DE69009307T3

DE69009307T3 - Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm.

Info

Publication number: DE69009307T3
Application number: DE69009307T
Authority: DE
Inventors: Kinzo Ikoma-shi Nonomura; Satoshi 15 Hiragaki-cho Kyoto-shi Kitao; Ryuichi Katano-shi Murai; Jumpei Neyagawa-shi Hashiguchi; Kiyoshi Sakai-shi Hamada; Masayuki Katano-shi Takahashi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1990-06-16
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2010-06-17
Also published as: EP0405262B1; DE69009307D1; US5083058A; DE69009307T2; EP0405262A1; KR910001861A; KR930001850B1; EP0405262B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm, die Elektroden und eine Leuchtschicht aufweist. Die Erfindung kann z. B. in einem Fernsehempfänger oder einem Taschenrechner verwirklicht werden, es sei aber auch angemerkt, dass sie ebenso für andere Anwendungen nützlich ist.
Viele der in verschiedenen Ländern erteilten Patente erkennen die dringende Notwendigkeit zur Verwendung einer Abstützung innerhalb der luftleeren Anzeigevorrichtung mit flachen Bildschirmen an, damit die Anzeigevorrichtung dem Luftdruck Widerstand leistet.
Zum Beispiel sind die US-A-4145633 wie auch US-A-4341980, US-A4356427, US-A-4622492 und US-A-4900981 (korrespondiert mit der JP-A62-147635) typisch für ein solches System.
1, das die 1a und 1b enthält, zeigt die in US-A-4145633 offenbarte Abstützung. Bei diesem Patent sind eine Vielzahl von parallel im Abstand gehaltenen, im wesentlichen halbzylindrischen Verstärkungsrippen 132 aus einem steifen Material auf der Oberfläche der Frontplatte 131 angeordnet und durch die Phosphorplatte eingeschlossen. Jede der Verstärkungsrippen 132 passt in die Nut 134, die durch eine Metallstrebe 133 gebildet ist, um eine Seitenbewegung der Elektrode zu vermeiden. Ein der Nut 134 entgegengesetztes Ende einer jeden Teilstrebe 133 ist direkt in die Abstützung 136 aus isolierendem Material wie z. B. Glas durch ein entsprechendes Loch, das in der Lochmaske 135 festgelegt ist, zusammengedrückt. An der Phosphorplatte, der Metallstrebe 133 und der Lochmaske 135 ist die gleiche Spannung angelegt. Weil diese Platte eine Konstruktion aufweist, bei der ein Steuerelektrodenkontakt eine geringere Spannung hat als die Lochmaske 135, durch die die isolierende Abstützung 136 durchgeführt ist, ist es nicht möglich, eine gewünschte hohe Spannung an diese Platte wegen der Neigung, dass es zu einem Funkenüberschlag durch die Abstützung 136 kommt, anzulegen.
Weil diese Abstützung 136 darüber hinaus mit der Phosphorplatte über die Metallstreben 133 verbunden ist, kann, wenn nicht eine Elektrode existiert, die im wesentlichen die gleiche Spannung zwischen der Lochmaske und der Phosphorplatte hat, der Elektrodenstahl aus seiner beabsichtigten Flugbahn durch Einfluss der Spannung der Abstützung abgelenkt werden.
2 zeigt eine Abstützung, welche in US-A-4341980, JP 57-118355 und US-A-4356427 offenbart ist. Zwischen einer metallischen Rückenplatte 143 auf der fluoreszierenden Schicht 144 und einer dritten Elektrode 141 unter einer flachen Elektrode ist ein zylindrischer Isolator 142 als Abstützung angeordnet. US-A-4341980 und US-A-4356427 offenbaren besonders die Eigenschaften, welche für die Abstützung 142 nötig sind. Wenn diese Abstützung 142 aus einem bekannten Glasmaterial besteht, wird die Abstützung 142 eine isolierende Eigenschaft verlieren, weil die elektrische Eigenschaft sich mit der Zeit verringert. Daher schlägt dieses Patent die Verwendung von nicht alkalischem Glas als Material für die Abstützung vor. Wie auch immer ist die Verwendung von Glas aus einer solchen speziellen Zusammensetzung sehr nachteilig. Außerdem ist aus der Notwendigkeit, die Abstützung herzustellen, anzunehmen, dass eine stabartige Struktur mit der Verwendung von Glas aus einer speziellen Zusammensetzung die Kosten erhöht. Darüber hinaus ist es für die stabartige Abstützung unvermeidbar, dünner zu sein, weil der Abstand zwischen jedem benachbarten Pixel auf der fluoreszierenden Schicht vermindert ist. Dies wiederum beschränkt den Elektroden-Elektrodenabstand, aus der eine Verminderung der Durchschlagsspannungseigenschaft resultiert. Eine Ausführung der JP 57-118355 besitzt elektrisch leitende Abstandselemente.
3, das die 3a und 3b enthält, zeigt die in US-A-4622492 offenbarten Streben. Die Umhüllung der Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm ist aufgeteilt in eine Anzahl von Modulen durch eine Einrichtung aus Verstärkungstrennwänden 151. Diese Trennwände 151 aus elektrischem Nichtleiter weisen einen Ablenkungselektrodenabschnitt 152 auf und berühren den Anzeigenschirm 153. Diese Erfindung ist durch die Hülle gekennzeichnet, die eine V-förmige konkave Nut auf ihre oberen äußeren Oberfläche besitzt, um die Trennwände 151 im wesentlichen unsichtbar zu machen. Wie auch immer kann an den flachen Bildschirmen dieses Patents eine gewünschte Hochspannung aus den gleichen, wie in Verbindung mit US-A-4145633 erwähnten Gründen, nicht angelegt werden.
US-A-4622492 offenbart auch eine Ausführung eines Gasentladungsbildschirms. Dieser Gasentladungsbildschirm weist ein Problem darin auf, dass die Entladungsmöglichkeit wegen seiner Konstruktion, die Verstärkungstrennwände aus einem elektrischen Isolator aufweist, nicht stabil aufrecht gehalten werden kann.
4 zeigt die in US-A-4900981 offenbarte Abstützung. Diese Abstützung 161 enthält eine Stützplatte 162 und einen Stützstab 163, welcher einer fluoreszierenden Schicht 165 auf eine Vorderplatte 164 gegenübersteht. Weil an dem Stützstab 163 aus Metall das gleiche Spannungspotential als Hochspannung angelegt ist wie an die fluoreszierende Schicht 165, wird es dort nicht zu einem Funkenüberschlag kommen. Ein Funkenüberschlag tritt aber oftmals an den Ablenkungselektroden auf, die aus der Stützplatte 162 aus einem elektrischen Nichtleiter gebildet sind. Besonders zwischen den Elektroden, an welchen im wesentlichen die gleiche Spannung wie die an der fluoreszierenden Schicht 165 und dem benachbarten Elektroden angelegt ist, tritt ein bemerkenswerter Funkenüberschlag auf. Die japanische Patentanmeldung JP 63-6735 zeigt eine Anzeigevorrichtung, bei welcher eine erste und zweite Gruppe von Isolierelementen parallel zueinander positioniert und Elemente der ersten Gruppe rechtwinklig zu den Elementen der zweiten Gruppe angeordnet sind.
Bekannte großflächige Anzeigevorrichtungen mit flachem Bildschirm verwenden Abstützungen, die innerhalb des Bildschirms angeordnet sind, um den Bildschirm zu halten und davor zu schützen, dass er eine Implosion durch die Wirkung des Luftdrucks erfährt.
Es ist aber bei diesen Abstützungen aus einem Nichtleiter schwierig, eine ausreichende Durchschlagsspannungsfestigkeit aufrechtzuerhalten, wenn diese Abstützungen zwischen einer Elektrode wie eine fluoreszierende Schicht, an der Hochspannung anliegt, und einer Elektrode, die der fluoreszierenden Schicht entgegensteht, an welcher eine geringere Spannung als die Hochspannung angelegt ist, liegen. Es ist zu schwer, einen Isolator herzustellen, der einen ausreichenden Abstand zwischen jede Elektrode aufweist und einen nicht sichtbaren Defekt durch seinen eigenen Schatten an dem Bildschirm hervorruft.
Die vorliegende Erfindung ist mit einem Blick darauf entwickelt worden, im wesentlichen die obenerwähnten, den aus dem Stand der Technik bekannten Anzeigevorrichtungen mit flachem Bildschirm anhaftenden Probleme zu eliminieren und zielt darauf ab, eine verbesserte flache Bildschirmvorrichtung auszubilden, bei der Mittel vorgesehen sind, nicht nur eine mögliche Zerstörung der Leuchtschicht und der Elektroden, sondern auch der ganzen Vorrichtung zu vermeiden, welche andererseits durch Funkenüberschlag zwischen Teilen mit einer hohen Potentialdifferenz verursacht würde.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Anzeigevorrichtung mit einem flachen Bildschirm vorgeschlagen, die die Merkmale der Ansprüche 1, 10 und 23 aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind leitende Stützstreben, die auf wenigstens einer von zwei entgegengesetzten liegenden Flächen der Plattenteile liegen, ausgeführt, um im wesentlichen den elektrischen Funkenüberschlag zu eliminieren. Vorzugsweise ist jede leitende Stützstrebe aus Glasmaterial, um somit allgemein eine Kegelpunktform oder verstärkungsrippenartige Form zu bilden.
Diese und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden ohne weiteres verstanden aus der folgenden Beschreibung, die in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben sind, in welcher:
1a eine Teil-Schnittansicht eines Teils eines bekannten Bildschirms zeigt.
1b einen Teil der 1a, welcher durch den Kreis umringt ist, als eine Teil-Schnittansicht in einem vergrößerten Maßstab zeigt.
2 eine Teil-Schnittansicht eines Teils eines anderen bekannten Bildschirms zeigt.
3a eine perspektivische Ansicht mit einem weggelassenen Teil eines anderen bekannten Bildschirms zeigt.
3b eine Teil-Schnittansicht eines Teils in 3a, welches durch den Kreis umringt ist, zeigt.
4 eine Teil-Schnittansicht eines Teils eines weiteren bekannten Bildschirms zeigt.
5 eine Teil-Schnittsansicht einer Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 eine Teil-Schnittsansicht einer Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 im vergrößerten Maßstab eine Teil-Ansicht der Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm gemäß 6 zeigt.
8 eine Explosionsdarstellung der Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm gemäß 6 mit Stromquelle zeigt.
9 eine Teil-Schnittansicht einer weiteren modifizierten Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 eine perspektivische Ansicht, die modifizierten Zwischenelektroden aufweist, zeigt, welche in einer der zweiten und dritten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
11 eine Ansicht der modifizierten Zwischenelektroden gemäß 10 zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Gemäß 5 ist eine Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die eine Vorderplatte 1 aus transparentem Material wie Glas, eine Anode 3, die auf der Vorderplatte 1 liegt, und eine fluoreszierendes Teil 5, das auf der Anode 3 liegt, zeigt. Das fluoreszierende Teil 5 ist in Streifen über der Anode 3 ausgebildet. Die Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm hat weiter auch eine Rückenplatte 11 aus Glas und Seitenwände 13, die zwischen der Vorderplatte 1 und der Rückenplatte 11 und entlang des Umfanges der Vorder- und Rückenplatten liegen, um so ein luftleeres Gehäuse durch ein Abdichtteil 15 auszubilden, das an den Fugen zwischen der Frontplatte 1 und der Seitenwand 13 und auch zwischen der Rückenplatte 11 und Seitenwand 13 liegt.
Auf der Rückenplatte 11 sind eine Kathode 9 und eine Vielzahl von Streben S angeordnet. Die Kathode 9 ist durch eine aus Metall angefertigte Platte aus z. B. Wolfram, Molybdän, gebildet und wird als Feldemitter verwendet. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind die Streben S durch auf der Rückenplatte 11 bewirkten Siebdruck gebildet. Daher ist die Spitze einer jeden Strebe S, wie in 5 gezeigt, gerundet. Jede Strebe kann so ausgebildet sein, dass sie den Umriss einer Ringprojektion wie bei einer Fingerhutform oder einen Umriss einer verlängerten ovalen Projektion wie eine Form einer halbzylindrischen Verstärkungsrippe aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die äußere Oberfläche jeder Strebe mit einem Material SE zur Vermehrung der Sekundärelektronenausstrahlung, die eine Verstärkung des Elektronenstrahls bewirkt und ein helleres Bild auf der Anzeige erzielt. Das Sekundärelektronen ausstrahlende Material SE kann mittels Glas durch Siebdruck, der durch einfache Herstellungsschritte und geringe Herstellungskosten entsteht, ausgebildet werden. Die Höhe jeder Strebe S ist nahezu gleich der Höhe der Seitenwand 13. Das Gehäuseinnere, das durch die Vorder- und Rückenplatten 1 und 11 und Seitenwand 13 gebildet ist, ist luftleer gesaugt, so dass durch den Luftdruck die Vorder- und Rückenplatten 1 und 11 gegeneinander gedrückt werden, woraus sich ein Druckkontakt auf die Streben S gegen die Anode 3 ergibt.
Im Betrieb bei eingeschaltetem Strom strahlt jede Kathode 9 Elektronen gegen die Vorderanode 3 als Reaktion auf die darauf angelegte Spannung aus. Wenn die ausgestrahlten Elektronen auf der Anode 3 aufprallen, strahlt das fluoreszierende Teil Licht aus, so dass ein erleuchtetes Bild auf der Vorderplatte 1 erscheint, wenn von einer Vorderseite auf die Vorderplatte geschaut wird.
Die Streben S sind aus elektrisch leitendem Material wie Glas, das jedoch PbO als Hauptelement durch die Siebdrucktechnik enthält. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist jede Strebe S, insbesondere ihre Oberflächenschicht, eine solche elektrisch leitende Eigenschaft auf, dass der spezifische Widerstand zwischen 10⁶ bis 10¹⁰ Ω·cm liegt. Andere Materialien wie Pd-Verbindungen, Ag-Verbindungen, RuO₂-Verbindungen oder Pt-Verbindungen können zur Herstellung der Streben verwendet werden. Für RuO₂-Verbindungen können Pb₂Ru₂O₆ oder Bi₂Ru₂O, verwendet werden. Wenn die elektrische Spannung zwischen der Anode 3 und Kathode ansteigt, fließt ein kleiner Leckstrom, z. B. im Ganzen 1 MA, durch alle Streben. Daher wird die elektrische Spannung, die zwischen den Elektroden 3 und 9 angelegt ist, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten, so dass kein Funkenüberschlag zwischen den Elektroden 3 und 9 stattfindet.
Zweite Ausführungsform
Gemäß 6 weist eine Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm gemäß der zweiten Ausführungsform auf eine Frontplatte 1, auf welcher eine Anode 3 und ein fluoreszierendes Teil (nicht gezeigt) angeordnet sind, eine Rückenplatte 11, auf welcher eine Fadenkathodenstruktur 18 durch eine geeignete Federung und eine Seitenwand 13, die mit der Frontplatte 1 und der Rückenplatte 11 in luftdichter Weise verbunden ist, gehalten wird. Ein luftdichtes Gehäuse wird durch die Rückenplatte 11, die die Fadenkathode 18 als Elektronenstrahlquelle trägt, durch die Frontplatte 1 und Seitenwand 13 gebildet. Gemäß der zweiten in 6 gezeigten Ausführungsform weist die Vorderplatte 1 weiter Streben Sf und die Rückenplatte 11 weiter Streben SB auf, welche steif auf den entsprechenden Platten in einfacher wie in Verbindung mit 5 oben beschriebener Weise befestigt sind.
Die Streben Sf auf der Vorderplatte 1 liegen parallel zueinander mit einem vorbestimmten Abstand, der zwischen den Streben SB vorgesehen ist. Die Streben S auf der Rückenplatte 11 liegen ebenfalls parallel zueinander in einem zwischen den Streben SB vorgesehenen Abstand. Darüber hinaus liegen die Streben auf der Vorderplatte 1 und die Streben auf Rückenplatte 11 in einem rechtwinkligen Verhältnis zueinander.
In dem Gehäuse, insbesondere zwischen der Vorderplatte 1 und Rückenplatte ist eine Zwischenelektrodenstruktur 14 angeordnet, welche gemäß der zweiten Ausführungsform vier Strahl-Steuerschichten G1, G2, G3 und G4, welche übereinanderliegen, enthält.
Gemäß 7 weist die Strahl-Steuerschicht G3 eine Isolationsplatte P3 auf, die eine obere Fläche, die mit verlängerten Elektroden E3 versehen ist und eine untere Fläche hat, die mit verlängerten Elektroden E3' versehen ist, so dass die Elektroden E3 und E3' parallel und im entgegengesetzten Verhältnis zueinander liegen. Bei dieser Ausführungsform ist angenommen, dass die Richtung, in welcher die verlängerten Elektroden E3 und E3' liegen, mit der horizontalen Blick-Richtung, wie durch einen Fall H gezeigt, übereinstimmt und die senkrechte Richtung zur H-Richtung die vertikale Blickrichtung, wie durch Pfeil V gezeigt, ist.
Eine Vielzahl von Durchgangslöchern 35, die sich jeweils von einer Elektrode E3 durch P3 zur entgegengesetzten Elektrode E3' erstrecken, sind vorgesehen. Die Durchgangslöcher 35 sind entlang jeder Elektrode in einem bestimmten Abstand ausgerichtet. Daher sind die Durchgangslöcher 35 in zwei senkrechten Richtungen, z. B. der horizontalen Richtung und der vertikalen Richtung ausgerichtet. Darüber hinaus hat die Strahl-Steuerschicht G3 Streben S3, die befestigt sind auf der oberen Fläche der Isolationsplatte P3, die die Elektroden E3 durchzieht und in vertikaler Richtung mit einem bestimmten Abstand aber senkrecht zu den Elektroden E3, welche in horizontaler Richtung liegen, sich erstreckt. Die Streber S3 sind zwischen einer Linie, entlang der die Löcher vertikal ausgerichtet sind, und einer Linie, entlang der die angrenzenden Löcher vertikal ausgerichtet sind, angeordnet, so dass die Streben S3 nicht eines der Durchgangslöcher 35 bedecken.
In ähnlicher Weise hat die Strahl-Steuerschicht G3 Streben S3', die auf der unteren Fläche der Isolationsplatte P3 befestigt sind, Elektroden E3' und in vertikaler Richtung mit einem bestimmten Abstand ausgerichtet. Weil die Streben S3' in entgegengesetztem Verhältnis mit den Streben S3 angebracht sind, werden die Durchgangslöcher nicht durch die Streben S3' bedeckt. Daher liegen beide Streben S3 und S3' in vertikaler Richtung der Strahl-Steuerschicht G3.
Die weiteren Strahl-Steuerschichten G1, G2 und G4 sind in ähnlicher Weise wie die Strahl-Steuerschicht G3 ausgebildet.
Die Strahl-Steuerschicht G4 ist auf der Vorderplatte 1 so angeordnet, dass die Streben Sf, die auf der Vorderplatte 1 befestigt sind, mit Rücksicht darauf die Streben S4', die in der Strahl-Steuerschicht G4 ausgebildet sind, mit gerundeten Spitzen darauf in Kontakt miteinander hält, senkrecht auffängt.
In ähnlicher Weise ist die Strahl-Steuerschicht G3 auf der Strahl-Steuerschicht G4 so angeordnet, dass die Streben S4 der Schicht G4 , die Streben S3', die in der Steuer-Schicht G3 mit gerundeten Spitzen, die darauf in Kontakt miteinander gehalten werden, senkrecht auffängt.
Die Strahl-Steuerschicht G2 ist gleichfalls auf der Strahl-Steuerschicht G3 so angeordnet, dass die Streben S3 der Schicht G3 die Streben S2', die in der Strahl-Steuerschicht G2 angeordnet sind, mit gerundeten Spitzen darauf in Kontakt miteinander hält, senkrecht auffängt. Darüber hinaus ist die Strahl-Steuerschicht GI auf der Strahl-Steuerschicht G2 so angeordnet, dass die Streben S2 der Schicht G2 die Streben S1', die in der Strahl-Steuerschicht GI ausgebildet sind, mit gerundeten Spitzen darauf in Kontakt miteinander hält, senkrecht auffängt.
Schließlich ist die Strahl-Steuerschicht G1 unmittelbar unter der Rückenplatte 11 so angeordnet, dass die Streben SB, die auf der Rückenplatte 11 befestigt sind, mit Rücksicht darauf die Streben S1', die in der Strahl-Steuerschicht G1 ausgebildet sind, mit gerundeten Spitzen darauf in Kontakt miteinander hält, senkrecht auffängt. Das Gehäuseinnere, das durch die Vorder- und Rückenplatte 1 und 11 und Seitenwand 13 gebildet ist, ist leergesaugt, so dass durch den Luftdruck die Vorder- und Rückenplatten 1 und 11 gegeneinander gedrückt werden, was einen Druckkontakt auf die Streben, wie auch zwischen SB und S1, S1' und S2, S2' und S3 usw. bewirkt.
Wie in 8 gezeigt, ist ein Kathoden-Treiber 21 mit der Kathode 18 verbunden; die Rückenplattenspannungsquelle 23 ist mit einer auf der Rückenplatte 11 angeordneten Rückenplattenelektrode verbunden; eine G1-Spannungsquelle 25 ist mit den in der Strahl-Steuerschicht G1 angeordneten Elektroden verbunden; ein G2-Treiber 27 ist mit dem in der Strahl-Steuerschicht G2 angeordneten Elektroden verbunden; ein G3-Treiber 29 ist mit den in der Strahl-Steuerschicht G3 angeordneten Elektroden verbunden; eine G4-Spannungsquelle 31 ist mit den in der Strahl-Steuerschicht G4 angeordneten Elektroden verbunden; und eine Anodenspannungsquelle 33 ist mit der auf der Vorderplatte angeordneten Anode 3 verbunden. Darüber hinaus sind alle Schaltkreise 21, 23, 25, 27, 29, 31 und 33 mit einem Signalgenerator 19B verbunden, welcher wiederum mit einer Leistungsquelle 19a verbunden ist.
Im Betrieb, wenn die Spannung eingeschaltet ist, strahlt jede Fadenkathode 18 eine Vielzahl von verschiedenen Elektronenstrahlen in Rückwirkung auf die Spannung, die zwischen der Rückenplattenelektrode und der Zwischenelektrode G1 angelegt ist, aus. Die Elektronen werden über die Durchgangslöcher 35 übertragen. Die Elektronenstrahlen werden gesteuert durch Modulation der Elektrode G2, die eine Vielzahl von Streifenelektroden aufweist, die in vertikaler Richtung V, in der ein Anzeigesignal für jedes Pixel verwendet wird, liegen.
Darüber hinaus werden die Elektronenstrahlen durch die Schicht G3 in Zusammenarbeit mit dem Treiber 29 so gesteuert, dass an eine Elektrode einer Vielzahl von Elektroden in der Schicht G3, die in horizontaler Richtung H liegt, eine Spannung vom Treiber 29 angelegt wird, um so einen Elektronenstrahl zu ermöglichen, die Durchgangslöcher 35, die entlang einer Elektrode liegen, zu passieren und auch den Elektronenstrahl davon abzuhalten, durch andere Durchgangslöcher 35, die entlang der anderen Elektroden als die eine Elektrode ausgebildet sind, durchzutreten.
Danach werden die Elektronenstrahlen weiter durch die Schicht G4 gesteuert, so dass die Elektronenstrahlen auf einen passenden Lichtpunkt, der einen bestimmten Durchmesser innerhalb des fluoreszierenden Teiles aufweist, um ein Bild auf der Vorderplatte 1 zu erzeugen, konvergiert und fokussiert werden.
Es ist möglich, auch zu anderen, als die oben beschriebenen Schichten G1 bis G4 eine weitere Steuerschicht zur passenden Ablenkung der Elektronenstrahlen vorzusehen.
Weil die Streben SB, S1, S1', S2, S2', S3, S3', S4, S4' und SB aus elektrisch leitendem Material in derselben Weise wie oben in Verbindung mit 5 beschrieben sind, fließt ein schwacher Leckstrom durch die Streben. Daher wird die elektrische Spannung zwischen den Vorderelektroden, wie der Anode 3 und der Elektrode E4', innerhalb eines bestimmten Bereichs aufrechterhalten, so dass kein Funkenüberschlag zwischen den Elektroden 3 und E4' oder zwischen anderen Vorderelektroden stattfindet.
Darüber hinaus ist aber die beschriebene zweite Ausführungsform so, dass die Streben auf beiden Flächen einer jeden Strahl-Steuerschicht ausgebildet werden, um so einen genügenden Abstand zwischen den Schichten zu erreichen, aber auch so angeordnet werden können, dass die Streben nur auf einer Fläche einer jeden Strahl-Steuerschicht liegen können, wenn ein ausreichender Abstand durch Verwendung von Streben auf nur einer Fläche erreicht werden kann.
Dritte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 9 ist eine Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm gemäß einer dritten Ausführungsform gezeigt, bei der nur die Vorderplatte 1 und zwei Strahl-Steuerschichten G3 und G4 gezeigt sind, jedoch die Rückenplatte und die anderen Steuerschichten im Interesse einer verkürzten Darstellung weggelassen sind.
Bei dieser Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm insbesondere für eine farbige Anzeigevorrichtung ausgebildet, so dass die Vorderplatte 1 das fluoreszierende Teil aufweist, das durch abwechselnd erscheinende Schwarz- und Farbstreifen 5A und 5B gebildet ist und die Farbstreifen z. B. in der Reihenfolge rot, grün und blau variiert werden. Darüber hinaus ist eine Aluminiumlage so angeordnet, um beide Schwarz- und Farbstreifen 5B und 5A zu bedecken. Die Schwarzstreifen 5B können durch Verwendung von Graphit hergestellt werden. Anstatt der verlängerten Streben Sf, sind eine Vielzahl von einzelnen Streben SSf in vertikaler Richtung entlang und über den Schwarzstreifen ausgerichtet, so dass die Farbstreifen 5A durch eine der Streben nicht behindert werden. Darüber hinaus sind die in der Strahl-Steuerschicht G4 angeordneten verlängerten Streben S4' durch getrennte Streben SSC ersetzt.
Jede Strebe ist aus Glaspulver, das größtenteils PbO enthält, mit dem Siebdruckverfahren hergestellt. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform hat die getrennte Strebe eine solche Größe, dass ihre Breite, Länge und Höhe ungefähr entsprechend 100 μm, 300 μm und 100 μm sind. In diesem Fall ist die Strebenbreite nahezu gleich der Breite des Schwarzstreifens 5B.
Um eine getrennte Strebe auszubilden, die eine wie obenerwähnte Größe aufweist, ist ein fünf- bis zehnmaliges Wiederholen des Siebdrucks nötig. Nach jedem Siebdruckdurchgang wird ein Trockenverfahren durchgeführt. Danach werden am Ende des Siebdrucks die abgelagerten Streben bei ungefähr 450 Celsius gesintert und dann unter einer Wasserstoffatmosphäre weitergesintert bei ungefähr 300–550 Celsius. Die erhaltenen Streben haben eine solche elektrische Leitercharakteristik, dass der spezifische Widerstand der Strebe zwischen 10⁶ bis 10¹⁰ Ω·cm liegt.
Die leitende Oberflächenschicht der Strebe ist also als Sekundärelektronenemissionsquelle wirksam. Einige andere Verbindungen wie Pd-AG-Verbindungen, RuO₂-Verbindungen oder Pt-Verbindungen sind ebenfalls zur Herstellung der Streben, die eine leitende Oberfläche durch Siebdruck aufweisen, verwendbar.
Zusätzlich kann eine Ablagerung von Sekundärelektronen ausstrahlendem Material, wie z. B. MgO, auf der Oberfläche der gesinterten Strebe aufgetragen werden, was den Vorteil zur Folge hat, dass der Elektronenstrahlstrom schließlich verstärkt wird, um die Helligkeit eines Bildes auf dem Bildschirm zu vergrößern.
Gemäß der in 9 gezeigten Ausführungsform sind nur die Streben SSf auf der Vorderplatte 1 und die Streben SS4' auf der unteren Fläche der Strahl-Steuerschicht G4 gezeigt, es ist jedoch für den Fachmann offenkundig, dass die einfachen Streben auch auf den anderen Flächen befestigt werden.
Es ist möglich, jede Strebe in ihrer Länge zu verkürzen, so dass jede Strebe eine fingerhutähnliche Form hat. Darüber hinaus kann eine Vielzahl von fingerhutförmigen Streben vertikal und horizontal ausgerichtet werden, oder sie werden alternativ durch Zufall vorgesehen.
Im Betrieb werden die Elektronenstrahlen 37 durch Öffnungen 35 der Schichten G3 und G4 geführt und treffen auf das fluoreszierende Element 5A. Die Spannung, die an jede Elektrode in der Schicht G3 angelegt ist, ist nahezu weniger als 500 V, an jeder Elektrode in der Schicht G4 nahezu 1 bis 2 kV und an jeder dünnen Lage aus Aluminiumschicht nahezu 3 bis 5 kV.
Es ist möglich Streben S so auszubilden, dass sie eine scharfe Spitze durch den Siebdruck und das Sinterverfahren aufweisen. Die Streben S mit einer scharten Spitze, die in horizontaler und vertikaler Richtungen ausgerichtet sind, werden mit einem Lichtpunktkontakt versehen, was einen geringeren elektrischen Stromfluss bewirkt, wodurch der Stromverbrauch der Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm minimiert wird.
Es ist für den Fachmann augenscheinlich, dass die vorliegende Erfindung eine Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm erreicht, der der hohen Spannung zwischen den Elektroden ohne Funkenüberschlag widerstehen kann.
Wenn einmal ein Funkenüberschlag zwischen der fluoreszierenden Schicht und der Strahl-Steuerschicht auftritt, wird der dünne Graphitfilm, der die schwarze Linie 5B oder das fluoreszierende Element 5A festlegt, diffundiert, was in einer unwiederbringlichen Zerstörung der Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm resultiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert der Strom durch die Streben die Möglichkeit der Funkenüberschlagerzeugung, weil die fluoreszierende Schicht und die Strahlsteuerschicht einen Lichtpunktkontakt haben, wenn einer über dem anderen plaziert ist. Darüber hinaus kann der Energieverbrauch der Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm minimiert werden, weil der Stromfluss durch die Streben relativ gering ist.
Außerdem werden die Streben auf der Strahl-Steuerschicht G4 nicht direkt in Kontakt mit der fluoreszierenden Schicht gehalten, weil die Streben, die auf der fluoreszierenden Schicht ausgebildet sind, in Kontakt mit den Streben, die auf der Strahl-Steuerschicht G4 ausgebildet sind, gehalten sind. Dadurch wird die Anzeigequalität nicht verschlechtert.
Weil die Streben auf dem nichtleuchtenden Teil der fluoreszierenden Schicht ausgebildet sind, sind alle Anzeigepixel, die ursprünglich auf der fluoreszierenden Schicht ausgebildet sind, für den Betrieb einsatzbereit.
Unter Bezugnahme auf 10 ist eine modifizierte Strahl-Steuerschicht G' gezeigt. Gemäß dieser Modifikation hat die Strahl-Steuerschicht G' anstatt Durchgangslöcher 35 eine Vielzahl von Schlitzen 35', die parallel zueinander liegen. Streben S werden auf den Strahl-Steuerschicht-Teilen zwischen den Schlitzen vorgesehen. Mit dieser Modifikation kann die Ausrichtung der Strahl-Steuerschicht G' mit mehr Unabhängigkeit, insbesondere von der Schlitz erstreckenden Richtung, ausgeführt werden. Daher reduziert diese Konstruktion die Präzisionsanforderung zum Lokalisieren der Strahl-Steuerschichten.
Unter Bezugnahme auf 11 ist eine andere modifizierte Strahl-Steuerschicht G2'' gezeigt. Die Strahl-Steuerschicht G2'' ist durch eine Maschenplatte ausgebildet, um so die für die Strahl-Steuerschicht G2' benötigte Positionierungspräzision zu reduzieren. Wenn ein Masche, die genügend feine Löcher, verglichen mit dem Abstand der Streben, hat, verwendet wird, kann die Präzisionsanforderung zum Positionieren der Strahl-Steuerschicht G2'' reduziert werden.
Außerdem kann die gemaschte Strahl-Steuerschicht G2' die Differenz, die verursacht wird durch zwischen der Strahl-Steuerschicht G2' und Streben S auftretender thermischer Ausdehnung, die dem Einfluss auf die Anzeigequalität zuwider abnimmt, aufnehmen.

Claims

Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm, mit: einer Frontplatte (1) aus transparentem Material; einer parallel zu der Frontplatte (1) angeordneten Rückenplatte (11); einem Wandteil (13), das sich zwischen der Frontplatte (1) und der Rückenplatte (11) entlang deren Umfanges erstreckt, um ein luftdichtes Gehäuse zu bilden; einer an einer inneren Oberfläche der Frontplatte (1) vorgesehenen Anode (3); einer in Verbindung mit der Anode (3) vorgesehenen fluoreszierenden Schicht 5); einer in Verbindung mit einer inneren Oberfläche der Rückenplatte (11) vorgesehenen Kathode (9); und mehreren Streben (S), die fest zwischen der Rückenplatte (11) und der Frontplatte (1) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (S) aus elektrisch leitendem Material mit einem vorbestimmten spezifischen Widerstand bestehen und die Anode (3) und Katode (9) elektrisch verbinden, wodurch eine zwischen der Anode (3) und der Kathode (9) gesammelte elektrische Ladung durch einen durch die Streben (S) fließenden Leckstrom entladen wird.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 1, bei welcher jede der Streben (S) einen spezifischen Widerstand von 10⁶ bis 10¹⁰ Ω· cm aufweist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 1, bei welcher jede der Streben (S) in einer Form ausgebildet ist, die einem Fingerhut mit einer scharfen Spitze ähnlich ist, um so einen punktförmigen Kontakt mit der Anode (3) herzustellen.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 1, bei welcher die Streben (S) durch den Prozess des Siebdruckens auf der Rückenplatte (11) ausgebildet sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 1, bei welcher die fluoreszierende Schicht (5) alternierend auftretende, Licht emittierende Streifen (5A) und nicht-emittierende Streifen (5B) aufweist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 5, bei welcher die Streben in Kontakt mit den nicht-emittierenden Streifen gehalten sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 1, bei welcher die Streben (S) aus elektrisch leitendem Material bestehen, wie z. B. (1.) Glas mit PbO als Hauptelement, (2.) Pd-Zusammensetzungen, (3.) Ag-Zusammensetzungen, (4.) RuO₂-Zusammensetzungen oder (5.) Pt-Zusammensetzungen.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 1, bei welcher die Strebe (S) eine äußere Oberfläche aufweist, die mit Sekundärelektronen emittierendem Material bedeckt ist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 8, bei welcher das Sekundärelektronen emittierende Material ein Glas ist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm, mit: einer Frontplatte (1) aus transparentem Material; einer parallel zu der Frontplatte (1) angeordneten Rückenplatte (11); einem Wandteil (13), das sich zwischen der Frontplatte (1) und der Rückenplatte (11) entlang deren Umfanges erstreckt, um ein luftdichtes Gehäuse zu bilden; einer zwischen der Frontplatte (1) und der Rückenplatte (11) eingesetzten Strahl-Steuerschicht (G); einer an einer inneren Oberfläche der Frontplatte (1) vorgesehenen Anode (3); einer in Verbindung mit der Anode (3) vorgesehenen fluoreszierenden Schicht (5); einer in Verbindung mit einer inneren Oberfläche der Rückenplatte (11) vorgesehenen Kathode (9); und mehreren Streben (S4', Sf), die fest zwischen der Strahl-Steuerschicht (G) und der Frontplatte (1) gehalten sind, wobei die Streben (S4', Sf) auf der Strahl-Steuerschicht (G) vorgesehene erste Streben (S4') aufweisen, die sich parallel zueinander in einer ersten Richtung erstrecken, wobei die ersten Streben (S4') elektrisch leitend sind; dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Streben (Sf'), die benachbart zur Frontplatte (1) angeordnet sind, an der Frontplatte (1) starr befestigt sind und dass die Streben außerdem an der Frontplatte (1) vorgesehene zweite Streben (Sf) aufweisen, die sich parallel zueinander in einer zweiten Richtung und rechtwinklig zur ersten Richtung erstrecken, so dass die Streben (S4', Sf) über Kreuz miteinander in Kontakt gehalten sind, wobei die mehreren Streben (S4', Sf) aus elektrisch leitendem Material bestehen, wodurch eine zwischen der Anode (3) und der Strahl-Steuerschicht (G) gesammelte elektrische Ladung durch einen Leckstrom durch die Streben (S) entladen wird.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 10, bei welcher die Streben getrennt sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 11, mit mehreren Streben (SB, S1) aus elektrisch leitendem Material, die fest zwischen der Rückenplatte (11) und der Strahl-Steuerschicht (G) gehalten sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 12, bei welcher die Streben (SB, S1) dritte Streben (SB), die auf der Rückenplatte (11) vorgesehen sind, parallel zueinander in einer ersten Richtung und in einer vorgegebenen Teilung voneinander beabstandet verlaufen, und vierte Streben (S1) umfassen, die auf der Strahl-Steuerschicht (G) vorgesehen sind, parallel zueinander in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung, und in einer vorgegebenen Teilung voneinander beabstandet verlaufen, so dass die Streben (SB, S1) über Kreuz miteinander an ihren Spitzen Kontakt halten.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 13, bei welcher die Streben getrennt sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 10, bei welcher die Streben (S4', Sf) einen spezifischen Widerstand von 10⁶ bis 10¹⁰ Ω·cm haben.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 10, bei welcher die Streben (S4, Sf) durch den Prozess des Siebdruckes auf der Frontplatte (1) ausgebildet sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 10, bei welcher die Streben (SB, SI) durch den Prozess des Siebdruckens auf der Rückenplatte (11) ausgebildet sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 10, bei welcher die fluoreszierende Schicht (5) alternierend auftretende Licht, emittierende Streifen (5A) und nicht-emittierende Streifen (5B) aufweist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 18, bei welcher die Streben in Kontakt mit den nicht-emittierenden Streifen gehalten sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 10, bei welcher die Streben (Sf, S4') aus elektrisch leitendem Material bestehen, wie z. B. (1.) Glas mit PbO als Hauptelement, (2.) Pd-Zusammensetzungen, (3.) Ag-Zusammensetzungen, (4.) RuO₂-Zusammensetzungen oder (5.) Pt-Zusammensetzungen.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 10, bei welcher die Strebe (Sf, S4') eine mit einem Sekundärelektronen emittierenden Material bedeckte äußere Oberfläche aufweist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 21, bei welcher das Sekundärelektronen emittierende Material ein Glas ist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm, mit: einer Frontplatte (1) aus transparentem Material; einer parallel zu der Frontplatte (1) angeordneten Rückenplatte (11); einem Wandteil (13), das sich zwischen der Frontplatte (1) und der Rückenplatte (11) entlang deren Umfanges erstreckt, um ein luftdichtes Gehäuse zu bilden; ersten und zweiten Strahl-Steuerschichten (G1, G2), die übereinander angeordnet und zwischen der Frontplatte (1) und der Rückenplatte (11) eingesetzt sind; einer auf einer inneren Oberfläche der Frontplatte (1) vorgesehenen Anode (3); einer in Verbindung mit der Anode (3) vorgesehenen fluoreszierenden Schicht (5); einer in Verbindung mit der Rückenplatte (11) vorgesehenen Kathode (9); und mehreren Streben (S1', S2) aus elektrisch leitendem Material, die fest zwischen den ersten und zweiten Strahl-Steuerschichten (G1, G2) gehalten sind, wodurch eine zwischen den ersten und zweiten Strahl-Steuerschichten (G) gesammelte elektrische Ladung durch einen durch die Streben (S1', S2) fließenden Leckstrom entladen wird; wobei die Streben (S1', S2) auf der ersten Strahl-Steuerschicht (G1) vorgesehene fünfte Streben (S1') aufweisen, die sich parallel zueinander in einer ersten Richtung erstrecken; dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (S1', S2) auf der zweiten Strahl-Steuerschicht (G2) vorgesehene sechste Streben (S2) aufweisen, die sich parallel zueinander in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken, so dass die Streben (S1', S2) über Kreuz miteinander in Kontakt gehalten werden.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 23, bei welcher die Streben getrennt sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 23, bei welcher jede der Streben (S1', S2) einen Widerstand von 10⁶ bis 10¹⁰ Ω aufweist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 23, bei welcher die Streben (S1', S2) durch den Prozess des Siebdruckens auf mindestens einem der ersten und zweiten Steuerschichten (G1, G2) ausgebildet sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 23, bei welcher die fluoreszierende Schicht (5) abwechselnd auftretende Licht emittierende Streifen (5A) und nicht-emittierende Streifen (5B) aufweist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 27, bei welcher die Streben in Kontakt mit den nicht-emittierenden Streifen gehalten sind.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 23, bei welcher die Streben (S1', S2) aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, wie z. B. (1.) Glas mit PbO als Hauptelement, (2.) Pd-Zusammensetzungen, (3.) Ag-Zusammensetzungen, (4.) RuO₂-Zusammensetzungen oder (5.) Pt-Zusammensetzungen.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 23, bei welcher die Strebe (S1', S2) eine mit einem Sekundärelektronen emittierenden Material bedeckte äußere Oberfläche aufweist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 30, bei welcher das Sekundärelektronen emittierende Material ein Glas ist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 23, bei welcher mindestens eine der ersten und zweiten Strahl-Steuerschichten (G') von einer Platte mit einer Mehrzahl von Schlitzen (35') gebildet ist.
Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm nach Anspruch 23, bei welcher wenigstens eine der ersten und zweiten Strahl-Steuerschichten (G'') von einer maschenartigen Platte gebildet ist.