DE3036671A1 - Flacher bildschirm, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung - Google Patents
Flacher bildschirm, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendungInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 80 P 116 2 DE
Flacher Bildschirm, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
Die Erfindung betrifft einen flachen Bildschirm gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und umfaßt außerdem
Fertigungstechniken und Anwendungsmöglichkeiten für diese*
Röhre. Ein Display der genannten Art wird beispielsweise in der DE-OS 26 55 498 beschrieben.
In der Praxis bereitet die Distanzierung der beiden
Trägerplatten noch immer erhebliche Schwierigkeiten. Denn man muß sicherstellen, daß die beiden Substrate
auf der gesamten Anzeigefläche einen vorgegebenen Abstand genau einhalten und dafür eine Konstruktion
suchen, mit deren Hilfe die Platten dem hohen Außendruck ohne jede Verformung standhalten können; dabei
haben die Stütz- und Distanzierelemente so beschaffen
zu sein, daß sie die optischen Qualitäten des Panels nicht beeinträchtigen.
·
In den letzten Jahren sind eine Reihe von Versuchen unternommen worden, die genannten Probleme zu lösen.
So hatte man etwa daran gedacht, in dem Raum zwischen den beiden Platen eine Vielzahl von relativ kleinvolumigen
Distanzkörpern zu verteilen. Es stellte sich jedoch heraus, daß dieser Weg nur dann erfolgreich ist,
wenn man auf die Positionierung der einzelnen Partikel große Sorgfalt verwendet und die Teilchen an Ort und
Stelle unter erheblichem Aufwand fixiert (vergl. hierzu
Les 1 Ode / 28.09.80
ο υ ο υ υ / ι
-J- VPA 8OP 1162DE
neben der eingangs zitierten Offenlegungsschrift,
nach der Metallkörper auf Leiterbahnen aufgelegt und mit einerThermo-Druck-Metallisierung oder
dergleichen befestigt werden sollen, auch "IBM Technical Disclosure Bulletin" 21 (1977) 3 066
oder 20 (1978) 3496, wonach Glasteilchen in Substratvertiefungen eingebracht bzw. durch eine Verteilerschablone
an den vorgesehenen Platz gebracht und durch aufschmelzen eines Substratüberzuges angeheftet
werden).
Die Plazierungs- und Verankerungsarbeit wird zweifellos geringer, wenn man zu großflächigen Distanzsreinheiten,
beispielsweise Strukturen mit wabenförmgen oder girlandenartigen Mustern (DE-OS 27 50 587) oder
regelmäßig gelochten Platten (DE-OS 28 55 108), übergeht. Allerdings werden diese Erleichterungen mit
einer relativ mühevollen Fertigung erkauft. Denn, die Distanzierstrukturen müssen mit Durchbrüchen
versehen werden, die unter Umständen ein hochfeines Raster bilden und überdies mit jedem Bildpunkt genau
fluchten 'Sollen. Die Anforderungen sind dabei besonders
hoch, wenn das Display mit Elektronenstrahlen arbeitet und dementsprechend Kurzschlüsse und/oder
Darstellungsfehler aufgrund von* Wandaufladungen zu
befürchten sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe, zugrunde, einen Flachbildschirm
mit einer Plattendistanzierung anzugeben, die keine besonderen Herstellungs- oder Montageprobleme aufgibt, einen wohldefinierten Substratabstand
gewährleistet, druck- und hochspannungsfest ist, auch feinste Bildpunktraster zuläßt und zudem
ORfGlNAL fNSPECTED
/ VPA 80 P 1 1 6 2 DE
auch für extrem flache Elektronen-trahlpanels geeignet
ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bildschirm mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 geBst.
Das vorgeschlagene Display zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß sämtliche Abstandshalter auch ohne
besondere Vorkehrungen richtig zu den Bildpunkten liegen, aufgrund eines großen Kriechweges kuuzschlußsicher
sind und nicht zuletzt höchst einfach realisiert werden können. So genügt es, die Platten unter
Verwendung geeigneter Masken tiefzuätzen oder ·* dies
ist eine besonders elegante Methode - durch einen Preßvorgang zu strukturieren. Darüber hinaus wird die
Bildgüte normalerweise nicht merklich verschlechtert; sie bleibt sogar auch noch unter ungünstigen Wärmebedingungen
und/oder nach längeren Betriebszeiten erhalten, da die erfindungsgemäß vorgesehenen Distanzierelemente
thermisch ideal an die Trägerplatten angepaßt sind.
Es ist an sich nicht mehr neu» zur Verbesserung der
Hochspannungsfestigkeit Distanzelemente mit einem gefalteten Oberflächenverlauf zu verwendeni vergl.
hierzu die DE-OS 26 15 721» Dort gehören allerdings die Abstandshalterteile nicht zu den Träger-platten;
überdies sind die Stifte durch öffnungen in der einen Trägerplatte hindurehgefüfart uad ©aden in
außen angesetzten Bechern.
Eine erfindungsgemäße Bildröhre eignet sich vor allem zur Darstellung von Fernsehbilder-η und arbeitet vorzugsweise
mit Elektronen, di@ im hinteren Röhrenteil
JUJbb / I
- y- VPA 8OP 11 S 2 DE
mit Hilfe einer Steuermatrix erzeugt und nach vorn
auf eine mit Phosphor beschichtete Anode geleitet werden. Als Elektronenquelle erscheinen dabei insb. Kaltkathoden
oder Fotdeathcdatmit außen angebrachter IR-Steuermatrix
sinnvoll, denn in diesen Fällen kann die Gesamtkonstruktion sehr einfach, robust, flach und
leicht gehalten werden. Berechnungen zeigen, daß bei einer Schirmfläche von 400 mm χ 600 mm ohne
weiteres eine Bautiefe unter 10 mm und ein Gewicht von weniger als 3 kg möglich ist.
Weitere vortei-lhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
des Lösungsvorschlags sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.
Die Erfindimg soll nun anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher erläutert werden. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
Es zeigen:
Fig. 1 das Ausführungsbeispiel in einem schematisch gehaltenen Seitenschnitt;
Es zeigen:
Fig. 1 das Ausführungsbeispiel in einem schematisch gehaltenen Seitenschnitt;
Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1, vergrößert dargestellt,
vmd
Fig. 3 das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im Schnitt
III-III, teilweise weggebrochen und ohne
Kathodenschicht.
Das dargestellte Display ist als Bildschirm "eines
Farbfernsehgerätes vorgesehen. Seine Vakuumhüile besteht aus zwei zueinander parallelen Trägerplatten
ORIGINAL INSPECTED
- VPA SOP 1162DE
(Vorderplatte 1, Rückplatte 2), die über einen Rahmen
3 miteinander verbunden sind.
Die Vorderplatte trägt auf ihrer Rückseite eine Schar aus zueinander parallelen Anodenstreifen 4, die Jeweils
mit einem Phosphorstreifen 6 überzogen sind. Jeder dritte Phosphorstreifen leuchtet bei Elektronenbeschuß
in der gleichen Farbe auf. (Farbige Bilder lassen sich bekanntlich durch drei Grundfarben, in
der Regel rot, grün und blau, erzeugen.) Die AnodenstEifen, die Phosphore gleicher Farbe tragen, sind
jeweils auf einen gemeinsamen Anschluß 7 geführt, der die Vakuumhülle zwischen Rahmen und Vorderplatte durchtritt.
Die Rückplatte enthält eine Steuermatrix aus Zeilenleitern 8 und Spaltenleitern 9, wobei die Spaltenleiter
in den Kreuzungspunkten der Matrix jeweils mit einer Öffnung 11 versehen sind. Zwischen den
beiden Leiterebenen befindet sich eine Kathodenschicht 12, die in jedem der Kreuzungspunkte ein
aktives Kathodenelement hat. Die Kathodenelemente sind im vorliegenden Fall Kaltkathoden mit HeteroÜbergang
und negativer Elektronenaffinität auf der
Basis GaP-GaAlP. Eine mehr ins einzelne gehende Darstellung dieser Steuermatrix ist in der am
2k.09.80 eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel
"Flache Bildröhre" zu finden.
ο υ ο υ υ 7 ι
- jf- VPA 8OP 116 2 DE
Die beiden Trägerplatten werden durch Abstandshalter
voneinander distanziert, deren Aufbau an besten in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist. Die Vorderplatte
enthält ein regelmäßiges Muster aus stiftartigen Vor-Sprüngen (Stifte 13),.und die Rückplatte hat ein entsprechendes
Muster aus hohlzylinderförmigen Vorsprüngen (Hohlzylinder 14). Jeder Stift ragt in einen
der Hohlzylinder hinein, ohne dessen Seitenwand zu berühren, und schlägt am Zylinderboden an. Auf diese
Weise entsteht zwischen der Steuermatrix und den Anodenstreifen längs der Abstandshalteroberfläche
ein relativ langer Pfad, Man kann die beiden Platten bis auf etwa 1 mm einander nähern, wenn das Display
mit einer Hochspannung von mehreren kV betrieben werden soll. Fig. 3 zeigt, wie die einzelnen Distanzierelemente
in der Steuermatrix verteilt sind. Jedem Bildpunkt, der aus dem Farbentrip-el rot/grün/blau
gebildet wird, ist ein Abstandshalter zugeordnet. In einem typischen Beispiel haben die Kathoden-
2Q elemente einen Durchmesser von 0,2 mm, die Phosphorstreifen
eine Breite von 0,4 mm, die Hohlzylinder einen Außendurchmesser von 0,4 mm und einen Innendurchmesser
von 0,25 mm und die Stützen einen Querschnitt von knapp 0,2 mm.
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In einzelnen Fällen kann es zu spürbaren Wandaufladungen an den Distanzelementen kommen - etwa dann,
wenn man den Stiften und/oder Hohlzylindern relativ ; große Querabmessungen gibt. Hier empfiehlt es sich,
die den Elektronenstrahlen£ugewandten Stifte bzw.
Hohlzylinderoberflächen mit einem schwach leitenden Überzug, etwa einer Litium- verbindung in wässriger
Lösung, zu beschichten. ,
ORIGINAL INSPECTED'
- / - VPA 80 P 1 1 6 2 DE Das Display arbeitet folgendermaßen:
Die einzelnen Zeilenleiter werden zeitlich nacheinander abgetastet^sFwahrend eine Zeile eingeschaltet
ist, erhalten die Spalten nacheinander die drei Farbauszüge der Zeileninformation und zugleich
die jeweils zugehörigen Anodenstreifen ein Hochspannungssignal .
Im vorliegenden Fall bestehen die beiden Trägerplatten aus wenigen mm starken Glassubstraten, der Rahmen
aus einem ca. 1 mm dicken Glasteil und die Elektroden aus den dafür üblichen Metallen wie Titan, Gold oder
Platin. Die Substrate haben ihre Vorsprünge durch einen Warmpreßprozeß erhalten, bei dem man eine geeignet
geformte Matrize unter erhöhten Temperaturen auf die zunächst noch ebene Plattenoberfläche drückt.
Leiter und Phosphorschichten sind in üblichen Dünnschichttechniken hergestellt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. So besteht vor allem
bei der Gestaltung der Abstandshalter noch ein erheblicher Gestaltungsspielraum. Beispielsweise
könnte man statt runder auch rechteckige Querschnitte wählen und die stiftaufnehmenden Teile
mit einem. Boden versehen, der nicht auf dem Niveau der restlichen Plattenoberfläche liegt.
Dementsprechend weit ist der verwendete Begriff "Hohlzylinder11 auszulegen.
7 Patent-Ansprüche
3 Figuren
3 Figuren
Leerseite
Claims (7)
- VPA 80 P 11 6 2 DEPatentansprücheFlacher Bildschirm mit einer Matrix aus rslektiv ansteuerbaren Bildpunkten, enthaltenda) zwei jeweils zueinander parallele, über einen Rahmen vakuumdicht miteinander verbundene Trägerplatten (Vorderplatte, Riickplatte), dieb) auf ihren einander zugewandten Seiten jeweils mindestens eine getrennt ansteuerbare Elektrode tragen undc) beide durch eine Vielzahl von Abstandselementen voneinander distanziert sind,dadurch gekennzeichnet , daß die Abstandselemente folgendermaßen beschaffen sind:d) sie bestehen jeweils aus einem von einer der beiden Trägerplatten (1,2) ausgehenden Stift (13) und einem von der anderen Trägerplatte (2) ausgehenden Hohlzylinder (14), wobeie) jeder Stift (13) in einen der Hohlzylinder (14) hineinragt, ohne dabei dessen .Seitenwandung zu berühren, und an den ZylindeiVanschlägt, fernerf) Stifte (13) und Hohlzylinder (14) mit den Trägerplatten(1,2), von denen sie jeweils ausgehen, stoffschlüssig verbunden sind und schließlichg) jedem Bildpunkt ein Abstandselement zugeordnet ist.
- 2. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Stifte (13) von der Vorderplatte (1) und die Honlsylinder (14) von der Rtickplatte (2) ausgehen.OUJUU/ II 80p \ 1 62DE-£~- VPA
- 3. Bildschirm nach Anspruch 1 oder 2, d a d u rc h gekennzeichnet , daß die Stifte (13) und Hohlzylinder (14) einen runden oder einen rechteckigen Querschnitt haben.
5 - 4. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Stifte (13) oder/und Hohlzylinder (14) mit einer widerstandsbehafteten Schicht überzogen sind. 10
- 5. Verfahren zur Herstellung eines Bildschirms gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e ke η η ζ e i c h ne t , daß die Stifte (13) und die Hohlzy3iider (14) durch einen Ätzprozeß aus der zugehörigen Trägerplatte (1,2) herausgearbeitet werden.
- 6. Verfahren zur Herstellung eines Bildschirms gemäß' einem der Ansprüche 1 bis 4, da d u r c h gekennzeichnet , daß die Stifte (13) und Hohlzylinder (14) durch einen Preßvorgang aus der zugehörigen Trägerplatte (1,2) herausgearbeitet werden.
- 7. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, •ge kennze lehnet durch seine Verwendung zur Darstellung von Fernsehbildern.INSPECTED
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