DE69728102T2 - Hohlkathoden für plasmaanzeigevorrichtungen und herstellungsverfahren - Google Patents

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Description

  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Außerdem würde der ideale Plasmakanal eine kurze Plasmabildungszeit bei niedrigen Spannungen; eine stabile Datenaufsatz- und Einfangzeit; und eine kurze Plasma-Abklingzeit erlauben.
  • 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.
  • 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.
  • Es ist nun u.a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Plasma enthaltende Anordnung zu schaffen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Plasma enthaltende Anordnung mit einer verbesserten Leistung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu schaffen.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Plasma enthaltende Anordnung mit Elektroden, die beständiger sind gegen Zerstäubung und/oder reduzierte Zündspannungen aufweisen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vorzugsweise haben Elektroden, also Kathoden- und Anodenelektroden Hohlräume in jedem Kreuzungsgebiet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden Fall näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines herkömmlichen Flachbild-Wiedergabesystems,
  • 2 eine schaubildliche Darstellung eines Teils einer herkömmlichen PALC-Wiedergabeanordnung,
  • 3 einen Schnitt durch einen Teil der PALC-Wiedergabeanordnung nach 2 wobei drei Kanäle mit hohlen Elektroden nach der vorliegenden Erfindung dargestellt sind,
  • 4 und 5 je einen schematischen Schnitt, wobei Stufen in der Herstellung der Hohlelektrodenkonfigurationen aus 3 dargestellt sind,
  • 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
  • 8 und 9 eine schematische Darstellung bzw. einen Schnitt durch eine andere Elektrodenkonfiguration nach der vorliegenden Erfindung.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (9)

  1. Plasma enthaltende Wiedergabeanordnung mit Zündelektroden zum Bilden eines Plasmas, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Elektroden einen hohlen Teil (50, 51; 76, 77, 78, 79) definieren, in dem Zündung des Plasmas auftritt und der wenigstens teilweise von dem umgebenden Plasma abgeschirmt wird.
  2. Plasma enthaltende Wiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeanordnung ein elektrooptisches Medium, mit dem elektrooptischen Medium gekoppelte Datenelektroden, vorgesehen zum Empfangen von Datenspannungen zur Aktivierung von Teilen des elektrooptischen Mediums, und eine Vielzahl Schaltelektroden aufweist, die sich im Allgemeinen quer zu den Datenelektroden erstrecken, und zwar zum selektiven Einschalten der genannten elektrooptischen Teile.
  3. Plasma enthaltende Wiedergabeanordnung nach Anspruch 2, wobei das elektrooptische Medium eine Schicht aus elektrooptischem Material enthält, und wobei eine Anzahl Plasmakanäle sich im Allgemeinen quer zu den Datenelektroden erstrecken, und zwar zum selektiven Einschalten von Teilen des genannten elektrooptischen Mediums, wobei die genannten Plasmakanäle je als die Zündelektroden in einem Abstand voneinander liegende Kathoden- und Anodenplasmaelektroden, sowie eine ionisierbare Gasfüllung enthalten, und wobei wenigstens die Kathodenelektroden den hohlen Teil definieren.
  4. Wiedergabeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Seite jeder Kathodenelektrode in einer hohlen Kanalkonfiguration ist, wobei der Querschnitt des Kanals C-förmig ist und die offene Seite des Kanals der anderen Elektrode zugewandt ist.
  5. Wiedergabeanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der beiden Seiten wenigstens der Kathodenelektrode in einer hohlen Kanalkonfiguration sind, wobei der Querschnitt des Kanals I-förmig ist und die offenen Seiten des Kanals ande ren Elektroden zugewandt sind.
  6. Verfahren zum Herstellen einer Plasma enthaltende Wiedergabeanordnung mit einer hohlen Kanalelektrode, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Bilden einer zusammengesetzten Mehrschichtelektrode in dem Plasmakanal, wobei die Elektrode eine Bodenschicht, eine Zwischenschicht und eine Deckschicht aufweist, wobei die Zwischenschicht oder die Zwischenschichten gegenüber der Deckschicht und der Bodenschicht selektiv entfernbar sind; und – das selektive Entfernen eines Teil oder von Teilen (50, 51; 76, 77, 78, 79) der Zwischenschicht oder Zwischenschichten der Elektrode.
  7. Plasma enthaltende Wiedergabeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrooptische Medium das Plasma enthält und zwischen einem ersten und einem zweiten einander zugewandten Substrat vorgesehen ist, dass eine Anordnung paralleler Kathodenplasmaelektroden auf dem ersten Substrat vorgesehen ist und eine Anordnung von Anodenplasmaelektroden auf dem zweiten Substrat vorgesehen ist, dass die Anordnungen einander zugewandt sind und gegenüber einander in umgekehrter Beziehung orientiert sind, so dass über die Plasmaelektroden Kreuzungsgebiete definiert werden, wobei wenigstens die Elektroden der Kathodenplasmaelektrodenanordnung einen oder mehrere Hohlräume in jedem Kreuzungsgebiet haben.
  8. Plasma enthaltende Wiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil einer oder mehrerer Elektroden ein oder mehrere Emittermaterialien enthalten.
  9. Wiedergabeanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeanordnung ein elektrooptisches Medium und Datenelektroden enthält, die Spannungen koppeln zum Aktivieren von Teilen des elektroselektiven Einschaltens der genannten elektrooptischen Teile.
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