DE68928700T2

DE68928700T2 - Lichtquellen-Anzeigeröhre

Info

Publication number: DE68928700T2
Application number: DE68928700T
Authority: DE
Inventors: Shunichi Futatsuishi; Zenichiro Hara; Norihiro Ichikawa; Shuji Mitsubishi Dendi K Iwata; Hiroshi C O Ise Elect Kamogawa; Masaaki C O Ise Elec Kobayashi; Mitsuru C O Ise Electro Masuda; Kazunori C O Ise Elect Tatsuda; Nobuo Terazaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Ise Electronics Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Noritake Itron Corp
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1989-03-11
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2009-03-12
Also published as: AU612243B2; AU3109889A; AU638320B2; EP0333079A3; CA1312647C; CA1314922C; DE68928700D1; US4972116A; AU7412291A; HK1009359A1; AU7412391A; EP0333079B1; EP0333079A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtquellen-Anzeigeröhre mit einer Vakuumhülle, die an einer vorderen Öffnung rechteckiger Seitenplatten eine lichtdurchlässige Frontplatte und an einer rückwärtigen Öffnung eine rückwärtige Platte hermetisch abgedichtet aufweist; mit einem fluoreszierenden Anzeigeelement, das durch die Anordnung fluoreszierender Schirme in Matrixform auf einer Innenfläche der Frontplatte gebildet wird; mit einer Anodenelektrodengruppe, die eine Mehrzahl von an einem Umfang jeder der fluoreszierenden Schirme angeordnete Beschleunigungsanoden enthält; mit einer Kathodenelektrodengruppe, die Kathoden zur Elektronenemission enthält, die unabhängig, jeder der fluoreszierenden Schirme entsprechend, angeordnet sind; mit einer Gitterelektrodengruppe, die eine Mehrzahl von Steuergittern enthält, die zwischen der Kathodenelektrodengruppe und dem fluoreszierenden Anzeigeelement in Zeilenrichtung (oder Spaltenrichtung) entsprechend jeder der fluoreszierenden Schirme des fluoreszierenden Anzeigeelementes angeordnet sind und eine Elektronendurchgangsöffnung für den Durchgang von Elektronen von jeder der Kathoden als divergierender Strahl aufweisen; und mit einer rückwärtigen Elektrodengruppe, die eine Mehrzahl von rückwärtigen, an der Fläche der Rückseite der Kathodenelektrodengruppe in Spaltenrichtung (oder Zeilenrichtung), jeder der fluoreszierenden Schirme des fluoreszierenden Anzeigeelementes entsprechend angeordnete Elektroden umfaßt, wobei die Steuergitter der Gitterelektrodengruppe und die rückwärtigen Elektroden der rückwärtigen Elektrodengruppe zusammen eine Matrix darstellen. Eine solche Anzeigeröhre ist aus EP-A-217 003 bekannt.
Bei der Herstellung von monochromatischen Anzeigeröhren, die die Lichtemission fluoreszierenden Materials nutzen, werden ein Bildelement und solche monochromatischen Anzeigeröhren in Matrixform angeordnet, um eine große Anzeigeschirmvorrichtung zu bilden. Als Nachteil tritt dabei auf, daß im Verbindungsabschnitt der monochromatischen Anzeigeröhren ein Zwischenraum vorhanden ist, wodurch eine Verbesserung der Auflösung erschwert wird und zu hohen Kosten führt.
In EP-A-217 003 wird eine Lichtquellen-Anzeigeröhre beschrieben, die eine Verbesserung dieses ungünstigen Zustandes bedeutet.
Die Vorderansicht einer solchen Lichtquellen-Anzeigeröhre ist in Figur 1, eine geschnittene Seitenansicht in Figur 2 und eine perspektivische Ansicht in auseinandergezogener Form ist in Figur 3 dargestellt. In diesen Figuren ist ein Schirm mit fluoreszierendem Material als je ein Bildelement in R (Rot), G (Grün) und B (Blau) dargestellt, welche in Matrixform von 3 x 3 Bildelementen angeordnet sind.
In diesen Figuren bezeichnet 1 eine Vakuumhülle als Glaskolben, der von einer Frontplatte 2, einer rückwärtigen Platte 3 zylindrischen Seitenplatten 4 hermetisch abgedichtet ist. Auf der Innenfläche der Frontplatte 2 ist ein fluoreszierendes Anzeigeelement 5 ausgebildet, das in Matrixform angeordnet und beschichtet ist und fluoreszierendes Material in den drei Farben Rot, Grün, Blau verwendet, das je eine Bildelementeinheit bildet und fluoreszierende Schirme 5R, 5G und 5B der 3 x 3 Bildelemente umfaßt. Bei den fluoreszierenden Schirmen 5R, 5G und 5B beziehen sich die Buchstaben auf Rot (R), Grün (G) bzw. Blau (B).
Mit 6 ist eine Anodenelektrodengruppe bezeichnet, die eine Mehrzahl von Beschleunigungsanoden 61, 62 ... enthält, die entsprechend dem Umfang der fluoreszierenden Schirme 5R, 5G bzw. 5B des fluoreszierenden Anzeigeelementes 5 angeordnet sind. Diesen Beschleunigungsanoden 61, 62 ... wird über einen externen Anschluß 16 Hochspannung zugeführt.
Eine Kathodenelektrodengruppe ist mit 7 bezeichnet und enthält Kathoden 711 - 733 zur Elektronenemission (713, 723, 731, 732 und 733 sind nicht dargestellt), die jeweils unabhängig in Übereinstimmung mit den fluoreszierenden Schirmen 5R, 5G und 5B des fluoreszierenden Anzeigeelementes 5 angeordnet sind. Diese Kathoden 711 - 733 sind zwischen zwei Halterungen 17a, 17b gehaltert. Bei der Bezeichnung der Kathoden 711 - 733 bezeichnet die zweite und dritte Ziffer die erste bis dritte Zeile bzw. die erste bis dritte Spalte.
Bei den Kathoden 711 - 733 können beispielsweise indirekt beheizte Kathoden verwendet werden, bei denen eine Nickelhülle mit einem Oxid beschichtet ist, oder direkt beheizte Kathoden, bei denen Wolfram mit einem Oxid beschichtet ist.
Mit 8 ist eine Gitterelektrodengruppe bezeichnet, die Steuergitter 81 - 83 zur Zeilenauswahl enthält und zwischen der Kathodenelektrodengruppe 7 und dem fluoreszierenden Anzeigeelement 5 angeordnet ist. Diese Steuergitter 81 - 83 weisen Öffnungen 91 - 93 für die Passage von Elektronen auf, so daß ein Elektronenstrahl 11 der Kathoden 711 - 733 jeweils als divergierender Strahl in einer Richtung hindurchgeht, die den fluoreszierenden Schirmen 5R, 5G und 5B des fluoreszierenden Anzeigeelementes 5 entspricht.
Eine rückwärtige Elektrodengruppe ist mit 10 bezeichnet und enthält streifenförmige rückwärtige Elektroden 101 - 103 zur Spaltenauswahl, die in Spaltenrichtung hinter der Kathodenelektrodengruppe 7 auf der rückwärtigen Platte 3 der Vakuumhülle 1 so angeordnet sind, daß sie jeweils einem der fluoreszierenden Schirme 5R, 5G und 5B des fluoreszierenden Anzeigeelementes 5 gegenüberliegen. Diese rückwärtigen Elektroden 101 - 103 bestehen aus einer leitenden Schicht aus Silber oder dergleichen, die auf der rückwärtigen Platte ausgebildet ist.
Jede der rückwärtigen Elektroden 101 - 103 erhält ein negatives Potential, 0 Volt oder ein positives Potential von mehreren Volt gegenüber dem Potential jeder der Kathoden 711 - 733, um den von den Kathoden 711 - 733 emittierten Elektronenstrahl 11 zu steuern.
12 bezeichnet Leitungsdrähte, die externe Anschlüsse darstellen, um jede Elektrode der Kathodenelektrodengruppe 7, der Gitterelektrodengruppe 8 und der rückwärtigen Elektrodengruppe 10 von der rückwärtigen Platte 3 nach außen zu führen.
Nachfolgend wird die Betriebsweise beschrieben. Wenn jede der rückwärtigen Elektroden 101 - 103 gegenüber dem Potential der Kathoden 711 - 733 ein negatives Potential aufweist, können Elektronen von jeder der Kathoden 711 - 733 durch die Steuergitter 81 - 83 zu den Beschleunigungsanoden 61, 62 ... fließen, da diese Kathoden 711 - 733 von negativem Potential umgeben sind; der Abschaltzustand tritt ein.
Wenn in diesem Zustand den rückwärtigen Elektroden 101 - 103 0 Volt oder ein gegenüber dem Potential der Kathoden 711 - 733 positives Potential von mehreren Volt zugeführt wird, bewegt sich der von den Kathoden 711 - 733 emittierte Elektronenstrahl 11 in Richtung auf die Steuergitter 81 - 83.
Ist das Potential der Steuergitter 81 - 83 gegenüber den Kathoden 711 - 733 negativ, kann der Elektronenstrahl 11 nicht die Elektronendurchgangsöffnungen 91 - 93 dieser Steuergitter 81 - 83 passieren und die Beschleunigungsanoden 61, 62 ... erreichen; keine der fluoreszierenden Schirme 5R, 5G und 5B des fluoreszierenden Anzeigeelementes 5 emittiert Licht.
Ist das Potential der Steuergitter 81 - 83 gegenüber den Kathoden 711 - 733 positiv, so passiert der Elektronenstrahl 11 die Elektronendurchgangsöffnungen 91 - 93 der jeweiligen Steuergitter 81 - 83, und jeder der fluoreszierenden Schirme 5R, 5G und 5B gibt Licht ab.
Jede der Gitterelektroden 81 - 83 der Gitterelektrodengruppe 8, die den fluoreszierenden Schirmen 5R, 5G bzw. 5B und den rückwärtigen Elektroden 101 - 103 entsprechend in Matrixform angeordnet sind, wird also wahlweise (dynamisch) angesteuert, so daß nur die fluoreszierenden Schirme 5R, 5G, 5B Licht emittieren, deren beide Elektroden den Strahl passieren lassen.
Wie oben beschrieben wurde, bestehen die Schirme 5R, 5G und 5B aus fluoreszierendem Material der drei Farben und sind in Matrixform von 3 x 3 Bildelementen auf der Innenfläche der Frontplatte 2 der Vakuumhülle 1 angeordnet und die Kathodenelektrodengruppe 7, die Gitterelektrodengruppe 8 und die rückwärtige Elektrodengruppe 10 sind jedem der fluoreszierenden Schirme 5R, 5G und 5B entsprechend angeordnet, so daß eine Lichtquellen-Anzeigeröhre großer Helligkeit erzielt werden kann.
Wird eine große Farbanzeigevorrichtung unter Verwendung der Lichtquellen-Anzeigeröhreneinheit aufgebaut, so verringert sich der Zwischenraum zwischen den Bildelementen im Vergleich zu einer monochromatischen Röhre, die lediglich ein Bildelement enthält; das Auflösungsvermögen wird verbessert, die Anzahl der erforderlichen Teile wird verringert und der Herstellungsprozeß vereinfacht. Es werden nicht nur der Aufbau vereinfacht und die Kosten verringert, sondern auch das Gewicht der Anzeigevorrichtung wird reduziert.
Bei dem beschriebenen Beispiel sind die Schirme aus fluoreszierendem Material der drei Farben R, G und B in Matrixform von 3 x 3 Bildelementen auf der Innenfläche der Frontplatte 2 angeordnet; dieses Beispiel bedeutet jedoch keine Einschränkung auf diese Anordnung, sondern es kann ein Schirm mit einem fluoreszierenden Material für ein Bildelement in einer beliebigen Matrixform von m x n Bildelementen (wobei m, n eine beliebige positive, ganze Zahl bezeichnen) in der Vakuumhülle angeordnet sein. Dementsprechend können Anordnung und Aufbau der Gitterelektrodengruppe und der rückwärtigen Elektrodengruppe verändert werden.
Aus Figur 4 geht hervor, daß eine Lichtquellen-Anzeigeröhre vorgeschlagen wird, bei der jedes Steuergitter der Gitterelektrodengruppe 8 rinnen- oder kanalförmig mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist und eine Abschirmplatte 18 aus Metall so an jedem Steuergitter befestigt ist, daß sie seitlich darüber hinausragt. Streuelektronen aus dem Zwischenraum zwischen den Steuergittern und der rückwärtigen Platte werden dadurch von der Abschirmplatte 18 absorbiert, so daß die durch Streuelektronen erzeugte Pseudoemission des fluoreszierenden Schirms wirkungsvoll verhindert wird (siehe beispielsweise japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62-114562).
Wie beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 62-241256 beschrieben wird, ist ein Elektronendurchgangsabschnitt, der an jedem der Steuergitter 81 - 83 wie oben beschrieben ausgebildet ist, mit einem kuppelförmigen Siebabschnitt versehen, so daß von den Kathoden 711 - 733 emittierte Elektronen gleichförmig verteilt und gleichförmig auf den fluoreszierenden Schirm 5 abgestrahlt werden und der Divergenzwinkel des Elektronenstrahls 11 entsprechend der Rundung des kuppelförmigen Siebabschnitts nach Wunsch eingestellt werden kann.
Es wird außerdem eine Lichtquellen-Anzeigeröhre vorgeschlagen, bei der mit zunehmender Größe der Rundung des kuppelförmigen Siebabschnitts der Divergenzwinkel des Strahls zunimmt, wodurch die Länge der Anzeigeröhre verkürzt werden kann.
Wie aus den Figuren 4 und 6 hervorgeht, sind bei der Anordnung der Steuergitter 81, 82 ... mit U-förmigem Querschnitt auf der rückwärtigen Platte 3 nutförmige Vertiefungen 13 in beiden seitlichen Randabschnitten der an die rückwärtige Platte 3 angrenzenden Steuergitter erforderlich, um die Leitungsdrähte 12 für die Kathoden 711, 712 ..., die rückwärtigen Elektroden 101 oder dergleichen unterzubringen.
Andererseits werden Elektronen, die von den Kathoden 711, 712 ... emittiert werden von einer an die Steuergitter 81, 82 ... angelegten Spannung angezogen und bewegen sich bevorzugt zu den beiden seitlichen Abschnitten der Steuergitter. An der nutförmigen Vertiefung 13 treten also Streuelektronen auf, was zur Pseudoemission führen kann.
Wird ein Steuergitter mit U-förmigem Querschnitt durch einen Ätz- oder Preßvorgang hergestellt, dann wird beim Anlegen eines elektrischen Feldes von 10&sup8; V/m oder mehr an das Steuergitter aufgrund des Feldemissionsphänomens eine Elektronenemission erzeugt und am fluoreszierenden Anzeigeelement kann wegen der emittierten Elektronen eine Pseudoemission auftreten.
Wird das Steuergitter im Tiefziehverfahren hergestellt und die Oberfläche abgerundet, so wird die Feldemission verhindert, der Betrieb des kuppelförmigen Siebabschnitts gestaltet sich jedoch schwierig.
Ist, wie in Figur 5 dargestellt, ein Getter 16 mit einer Schürze der Beschleunigungsanode 61 verbunden, bildet sich in einem weiten Bereich der Innenfläche der Seitenplatte aufgrund des Lichtblitzes des Getters 16 ein Getterfilm 17, wodurch Schwierigkeiten wie ein Kurzschluß oder eine elektrische Entladung zwischen Getterfilm 17 und Steuergitter 81 auftreten können.
Da die Kathoden 711 - 733, die Steuergitter 81 - 83, die rückwärtigen Elektroden 101 - 103 und die Leitungsdrähte für diese Elektroden auf der rückwärtigen Platte 3 der Vakuumhülle angeordnet sind, ist es schwierig, den Zwischenraum zwischen jeder Elektrode und den zwischen den Leitungsdrähten zu vergrößern; auch dieser Zustand kann elektrische Schwierigkeiten bereiten.
Um die Leitungsdrähte 12 für die Kathoden 711 - 733, die Steuergitter 81 - 83, die rückwärtigen Elektroden 101 - 103 und dergleichen ohne Schwierigkeiten nach außen führen zu können, also an die Rückseite der rückwärtigen Platte 3 (Figur 7), ist die Vakuumhülle 1 in Trompetenform hergestellt, so daß die Installationsfläche für die rückwärtigen Elektroden 101 - 103 schmäler ist als die für den fluoreszierenden Schirm.
Aus diesem Grunde müssen die rückwärtige Elektrode 101 und das Steuergitter 81, die sich nahe der Seitenfläche der Vakuumhülle 1 befinden, nicht nur hinter dem diesen Bauelementen zugeordneten fluoreszierenden Schirm 5R angeordnet werden, sondern so, daß sie teilweise dem benachbarten fluoreszierenden Schirm 5B gegenüberliegen, d.h. ihre Position ist zur Mitte der Vakuumhülle 1 hin versetzt. Elektronen, die von der Kathode 712 emittiert werden, werden folglich auf den fluoreszierenden Schirm 5R geleitet und können auf den benachbarten fluoreszierenden Schirm 5B streuen, was im Schirm 5B zu eine Pseudoemission erzeugen kann.
Werden Elektronen, die von den Kathoden 711 - 733 emittiert werden, von den Beschleunigungsanoden 61, 62 ... beschleunigt, dann lädt ein Teil davon einen oberen Randabschnitt der Schürze der Beschleunigungsanode auf, der sich zur rückwärtigen Platte hin erstreckt, wobei am Randabschnitt eine Entladung erzeugt wird. Der divergierende Strahl wird dementsprechend nicht gleichförmig und wirksam von den Kathoden 711 - 733 auf die fluoreszierenden Schirme 5R, 5G bzw. 5B abgestrahlt.
Aus GB-A-21 70351 sind lumineszierende Anzeigezellen bekannt, die den in EP-A-217 003 beschriebenen gleichen. Diese Anzeigezellen weisen jedoch keine rückwärtige Elektrode auf, sondern lediglich eine leitende Halteanordnung zur Halterung des Elektrodenaufbaus und Verbindung der zweiten Steuergitter. Erste Steuergitter und zweite Steuergitter bilden eine Matrix.
Außerdem werden in US-A-3 532 921 und US-A-4 308 484 Anzeigevorrichtungen dargestellt. In der ersten Veröffentlichung wird ein Siebgitter beschrieben, dessen Hauptabschnitt gerundet ist, um mit der Kathode ein konzentrisches Verhältnis zu erzielen und dadurch eine gleichförmige Helligkeit zu erreichen. In der zweiten Veröffentlichung wird eine flache Schattenmaskenplatte zum Hindurchlassen eines Strahls eingesetzt. Diese beiden Veröffentlichungen stehen der vorliegenden Erfindung ferner als die beiden erstgenannten Schriften.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtquellen-Anzeigeröhre mit einfachen elektrischen Verbindungen zu schaffen, bei der durch Streuelektronen hervorgerufene Pseudoemissionen sicher verhindert werden können. Außerdem soll die Funktionstüchtigkeit eines Steuergitters sich nicht verschlechtern und das Auftreten von Feldemissionen soll vermieden werden. Die von der Kathode abgegebenen Thermoelektronen sollen gleichförmig und wirksam auf den fluoreszierenden Schirm abgestrahlt werden.
Nach der Erfindung ist eine Lichtquellen-Anzeigeröhre, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 definiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat zur Aufnahme von Kathodenelektrodengruppe, Gitterelektrodengruppe und rückwärtiger Elektrodengruppe im Abstand von der rückwärtigen Platte der Vakuumhülle schwebend angeordnet ist; daß die Steuergitter die Form eines Kanals mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt und einer U-förmigen Endöffnungsfläche haben, die an die obere Fläche des Substrats angrenzt, und daß einige Seiten des Steuergitters, die einer Umfangfläche des Substrats gegenüberliegen, mit dieser Umfangfläche in engem Kontakt sind und sich zur rückwärtigen Fläche des Substrats erstrecken, und daß ein Leitungsdraht für jede der Elektrodengruppen von einer rückwärtigen Fläche des Substrats durch eine durchgehende Öffnung oder eine Ausnehmung im Substrat eingeführt ist.
Ein Vorteil einer solchen Lichtquellen-Anzeigeröhre liegt darin, daß Ströme von Streuelektronen unterdrückt werden und eine Pseudoemission sicher verhindert wird.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
Wenn ein Getter an der hinteren Fläche des Substrats gegenüber der rückwärtigen Platte schwebend und dieser gegenüberliegend angeordnet ist, dann verkürzt sich auch bei Bildung eines durch das Blitzen des Getters erzeugten Getter-Films in einem weiten Bereich der rückwärtigen Platte der Abstand zwischen Getter-Film und auf dem Substrat angeordnete Elektrodengruppen nicht, so daß dieser Getter- Film kein Grund für elektrische Schwierigkeiten ist.
Ist an dem Verbindungsabschnitt zwischen rückwärtiger Platte und zylindrischer Seitenplatte ein Leitungsdraht angeordnet, der einen elektrischen Pfad für alle senkrecht entlang einer Innenfläche der zylindrischen Seitenplatte aufsteigenden Elektroden darstellt, und wird das Substrat von dem oberen Endabschnitt des Leitungsdrahtes gegenüber der rückwärtigen Platte schwebend gehaltert, dann wird das Substrat ohne die Verwendung eines speziellen Halterungsgliedes sicher gehaltert.
Wenn das Steuergitter mit einer Elektrodenplatte ausgerüstet ist, die durch Ätzen und Pressen und mit einem daran angeformten Abschirmkörper hergestellt wurde, der durch Tiefziehen hergestellt wurde und eine Öffnung aufweist, die einem kuppelförmigen Siebabschnitt der Elektrodenplatte angepaßt ist, dann erleidet die Funktionstüchtigkeit des Steuergitters keine Verschlechterung und das Auftreten von Feldemissionen kann sicher verhindert werden.
Wenn außerdem das Steuergitter zumindest in einem Umfangabschnitt der Vakuumhülle abgeschrägt ist, so daß ein Elektronendurchgangsabschnitt in Richtung auf den fluoreszierenden Schirm im Umfangsabschnitt der Vakuumhülle ablenkt, dann treffen die durch den Elektronendurchgangsabschnitt passierenden Elektronen nur auf den fluoreszierenden Schirm des entsprechenden Umfangabschnittes, wodurch ein Streuen auf benachbarte fluoreszierende Schirm sicher verhindert wird.
Wird eine flache Schattenmaskenplatte mit einer Mehrzahl von Fensteröffnungen zum Durchlassen von divergierenden Elektronenstrahlen als Beschleunigungsplatte vor dem fluoreszierenden Anzeigeelement angeordnet, so kann der divergierende Elektronenstrahl gleichmäßig und wirksam auf den fluoreszierenden Schirm des fluoreszierenden Anzeigeelementes gestrahlt werden.
Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine Lichtquellen-Anzeigeröhre nach dem Stand der Technik,
Figur 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A der Figur 1,
Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht in auseinandergezogener Form eines Teiles der Figur 1,
Figur 4 zeigt einen Querschnitt einer Lichtquellen-Anzeigeröhe eines weiteren Beispieles nach dem Stand der Technik,
Figur 5 zeigt einen Querschnitt, der gegenüber der Figur 4 um 90º gedreht ist,
Figur 6 zeigt eine perspektivische Ansicht in auseinandergezogener Form eines Teiles der Figur 4,
Figur 7 zeigt einen Querschnitt einer Lichtquellen-Anzeigeröhre eines weiteren Beispieles nach dem Stand der Technik,
Figur 8 zeigt einen Querschnitt eines Teiles einer Lichtquellen-Anzeigeröhre nach einer Ausführungsform der Erfindung,
Figur 9 zeigt eine perspektivische Ansicht der Aufnahme eines Leitungsdrahtes bei der Ausführungsform nach Figur 8,
Figur 10 zeigt einen Querschnitt eines Teiles einer Lichtquellen-Anzeigeröhre nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teiles der Figur 10,
Figur 12 zeigt einen Querschnitt eines Teiles einer Lichtquellen-Anzeigeröhre nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 13 zeigt eine Querschnittdraufsicht entlang der Linie B-B der Figur 12,
Figur 14 zeigt ein Steuergitter in perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung,
Figur 15 zeigt einen Querschnitt durch den zusammengebauten Zustand der Ausführungsform nach Figur 14,
Figur 16 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Steuergitter in zusammengebautem Zustand,
Figur 17 zeigt einen Querschnitt einer Lichtquellen-Anzeigeröhre und
Figur 18 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Lichtquellen-Anzeigeröhre.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
In den Figuren 8 und 9, wo Teile die denen in Figur 4 und Figur 5 gleichen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, bezeichnet 14 ein Keramiksubstrat, das gegenüber einer rückwärtigen Platte 3 schwebend angeordnet ist; auf einer Fläche des Keramiksubstrats sind eine Kathodenelektrodengruppe 7, eine Gitterelektrodengruppe 8 und eine rückwärtige Elektrodengruppe 10 angeordnet. Als Halterung für das Keramiksubstrat 14 wird beispielsweise ein Leitungsdraht 12 für jede der Elektrodengruppen verwendet.
Die Seiten 8a, 8b der Steuergitter 81 - 83, die die Gitterelektrodengruppe 8 darstellen und einer Umfangfläche des Keramiksubstrats 14 gegenüber angeordnet sind, haben mit dieser Umfangfläche engen Kontakt und erstrecken sich zur rückwärtigen Fläche des Keramiksubstrats.
Der Leitungsdraht für jede der Elektrodengruppen ist durch das Keramiksubstrat geführt oder durch eine Einkerbung (nicht dargestellt) in der Umfangfläche des Substrats an die rückwärtige Fläche des Keramiksubstrats geführt und dann durch einen Verbindungsabschnitt zwischen rückwärtiger Platte 3 und Seitenplatte 4, der nach außen mit Hilfe von Glas 15 mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden ist, eingeführt. Die Tiefe der Einkerbung ist so definiert, daß der Leitungsdraht 12 mit der Umfangfläche des Substrats fluchtet.
In den Figuren 10 und 11, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellen, bezeichnet 19 einen Getter, der an einer rückwärtigen Fläche eines Substrats 14 mit Hilfe einer Befestigungsplatte 20 schwebend gegenüber einer rückwärtigen Platte 3 angeordnet ist.
Blitzt der Getter 19 bei dem beschriebenen Aufbau auf, so bildet sich auf der rückwärtigen Platte ein Getter-Fiim 21. Der Abstand zwischen Getter-Film 21 und den auf der Oberfläche des Substrats angeordneten Elektrodengruppen wird jedoch nicht verkürzt, so daß keine elektrischen Schwierigkeiten auftreten. Der Getter 19 kann direkt auf der Rückfläche des Substrats oder auch, wie in Figur 11 dargestellt, auf andere Weise angeordnet sein, wo ein Abschirmabschnitt 22 in U-Form an der Rückfläche des Substrats vorgesehen ist und der Getter 19 innerhalb des Abschirmabschnitts 22 angeordnet ist. Auf die Weise kann die Ausbreitung des Getter-Films 21 unterdrückt und das Entstehen elektrischer Schwierigkeiten durch den Getter-Film 21 noch zuverlässiger verhindert werden.
In Figuren 12 und 13 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung einer Lichtquellen-Anzeigeröhre dargestellt. Dort ist mindestens ein Leitungsdraht 12 (im Beispiel ist lediglich eine Seite dargestellt) in der Nähe der vier Ecken der Vakuumhülle 1 durch einen Verbindungsabschnitt zwischen rückwärtiger Platte 3 und zylindrischer Seitenplatte der Vakuumhülle 1 gehaltert und steigt senkrecht entlang der Innenfläche der zylindrischen Seitenplatte der Vakuumhülle 1 nach oben. Mit 14 ist ein Keramiksubstrat bezeichnet, das gegenüber der rückwärtigen Platte 3 durch jeden Leitungsdraht 12 schwebend gehaltert wird; Leitungsdraht 12 wird als ein Teil der Leitungsdrähte für die auf der Oberfläche des Substrats 14 angeordneten rückwärtigen Elektroden 101 - 103, die Kathoden 711 - 742, die Steuergitter 81 - 83 verwendet.
Wenn die kanal- oder rinnenförmigen Steuergitter 81 - 83 mit U-förmigem Querschnitt auf dem Substrat 14 wie in der Figur dargestellt angebracht werden, dann erstrecken sich die Seiten 8a, 8b der der Umfangfläche des Substrats gegenüberliegenden Steuergitter auf die Rückseite des Substrats 14, um das Substrat 14 zu umgeben, und der Leitungsdraht 12 ist an dem verlängerten Abschnitt 8b befestigt und haltert das Substrat 14. Der Leitungsdraht 12 kann auch direkt am Substrat 14 befestigt sein und es haltern.
In Figuren 14 und 15 ist der Aufbau der Steuergitter dargestellt, um die Erfindung besser verständlich zu machen. Eine Elektrodenplatte 23 mit im wesentlichen in gleichmäßigen Abständen vorgesehenen kuppelförmigen Siebabschnitten 24 wird durch Ätzen und Pressen gebildet. Mit 25 ist ein im Tiefziehverfahren hergestellter Abschirmkörper bezeichnet, der in im wesentlichen gleichmäßigen Abständen Öffnungen 26 aufweist, die den kuppelförmigen Siebabschnitten der Elektrodenplatte 23 angepaßt sind. Elektrodenplatte 23 und Abschirmkörper 25 werden zusammengefügt, indem die kuppelförmigen Siebabschnitte 24 in die Öffnungen 26 eingepaßt werden und ein Teil des übereinanderliegenden Abschnittes durch Punktschweißen oder dergleichen verbunden wird; auf diese Weise wird ein Steuergitter gebildet.
Ein von den Kathoden 711 - 733 emittierter Elektronenstrahl wird also von dem kuppelförmigen Siebabschnitt 24 diffundiert und auf die fluoreszierenden Schirme 5R, 5G und 5B gestrahlt; die Funktionstüchtigkeit des Steuergitters wird nicht beeinträchtigt. Da der Abschirmkörper 25 durch Tiefziehen hergestellt wird, werden die beiden gebogenen Abschnitte 25a an beiden Seiten bogenförmig ausgebildet, so daß selbst bei einer angelegten Spannung von 10 kV oder mehr an die Anode das elektrische Feld in der Nähe des Abschirmkörpers 25 nicht 10&sup8; V/m oder mehr erreicht und eine Feldemission darum nicht auftritt.
In Figur 16 ist ein weiteres Beispiel dargestellt, das die Erfindung verdeutlicht. Beide Seitenabschnitte der Elektrodenplatte 23 sind zu einem im wesentlichen rechten Winkel gebogen und weisen einen U-förmigen Querschnitt auf. Mit Hilfe der kleinen rückwärtigen Elektroden 101 - 103, die fast die gleiche Breite haben wie die U-förmige Öffnung der Elektrodenplatte 23, kann die Elektronenemission der Kathoden 711 - 733 stabilisiert werden, und die gleiche Spannung einer Stromquelle wird sowohl der Elektrodenplatte 23 als auch dem Abschirmkörper 25 zugeführt und zwischen beiden Elementen ist das gleiche Potential vorhanden. Es kann so verhindert werden, daß Streuelektronen von der Elektrodenplatte 23 nach außen dringen, und der durch den kuppelförmigen Siebabschnitt 24 hindurchgehende Elektronenstrahl wird stabilisiert.
Auch das in Figur 17 dargestellte Beispiel dient dem besseren Verständnis der Erfindung. Kanal- oder rinnenförmige Steuergitter 81 - 84 sind so angeordnet, daß sie Kathoden 711 - 742 umgeben. Von diesen weisen die Steuergitter 81, 84 an den Umfangabschnitten an ihrer oberen Fläche eine Abschrägung auf, so daß durch diese Steuergitter hindurchgehende Elektronen in Richtung auf den fluoreszierenden Schirm 5R abgelenkt werden, die sich auch in den Umfangabschnitten befinden. Ein als Elektronendurchgangsabschnitt in den Steuergittern 81, 84 vorgesehenes Sieb oder eine solche Öffnung weist also eine Neigung auf, durch die sie dem fluoreszierenden Schirm im Umfangabschnitt gegenüber ausgerichtet ist.
Erzeugt die Kathodenelektrode an der äußeren Umfangseite Elektronen für die fluoreszierende Anzeige, befinden sich die Elektronen in den Steuergittern 81, 84 und streuen nicht nach außen; der der Neigung entsprechende Spannungsgradient wird am Umfang der Steuergitter 81, 84 erzeugt. Die den so geneigten Öffnungsabschnitt 9 passierenden Elektronen werden gegenüber der Neigung senkrecht abgegeben und treffen auf den fluoreszierenden Schirm 5R des entsprechenden Umfangs auf. Die Elektronen treffen also nicht auf die benachbarten fluoreszierenden Schirme 5G, 5B auf, wie dies bei dem Stand der Technik der Fall ist. Bei dem beschriebenen Beispiel wird also die Emission für jeden fluoreszierenden Schirm mit großer Genauigkeit gesteuert. Die anderen Steuergitter 82, 83 werden ähnlich den Steuergittern im Stand der Technik betrieben.
In dem hier gegebenen Beispiel wurde der Fall beschrieben, daß lediglich die Steuergitter 81 , 84 an den äußeren Umfangabschnitten mit einer Neigung versehen sind. Es können jedoch auch andere, weiter innen angeordnete Steuergitter, 82, 83, mit einer leicht variierten Neigung versehen werden und ähnliche Wirkungen erzielen.
Auch das in Figur 18 dargestellte Beispiel erläutert die Erfindung. Mit 27 ist eine Beschleunigungsanode bezeichnet, die eine leitende Platte enthält, auf der eine Mehrzahl von Fensteröffnungen 28 angeordnet sind, um divergierende Strahlen von jeder der Kathoden 711 - 733 weiterzuleiten. Die als jeder der Kathoden 711 - 733 entsprechende Schattenmaskenplatte ausgebildete Beschleunigungsanode 27 ist zwischen dem der fluoreszierenden Schirme 5R, 5G und 5B und den Steuergittern 81 - 83 angeordnet und elektrisch mit jedem der fluoreszierenden Schirme 5R, 5G und 5B sowie einem auf der Innenfläche der Frontplatte 2 angeordneten Aluminiumfilm (nicht gezeigt) verbunden, um ein Reflektieren der Elektronen zu verhindern.
Wenn die von einer der Kathoden 711 - 733 emittierten Elektronen durch eines der der Kathode entsprechenden Steuergitter 81 - 83 hindurchgehen, dann passiert der divergierende Strahl der Elektronen das entsprechende Fenster 28 und gerät in das elektrische Feld hoher Spannung; er wird beim Passieren des Fensters 28 beschleunigt und auf den vorbestimmten fluoreszierenden Schirm 5R, 5G oder 5B gestrahlt. Da die Beschleunigungsanode 27 als Ganzes eine flache Platte bildet, wird der Spannungsgradient der divergierenden Strahlen vollkommen gleichförmig. Dadurch konzentriert sich der divergierende Strahl nicht auf einen Teil der Beschleunigungsanode 27 und er wird in wirksamer Weise auf jeden der fluoreszierenden Schirme 5R, 5G bzw. 5B gestrahlt. Damit wird ein auf der Farbanzeigevorrichtung erzeugtes Bild klar und leuchtkräftig sein.
Außerdem kann für das Fenster 28 wahlweise eine runde, eine rechteckige oder ähnliche Form gewählt werden.
Nach der oben beschriebenen Erfindung stößt ein rinnen- oder kanalförmiges Steuergitter mit U-förmigem Querschnitt an eine obere Fläche eines Substrats, und die einer Umfangfläche des Keramiksubstrats gegenüberliegenden Seiten des Steuergitters weisen zu der Umfangfläche einen engen Kontakt auf und erstrecken sich bis an eine rückwärtige Fläche des Substrat; ein Leitungsdraht für jede der auf dem Keramiksubstrat angeordnete Elektrodengruppe reicht durch das Keramiksubstrat hindurch oder ist durch einen Kerbabschnitt in der Umfangfläche des Substrats geführt, so daß Streuelektronen von anderen als einem Elektronendurchgangsabschnitt des Steuergitters unterdrückt werden und eine Pseudoemission sicher verhindert wird.
Das Substrat ist gegenüber der rückwärtigen Platte der Vakuumhülle schwebend angeordnet, wobei unterschiedliche Arten von Elektrodengruppen, beispielsweise eine rückwärtige Elektrodengruppe, eine Kathodenelektrodengruppe, eine Gitterelektrodengruppe oder dergleichen, auf der Oberfläche des Substrats und ein Getter an der Rückseite des Substrat angeordnet ist. Ein durch einen Lichtblitz des Getters gebildeter Getter-Film bildet sich auf der rückwärtigen Platte und durch den Getter- Film hervorgerufene elektrische Schwierigkeiten können sicher verhindert werden. Ein ausreichend bündiger Einbau des Getters ist damit möglich und der Grad des in der Vakuumhülle erzeugten Vakuums kann durch den Getter stark erhöht und die zuverlässige Funktion verbessert werden.
Ein vom Verbindungsabschnitt zwischen rückwärtiger Platte und zylindrischer Seitenplatte der Vakuumhülle erfaßter Leitungsdraht steigt senkrecht entlang einer Innenfläche der zylindrischen Seitenplatte nach oben; das Substrat wird von einem oberen Endabschnitt dieses Leitungsdrahtes schwebend gegenüber der rückwärtigen Platte gehaltert und fixiert, was ein besonderes Halterungselement zum Haltern des Substrats überflüssig macht. Da außerdem rückwärtige Elektrode, Kathode, Steuergitter und Leitungsdrähte für diese Elektroden unter Ausnutzung beider Oberflächen des Substrats angeordnet sein können, kann der Abstand zwischen den Elektroden und den Leitungsdrähten vergrößert sein, so daß das Entstehen elektrischer Schwierigkeiten minimiert wird.
Das Auftreten von Feldemissionen wird dadurch sicher verhindert, daß ein Steuergitter durch das Zusammenfügen einer Elektrodenplatte mit kuppelförmigen, im wesentlichen in regelmäßigen Abständen vorgesehenen Siebabschnitten, die durch Ätz- und Preßverfahren hergestellt wird, mit einer Abschirmplatte gebildet wird, die im Tiefziehverfahren hergestellt wird und Öffnungen aufweist, die den kuppelförmigen Siebabschnitten angepaßt sind.
Da außerdem das Steuergitter an mindestens einem Umfangabschnitt der Vakuumhülle abgeschrägt ausgebildet ist, so daß hindurchgehende Elektronen in Richtung auf den im Umfangabschnitt befindlichen fluoreszierenden Schirm abgelenkt werden, werden die von einer Kathode emittierten und durch das Steuergitter auf den Umfangabschnitt wandernden Elektronen präzise abgelenkt und bewegen sich in die Richtung des vorbestimmten fluoreszierenden Schirm in dem Umfangabschnitt. Es wird damit verhindert, daß streuende Elektronen auf andere fluoreszierende Schirme treffen; dadurch wird eine hohe Anzeigequalität auf dem großen Bildschirm erreicht.
Dadurch, daß eine Beschleunigungsanode in Plattenform mit einer Mehrzahl von Fenstern zur Beschleunigung und Weiterleitung des von den Kathoden kommenden divergierenden Strahls vorgesehen ist, wird verhindert, daß der divergierende Strahl auf einen Teil der Beschleunigungsanode konzentriert wird. Die Strahlungseffizienz des divergierenden Strahls auf den fluoreszierenden Schirm wird dadurch bedeutend verbessert.

Claims

1. Lichtquellen-Anzeigeröhre mit einer Vakuumhülle (1), die an einer vorderen Öffnung rechteckiger Seitenplatten (4) eine lichtdurchlässige Frontplatte (2) und an einer rückwärtigen Öffnung eine rückwärtige Platte (3) hermetisch abgedichtet aufweist;

mit einem fluoreszierenden Anzeigeelement (5), das durch die Anordnung fluoreszierender Schirme in Matrixform auf einer Innenfläche der Frontplatte (2) gebildet wird;

mit einer Anodenelektrodengruppe (6), die eine Mehrzahl von an einem Umfang jeder der fluoreszierenden Schirme angeordneten Beschleunigungsanoden (61, 62 ...) enthält;

mit einer Kathodenelektrodengruppe (7), die Kathoden (712 - 742) zur Elektronenemission enthält, die unabhängig, jeder der fluoreszierenden Schirme entsprechend, angeordnet sind;

mit einer Gitterelektrodengruppe (8), die eine Mehrzahl von Steuergittern (81 - 84) enthält, die zwischen der Kathodenelektrodengruppe (7) und dem fluoreszierenden Anzeigeelement (5) in Zeilenrichtung (oder Spaltenrichtung) entsprechend jeder der fluoreszierenden Schirme des fluoreszierenden Anzeigeelementes (5) angeordnet sind und eine Elektronendurchgangsöffnung (91 - 93) für den Durchgang von Elektronen von jeder der Kathoden (711 - 733) als divergierender Strahl aufweisen; und

mit einer rückwärtigen Elektrodengruppe (10), die eine Mehrzahl von rückwärtigen, an der Fläche der Rückseite der Kathodenelektrodengruppe (7) in Spaltenrichtung (oder Zeilenrichtung) jeder der fluoreszierenden Schirme des fluoreszierenden Anzeigeelementes (5) entsprechend angeordnete Elektroden (101 - 103) umfaßt, wobei die Steuergitter (81 - 84) der Gitterelektrodengruppe (8) und die rückwärtigen Elektroden (101 - 103) der rückwärtigen Elektrodengruppe (10) zusammen eine Matrix darstellen,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat (14) zur Aufnahme von Kathodenelektrodengruppe (7), Gitterelektrodengruppe (8) und rückwärtiger Elektrodengruppe (10) im Abstand von der rückwärtigen Platte (3) der Vakuumhülle (1) schwebend angeordnet ist,

daß die Steuergitter (81 - 84) die Form eines Kanals mit im wesentlichen U- förmigem Querschnitt und einer U-förmigen Endöffnungsfläche haben, die an die obere Fläche des Substrats (14) angrenzt, und

daß einige Seiten des Steuergitters, die einer Umfangfläche des Substrats (14) gegenüberliegen, mit dieser Umfangfläche in engem Kontakt sind und sich zur rückwärtigen Fläche des Substrats (14) erstrecken, und

daß ein Leitungsdraht (12) für jede der Elektrodengruppen (6 - 10) von einer rückwärtigen Fläche des Substrats (14) durch eine durchgehende Öffnung oder eine Ausnehmung im Substrat (14) eingeführt ist.

2. Lichtquellen-Anzeigeröhre nach Anspruch 1, bei der die Kathoden (712 - 742) indirekt beheizte Kathoden sind, bei denen eine Nickelhülle mit einem Oxid beschichtet ist, oder direkt beheizte Kathoden sind, bei denen Wolfram mit einem Oxid beschichtet ist.

3. Lichtquellen-Anzeigeröhre nach Anspruch 1, bei der die rückwärtigen Elektroden (101 - 103) aus auf dem Substrat (14) gebildeten Schichten bestehen.

4. Lichtquellen-Anzeigeröhre nach Anspruch 1, bei der ein Getter (19) auf einer rückwärtigen Fläche des Substrats (14) so angeordnet ist, daß ein Getter-Film (21) auf der rückwärtigen Platte (3) gebildet wird.

5. Lichtquellen-Anzeigeröhre nach Anspruch 4, bei der der Getter (19) an der rückwärtigen Fläche des Substrats (14) mittels einer Befestigungsplatte (20) befestigt ist.

6. Lichtquellen-Anzeigeröhre nach Anspruch 1, bei der Leitungsdrähte (12) in einem Angrenzungsabschnitt von rückwärtiger Platte (3) und Seitenplatte (4) der Vakuumhülle (1) angeordnet sind und bei der Leitungsdrähte (12) innerhalb der Vakuumhülle (1) sich parallel zur Seitenplatte (4) nach oben erstrecken und bei der das Substrat (14) von den oberen Endabschnitten der Leitungsdrähte (12) im Abstand von der rückwärtigen Platte (3) gehaltert wird.

7. Lichtquellen-Anzeigeröhre nach Anspruch 6, bei der die kanalförmigen Gitter (81 - 84) auf dem Substrat (14) angebracht sind und sich der Umfangfläche des Substrats gegenüberliegende Seiten der Steuergitter (81 - 84) zur Rückseite des Substrats (14) erstrecken und die sich so erstreckenden Abschnitte von den oberen Endabschnitten der Leitungsdrähte (12) gehaltert werden.

8. Lichtquellen-Anzeigeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergitter (81 - 84)je aus einer Elektrodenplatte (23) mit kuppelförmigen Siebabschnitten (24) als Elektronendurchgangsabschnitte, die in im wesentlichen regelmäßigen Abständen im Ätz- oder Preßverfahren hergestellt wurden, und einem Abschirmkörper (25) mit U-förmigem Querschnitt und Öffnungen (26) bestehen, welcher Abschirmkörper mit den kuppelförmigen Siebabschnitten (24) zur Passung gebracht wird und zum Abdecken der Elektrodenplatte (23) im Tiefziehverfahren gefertigt wird.

9. Lichtquellen-Anzeigeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronendurchgangsöffnungen der Steuergitter (81, 84) im Umfangbereich der Vakuumhülle (1) gegenüber dem fluoreszierenden Schirm als Ganzes so abgeschrägt sind, daß hindurchgehende Elektronen in die Richtung des fluoreszierenden Schirms des Umfangabschnittes abgelenkt werden.

10. Lichtquellen-Anzeigeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungsanoden (27) als eine flache Schattenmaskenplatte ausgebildet sind, die vor dem fluoreszierenden Anzeigeelement (5) angeordnet ist, und daß die Beschleunigungsanoden eine Mehrzahl von Fensteröffnungen (28) zum Durchlassen von divergierenden Strahlen (11) aufweisen, die den fluoreszierenden Schirm anregen.