger,
abhängig
von den Erweichungspunkten der Glassubstrate) durchgeführt werden.
Dies kann durch Verwendung bestimmter Additiven als Sinterhilfe
durchgeführt
werden. Diese Addi tiven bilden eine visköse eutektische Phase, die helfen
bei dem Sinterprozess durch Beschleunigung der Diffusion. So können beispielsweise
Aluminiumpulver, Bariummetaborate und Glaspulver mit einem niedrigen
Schmelzpunkt alle als Sinterhilfe verwendet werden.
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Die
jeweiligen Merkmale der Neuigkeit, welche die vorliegende Erfindung
kennzeichnen, werden insbesondere in den beiliegenden Patentansprüchen beschrieben
und bilden einen Teil der Beschreibung. Zum besseren Verständnis der
vorliegenden Erfindung, der Vorteile und der durch ihre Anwendung
erzielten spezifischen Aufgaben sei auf die beiliegende Zeichnung
verwiesen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden
Fall näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 ein schematisches Blockschaltbild
eines herkömmlichen
Flachbild-Wiedergabesystems,
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2 eine schaubildliche Darstellung
eines Teils einer herkömmlichen
PALC-Wiedergabeanordnung,
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3 einen Schnitt durch einen
Teil der PALC-Wiedergabeanordnung nach 2 wobei drei Kanäle mit hohlen Elektroden nach
der vorliegenden Erfindung dargestellt sind,
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4 und 5 je einen schematischen Schnitt, wobei
Stufen in der Herstellung der Hohlelektrodenkonfigurationen aus 3 dargestellt sind,
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6 und 7 je einen schematischen Schnitt, wobei
Stufen in der Herstellung einer anderen Hohlelektrodenkonfiguration
für eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt sind, und
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8 und 9 eine schematische Darstellung bzw.
einen Schnitt durch eine andere Elektrodenkonfiguration nach der
vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt ein Flachbildwiedergabesystem 10,
das eine typische PALC-Wiedergabeanordnung und
die zugehörende
Elektronik zeigt. In 1 enthält das Flachbildwiedergabesystem
eine Wiedergabeplatte 12 mit einer Wiedergabefläche 14,
die ein Muster aufweist, das durch eine rechteckige planare Anordnung
nominal identischer Datenspeicher- oder -wiedergabeelemente 16 gebildet
wird, die in vorbestimmten Abständen
in der vertikalen und horizontalen Richtung voneinander liegen.
Jedes Wiedergabeelement 16 in der Anordnung stellt die überlappenden
Teile dünner,
schmaler Elektroden 18 dar, vorgesehen in vertikalen Spalten
und länglichen
schmalen Kanälen 20,
vorgesehen in horizon talen Reihen. (Die Elektroden 18 werden
nachstehend manchmal als "Spaltenelektroden" bezeichnet). Die
Wiedergabeelemente 16 in jeder der Reihen von Kanälen 20 stellen
eine Datenzeile dar.
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Die
Breite der Spaltenelektroden 18 und die Breite der Kanäle 20 bestimmen
die Abmessungen der Wiedergabeelemente 16, die typischerweise
eine rechteckige Form haben. Die Spaltenelektroden 18 werden
auf einer Hauptfläche
eines ersten elektrisch nicht leitenden optisch transparenten Substrats 34 abgelagert
und die Kanalreihen werden üblicherweise
in ein zweites transparentes Substrat 36 eingebaut. Es
dürfte
dem Fachmann einleuchten, dass bestimmte Systeme, wie eine reflektierende
Wiedergabeanordnung vom Direkt-Sichttyp oder vom Projektionstyp
erfordern, dass nur ein Substrat optisch transparent ist.
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Die
Spaltenelektroden 18 empfangen Datentreibersignale vom
analogen Spannungstyp, entwickelt an parallelen Ausgangsleitern 22' durch verschiedene
Ausgangsverstärker 23 (2) einer Datentreiber- oder
Treibertreiberschaltung 24 und die Kanäle 20 empfangen Datenabtastsignale
von dem Spannungsimpulstyp, entwickelt an parallelen Ausgangsleitern 26' durch verschiedene
Ausgangsverstärker 21 (2) eines Datenabtastmittels
oder einer Abtastschaltung 28. Jeder der Kanäle 20 umfasst eine
Bezugselektrode 30 (2),
der ein Bezugspotential, wie Erde, das dem Kanal 20 und
der Abtastschaltung 28 gemeinsam ist, zugeführt wird.
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Zum
Synchronisieren eines Bildes über
den ganzen Bereich der Wiedergabefläche 14 benutzt das
Wiedergabesystem eine Abtaststeuerschaltung 32, welche
die Funktionen der Datentreiberschaltung 24 und der Datenabtastschaltung 28 koordiniert,
so dass alle Spalten mit Wiedergabeelementen 1 der Wiedergabeplatte 12 reihenweise
in Reihenabtastweise abgetastet werden. Die Wiedergabeplatte 12 kann
elektrooptisches Material verschiedener Typen enthalten. Wenn beispielsweise
Material verwendet wird, das den Polarisationszustand eintreffender Lichtstrahlen ändert, wird
die Wiedergabeplatte zwischen einem Paar das Licht polarisierender
Filter vorgesehen, die mit der Wiedergabeplatte 12 zusammenarbeiten
zum Ändern
der Leuchtdichte von Licht, das sich durch dieselben fortpflanzt.
Die Verwendung einer streuenden Flüssigkristallzelle als elektrooptisches
Material würde
aber die Verwendung von Polarisationsfiltern nicht erfordern. Alle
derartigen Materialien oder Schichten vor Materialien, die übertragenes
oder reflektiertes Licht in Reaktion auf die Spannung daran dämpfen, werden
an dieser Stelle als elektrooptische Materialien bezeichnet. Da
LC-Materialien zur Zeit das üblichste
Beispiel sind, wird sich die detaillierte Beschreibung auf LC-Materialien
beziehen aber es dürfte
einleuchten, dass die vorliegende Erfindung sich nicht darauf beschränkt. Ein
(nicht dargestelltes) Farbfilter kann innerhalb der Wiedergabeplatte 12 vorgesehen
werden zum Entwickeln vielfarbiger Bilder einer steuerbaren Farbintensität. Für eine Projektionswiedergabe
kann Farbe ebenfalls durch Verwendung von drei einzelnen monochromen
Platten 12, die je eine Primärfarbe steuern.
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2 illustriert die PALC-Version
einer derartigen Wiedergabeplatte unter Verwendung von LC-Material.
Nur drei Stück
der Spaltenelektroden 18 sind dargestellt. Die Reihenelektroden 20 sind
durch eine Anzahl paralleler länglicher
abgedichteter Kanäle
gebildet, die (in 2)
unterhalb einer Schicht 42 des LC-Materials liegen. Jeder
der Kanäle 20 ist
mit einem ionisierbaren Gas 44 gefüllt, mit einer dünnen dielektrischen
Platte 45, typischerweise aus Glas, abgedichtet und enthält an einer
inneren Kanalfläche eine
erste und eine zweite in einem Abstand voneinander liegende längliche
Elektrode 30, 31, die sich über die volle Länge jedes
Kanals erstrecken. Die erste Elektrode 30 ist geerdet und
wird üblicherweise als
Kathode bezeichnet. Die zweite Elektrode 31 wird als Anode
bezeichnet, weil derselben gegenüber
der Kathodenelektrode ein positiver Abtastimpuls zugeführt wird,
ausreichend um dafür
zu sorgen, dass Elektronen von der Kathode 30 emittiert
werden zum Ionisieren des Gases und dadurch ein Plasma bilden. Wie
oben erläutert,
wird in jedem Kanal 20 das Gas mit einem Abtastimpuls ionisiert
zum Bilden eines Plasmas und zum Bilden einer geerdeten Leitungsverbindung
zu einer Reihen von Pixeln in der darüber liegenden LC-Schicht 42.
Wenn der Abtastimpuls endet, und nachdem Entionisierung aufgetreten
ist, wird der nächste
Kanal abgetastet und eingeschaltet. Da die Spaltenelektroden 18 je
eine ganze Spalte mit Pixeln kreuzen, darf nur eine Plasmareihenverbindung gleichzeitig Übersprechen
vermeiden.
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Im
Betrieb, wenn ein Plasma in einem Kanal gebildet wird, wird die
Kathodenelektrode 30 mit positiven Ionen bombardiert, die
in dem Plasma geschaffen sind, was üblicherweise als Zerstäubung bezeichnet
wird, was Material von der Kathodenelektrode verdampft und die Kathode
erodiert zu einem Punkt, an dem Zündung des Plasmas oder Beibehaltung
eines stabilen Plasmas behindert wird. Wie oben erwähnt, sind
die üblicherweise
verwendeten Cr/Cu/Cr-Elektroden, die mit einer Schicht aus LaB6 oder GdB6 bedeckt
sind, Gegenstand dieses Zerstäubungsproblems.
Außerdem
bleibt, da das Plasma in nerhalb einer ausreichend kurzen zeit durch
Zuführung
eines ausreichend hohen Abtastimpulses eingeschaltet werden kann,
Nach Beendigung des Abtastimpulses, das Plasma viel länger (18 µs) in einem
leitenden Zustand als erforderlich.
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Nach
einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist wenigstens die Kathodenelektrode
eines PALC-Wiedergabekanals mit einer hohlen Konfiguration versehen.
Nach einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Elektronen
emittierendes Material entweder in die Oberfläche wenigstens der Kathodenelektrode
einverleibt oder auf der Oberfläche
angebracht.
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3 zeigt nur einen Substratteil
der PALC-Wiedergabeanordnung mit den Kanälen 20. Von dem Substrat 46,
typischerweise aus Glas, sind die Kanäle 20 geätzt, wie
in dem Bezugsmaterial beschrieben, und die Kathodenelektrode 47 und
die Anodenelektrode 48 sind typischerweise aufgedampft worden.
Nach der vorliegenden Erfindung haben die Elektroden eine hohle
Konfiguration, in der Zündung des
Plasmas in den Hohlräumen 50 und 51 auftritt, die
teilweise gegenüber
dem umgebenden Plasma durch die oberen Teile 52 und 53 der
Elektroden 47 bzw. 48 abgeschirmt sind. Diese
Konstruktion wird zu einer reduzierten Zerstäubungsablagerung des Elektrodenrmaterials
an den Wänden
der Kanäle 20 und der
dünnen
Deckschicht 45 führen,
da der Hauptteil des zerstäubten
Elektrodenmaterials aus den Hohlräumen 50 und 51 herrührt und
darin wieder abgelagert wird. Außerdem sind die Hohlräume 50 und 51 über den
Kanal einander zugewandt.
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Stufen
der Herstellung der hohlen Elektroden 47 und 48 sind
in den 4 und 5 dargestellt, und zwar für einen
Fall, in dem die Elektroden auf einer ebenen Fläche statt auf einer gewölbten Fläche gebildet
sind, wie dies in den 2 und 3 der Fall war. Die Elektroden
werden auf der ebenen oberen Fläche
des Substrats 54 gebildet, und zwar durch Ablagerung mehrerer
Schichten verschiedener Materialien, wobei das Material der Zwischenschicht
leichter von einem Ätzmittel
angegriffen wird als die obere und die untere Schicht. So kann beispielsweise
die obere Schicht (59, 60) und die Bodenschicht
(55, 56) Chrom sein und die Zwischenschichten
(57, 58) können
Kupfer sein. Eine andere geeignete Kombination ist Nickel-Wolfram-Nickel.
Diese zusammengesetzten Elektroden können durch herkömmliche
Mittel gebildet werden. Dadurch kann ein selektiver Ätzvorgang
durchgeführt
werden zum Bilden von Hohlräumen,
und zwar durch Maskierung eines Randes der Elektroden (47, 48)
mit Photoresist (61, 62) oder mit einem anderen
Maskierungsmaterial, unter Anwendung bekannter photolithographischer
Musterungstechniken, mit nachfolgendem selektiven Ätzvorgang an
den zwischenliegenden Schichten 57 und 58 an ihren
exponierten Rändern.
Geeignete selektive Ätzmittel
für die
beschriebenen Kombinationen von Elektrodenmaterial sind bekannt,
und zwar, beispielsweise Eisenchlorid für Chrom-Kupfer-Chrom, und Wasserstoffperoxid
für Nickel-Wolfram-Nickel. Nachdem
die gewünschte
Menge der zwischenliegenden Schicht durch Ätzung entfernt worden ist, wird
der Photoresist oder das andere Maskierungsmaterial entfernt, was
zu den in 5 dargestellten hohlen
Elektrodenstrukturen führt.
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Zusätzlich zu
der oben beschriebenen Ausführungsform
einer PALC-Wiedergabeanordnung, wobei
die Plasmakanäle
in ein Glassubstrat hinein geätzt
werden, ist es auch bekannt, die Plasmakanäle dadurch zu bilden, dass
die Elektroden im Siebdruckverfahren auf einem flachen Glassubstrat
angebracht werden, wonach im Siebdruckverfahren die Seitenwände oben
auf den Elektroden vorgesehen werden, wonach die Abdichtung der
Kanäle
mit einer dünnen
Glasplatte oben auf den Seitenwänden
folgt. Hohlelektroden für
eine derartige PALC-Wiedergabeanordnung werden auf einfache Art
und Weise durch selektives Ätzen
zusammengesetzter Elektroden gebildet, die unterhalb der Kanalwände gebildet
sind, wie in 6 und 7 dargestellt.
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Zusammengesetzte
Elektroden 64 und 65 werden beispielsweise zunächst im
Siebdruckverfahren gebildet, und zwar auf der ebenen Oberfläche des
Substrats 63, wonach Kanalseitenwände 72 und 73 gebildet
werden, beispielsweise ebenfalls im Siebdruckverfahren, und zwar
oben auf den zusammengesetzten Elektroden 64 und 65.
Benutzung einer Kombination von Boden, Zwischenschicht und Deckschicht
(66, 67, 68) und (69, 70, 71)
wobei die Zwischenschichten 67 und 70 gegenüber den
Bodenschichten 66 und 69 und den Deckschichten 68 und 71 selektiv ätzbar sind,
ermöglicht
eine selektive Ätzung
zum Erzielen der gewünschten
hohlen Elektrodenstrukturen. Bei dieser Ausführungsform ist, weil jede Elektrode
für zwei
benachbarte Kanäle
gemeinsam ist, keine Maskierung erforderlich. Auf diese Weise erfolgt
die Ätzung
von den beiden exponierten Rändern
der Zwischenschichten gleichzeitig, was zu der in 7 dargestellten doppelten hohlen Konfigurationen
führt.
Nach einer derartigen selektiven Ätzung wird die (nicht dargestellte)
dünne Glasplatte oben
auf die Seitenwände
gelegt, und zwar zum Bilden der Deckschicht der Kanäle.
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8 zeigt eine andere Ausführungsform
einer Plasma-Wiedergabeanordnung, wobei die Adressierungselektroden
kreuzweise vorgesehen sind, d. h., die Kathodenelektroden 74 und
die Anodenelektroden 75 sind je in parallelen Anordnungen auf (nicht
dargestellten) einander zugewandten Substraten vorgesehen, die ein
Plasmagas enthalten, und diese Anordnungen sind derart orientiert,
dass die Kathoden- und Anodenelektroden quer zueinander liegen.
Im Betrieb wird das Plasma in den Bereichen zwischen den Gebieten
der Kreuzungen der Kathoden- und Anodenelektroden gezündet. Nach der
vorliegenden Erfindung haben die Kathodenelektroden 74 und
die Anodenelektroden 75 geätzte Muster von Hohräumen in
den Gebieten der Kreuzungen. 9 ist
ein Schnitt gemäß der Linie
A in 8, wobei einige
dieser Hohlräume
(76 und 77 in der Kathodenelektrode 74 und 78 und 79 in
der Anodenelektrode 75) dargestellt sind. Die Hohlräume können beispielsweise
unter Anwendung durchaus bekannter photolithographischer Maskierungs-
und Ätztechniken
gebildet werden. Diese einander zugewandten Muster von Hohlräumen neigen
dazu, die Plasmazündung
und folglich den Zerstäubungsvorgang
des Elektrodenmaterials innerhalb der Grenzen der Kreuzungsgebiete
zu begrenzen und folglich das Auftreffen von abgelagertem oder zerstäubtem Elektrodenmaterial
auf den Substraten zu reduzieren.
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Die
Verwendung von Elektronen emittierendem Material in Legierungen
der Kathodenelektroden oder als Filme oder Deckschichten auf wenigstens
den Kathodenelektroden wird mehrere günstige Effekte auf die PALC-Wiedergabe
haben. Die Zündspannung
wird verringert, so dass die Abtastspannungen, die für die Antriebselektronik
erforderlich sind, verringert werden können. Die Elektronen emittierenden
Ströme
werden höher
sein, so dass das Plasma in kurzer Zeit einheitlich gebildet werden kann.
Die niedrigeren erforderlichen Spannungen machen, dass die Elektroden
eine größere Festigkeit gegen
Zerstäubung
haben als die heutigen Elektroden. Dies wird nicht nur die Leistung
verbessern, sondern auch die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer
der PALC-Wiedergabeanordnung. Weiterhin können verschiedene Gasgemische,
wie He-Ne, verwendet werden, ohne die Gefahr vor Degradation der Lebensdauer
oder der Zuverlässigkeit
der PALC-Wiedergabeanordnung.
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Während die
vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben
worden ist, dürfte
es dem Fachmann einleuchten, dass Abwandlungen davon innerhalb der
oben beschriebenen Grundlagen durchaus möglich sind und dass die vorliegende
Erfindung sich folglich nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern
solche Abwandlungen mit umfasst.