DE69430568T3

DE69430568T3 - Flacher bildschirm mit innerer tragstruktur

Info

Publication number: DE69430568T3
Application number: DE69430568T
Authority: DE
Inventors: S. Theodore FAHLEN; M. Robert DUBOC; J. Christopher CURTIN; J. Christopher SPINDT; A. Paul LOVOI; S. Ronald NOWICKI; L. David MORRIS; P. Anthony SCHMID
Original assignee: Candescent Intellectual Property Services Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-02-01
Filing date: 1994-02-01
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2014-02-02
Also published as: WO1994018694A1; EP0683920B2; DE69430568D1; JPH08508846A; DE69430568T2; AU6163494A; EP0683920A4; EP0683920B1; EP0683920A1; JP3595336B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Flachbildschirmeinrichtungen, wie beispielsweise Flachkathoden-Strahlröhren (CRT)-Bildschirme. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Techniken, welche bei der Herstellung von Flachbildschirmeinrichtungen verwendet werden.
Das US-Patent 4 451 759 umfasst einen CRT-Flachbildschirm, in dem eine Gruppe von Abstandshaltern zwischen zwei Glasplatten angeordnet ist. Jeder Abstandshalter besteht aus: (a) einem Hohlzylinder, der mit einer der Platten einteilig ausgebildet ist und von der Innenfläche einer der Platten vorsteht; und (b) aus einem zylindrischen Stift, der einteilig mit der anderen Platte ausgebildet ist und von der Innenfläche der anderen Platte vorsteht. Die Stifte sind jeweils in die Hohlzylinder zum Bilden von Abstandshaltern eingesetzt. Das US-Patent 4 451 759 beschreibt die Tatsache, dass eine Widerstandsbeschichtung auf wenigstens einem der Stifte und wenigstens einem der Zylinder ausgebildet werden kann.
Die europäische Patentveröffentlichung EP 523 702 A1 umfaßt einen CRT-Flachbildschirm, in dem eine Frontplatte und eine Rückplatte durch mindestens eine Abstandshalterwand voneinander getrennt sind, welche zum Verhindern einer Elektrisierung (Aufladung) der äußeren Wandflächen ausgebildet ist. Jede Abstandshalterwand besteht typischerweise aus einer Hauptglaswand und einem elektrisch leitfähigen Film, der über beide Seitenflächen der Hauptwand angeordnet ist, um so die Rückplatte oder das elektrisch leitfähige Material, das über der Rückplatte angeordnet ist, zu berühren. In einigen Ausfüh rungsbeispielen erstreckt sich der elektrisch leitfähige Film jeder Abstandshalterwand über die Endflächen der Hauptwand nahe der Rückplatte. Der elektrisch leitfähige Film jedes Abstandshalters ist mit einem elektrischen Potential versehen, das nicht größer ist als das Potential, welches an die elektronen-emittierenden Elemente angelegt ist, welche über der Rückplatte ausgebildet sind. Die europäische Patentanmeldung EP 0,580,244A offenbart eine Flachbildschirm-Bildanzeige-vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Mehrere Versuche wurden in den zurückliegenden Jahren unternommen, einen CRT-Flachbildschirm (auch bekannt als "Flachbildschirmanzeige") zu konstruieren, um den herkömmlichen Ablenkstrahl-CRT-Bildschirm zu ersetzen, um einen leichteren und weniger sperrigen Bildschirm zu schaffen. Zusätzlich zu CRT-Flachbildschirmen wurden andere Flachbildschirme, wie beispielsweise Plasmabildschirme, entwickelt.
In Flachbildschirmen bilden eine Frontplatte, eine Rückplatte und Verbindungswände um den Umfang der Frontplatte und der Rückplatte herum eine Umhüllung. In einigen Flachbildschirmen ist die Umhüllung unter einem Vakuumdruck, beispielsweise in CRT-Flachbildschirmen unter einem Druck von ungefähr 133,32 x 10^-7 kg/m·s² (ca. 1·10^-7 Torr) gehalten. Die Innenfläche der Frontplatte ist mit licht-emittierenden Elementen, wie beispielsweise Phosphor oder Phosphormustern, welche den aktiven Bereich des Bildschirms definieren, beschichtet. Die lichtemittierenden Elemente werden angeregt, um Licht zu emittieren, beispielsweise werden Kathodenelemente, die nahe der Rückplatte angeordnet sind, für ein Aussenden von Elektronen angeregt, welche in Richtung des Phosphors auf der Frontplatte beschleunigt werden, wodurch das Phosphor Licht emittiert, welches von einem Zuseher an der Außenfläche der Frontplatte (der "Sichtfläche") sichtbar ist.
Beim Anzeigebetrieb werden die elektronen-emittierenden Elemente ausgewählt angeregt, damit bestimmte Elemente Elektronen emittieren, welche sich in Richtung des Phosphors auf der Frontplatte bewegen. Dieses Phosphor emittiert, während es von den aufprallenden Elektronen getroffen wird, Licht, welches auf der Außenfläche der Frontplatte sichtbar ist.
In unter Vakuumdruck stehenden Flachbildschirmen wird eine Kraft auf die Wände des Flachbildschirms aufgrund des unterschiedlichen Drucks zwischen dem inneren Vakuumdruck und dem äußeren atmosphärischen Druck ausgeübt, welche, falls ihr nicht entgegengewirkt wird, den Flachbildschirm zerstören kann. In rechtwinkligen Bildschirmen, welche eine größere Diagonale als ungefähr 0,0254 m (1 Inch) (die Diagonale ist der Abstand zwischen gegenüberliegenden Ecken des aktiven Bereiches) besitzen, sind die Frontplatte und die Rückplatte besonders anfällig für diese Art von mechanischen Fehlern aufgrund ihres hohen Flächenverhältnisses. In diesem Fall ist das "Flächenverhältnis" definiert als entweder die Breite, d. h. der Abstand zwischen den Innenflächen gegenüberliegender Verbindungswände, oder die Höhe, d. h. der Abstand zwischen der Innenfläche der Frontplatte und der Innenfläche der Rückplatte, geteilt durch die Dicke. Die Frontplatte und die Rückplatte eines Flachbildschirms können ebenfalls aufgrund externer Kräfte kaputtgehen, welche von von dem Flachbildschirm erlittenen Aufschlägen resultieren.
Abstandshalter wurden für eine innere Stütze der Frontplatte und/oder der Rückplatte verwendet. Bisherige Abstandshalter wurden als Wände oder Stützen ausgebildet, welche zwischen den Pixeln (Phosphorbereiche, welche das kleinste individuelle Bildelement des Bildschirms darstellen) in dem aktiven Bereich des Bildschirms angeordnet sind.
Das Vorhandensein der Abstandshalter kann den Fluß der Elektronen in Richtung der Frontplatte in der Nähe des Abstandshalters nachteilig beeinflussen. Beispielsweise können Streuelektronen die Oberfläche des Abstandshalters elektrostatisch aufladen, wodurch die Spannungsverteilung nahe des Abstandshalters von der gewünschten Verteilung abgeändert wird und in einer Verzerrung des Elektronenflusses resultiert, wodurch Verzerrungen in dem durch den Bildschirm hergestellten Bild verursacht werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, umfaßt eine Flachbildschirmeinrichtung einen Abstandshalter zum Liefern einer inneren Stütze der Einrichtung. Insbesondere verhindert der Abstandshalter bei Einrichtungen, welche mit einem inneren Vakuumdruck betrieben werden, die Einrichtung vor einem Zusammenbruch aufgrund von Spannungen, welche von dem unterschiedlichen Druck zwischen dem inneren Vakuumdruck (d. h. irgendein Druck der geringer ist als der atmosphärische Druck) und dem äußeren atmosphärischen Druck herrühren. Der Abstandshalter unterstützt auch innerlich die Einrichtung gegen Drücke, welche von externen auftreffenden Kräften herrühren. Zusätzlich werden die Oberflächen des Abstandshalters in der Umhüllung für ein Verhindern oder Minimieren eines Ladungsaufbaus auf den Abstandshalterflächen behandelt. Folglich wirkt sich das Vorhandensein des Abstandshalters nicht nachteilig auf den Fluss der Elektronen nahe des Abstandshalters aus, so dass das durch die Einrichtung erzeugte Bild nicht gestört wird.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Beschichtung auf den Abstandshalteroberflächen gebildet, wobei die Beschichtung aus einem Material mit einer sekundären Emissionsrate δ kleiner als 4 und einem Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/besteht. Die Beschichtung ist aus einer Gruppe von Chromoxid, Kupferoxid, Karbon, Titanoxid und Vanadiumoxid ausgewählt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine erste Beschichtung auf den Abstandshalterflächen gebildet. Eine zweite Beschichtung ist über der ersten Beschichtung gebildet. Die erste Beschichtung besteht aus einem Material mit einem Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohn/. Die zweite Beschichtung besteht aus einem Material mit einer sekundären Emissionsrate δ kleiner als 4.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Abstandshalterflächen zuerst zum Herstellen eines Flächenwiderstandes zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/oberflächendotiert. Danach wird eine Beschichtung über den dotierten Abstandshalterflächen gebildet, wobei die Beschichtung ein Material mit einer sekundären Emissionsrate δ kleiner als 4 aufweist. Die Beschichtung ist aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus Chromoxid, Kupferoxid, Karbon, Titanoxid und Vanadiumoxid ausgewählt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Abstandshalterflächen zum Herstellen eines Flächenwiderstandes zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/oberflächendotiert.
Der Abstandshalter kann beispielsweise aus Keramik hergestellt sein und als Abstandshalterwand, Abstandshalterstruktur oder als irgendeine Kombination aus Abstandshalterwand, Abstandshalterwände und Abstandshalterstrukturen ausgebildet sein. Die Flachbildschirmeinrichtung weist ferner einen Mechanismus zum Emittieren von Licht auf. Die Flachbildschirmeinrichtung kann eine Feldemitterkathode oder eine thermionische Kathode aufweisen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind ein oder mehrere Elektroden auf den behandelten Abstandshalterflächen gebildet. Beispielsweise kann eine Elektrode nahe einer Grenzfläche des Abstandshalters und der Rückplatte gebildet sein, wobei die Spannung der Elektrode zum Erreichen einer gewünschten Spannungsverteilung in der Nähe der Grenzfläche gesteuert wird, wodurch der Fluß der Elektronen wie gewünscht für eine Korrektur aufgrund von Fehlstellen in der Oberflächenbehandlung oder aufgrund der Fehlausrichtung des Abstandshalters abgelenkt werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann diese Elektrode mit einem schlangenlinienförmigen Weg bezüglich einer Innenfläche der Rückplatte gebildet sein, um eine gewünschte Spannungsverteilung zu erzielen.
Ein Spannungsteiler legt die Spannung jeder Elektrode fest. In einem Ausführungsbeispiel ist der Spannungsteiler eine Widerstandsbeschichtung, die auf den Abstandshalterflächen gebildet ist. Der Flächenwiderstand der Beschichtung muß zum Erzielen genauer Spannungen an den Elektroden fein gesteuert werden.
In der Flachbildschirmeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Streifen aus einem elektrisch leitfähigen Material (Kantenmetallisierung) auf einer Endfläche des Abstandshalters nahe der Rückplatte gebildet und ist in engem Kontakt mit der gesamten Länge des Abstandshalters. Falls eine Widerstandsbeschichtung auf den Abstandshalterflächen gebildet ist, ist die Kantenmetallisierung elektrisch mit der Widerstandsbeschichtung verbunden. In diesem Fall sind die Kantenmetallisierung und die Widerstandsbeschichtung derart gebildet, daß eine Grenzfläche zwischen der Kantenmetallisierung und der Widerstandsbeschichtung in einem konstanten Abstand von der Innenfläche der Rückplatte vorgesehen ist. In ähnlicher Weise ist die Kantenmetallisierung zwischen einer Kantenfläche des Abstandshalters und der Rückplatte zum Festlegen einer guten elektrischen Verbindung zwischen der Frontplatte und dem Abstandshalter gebildet.
In einem Verfahren, wie es im Anspruch 21 definiert ist, gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Flachbildschirmeinrichtung durch Befestigung eines Abstandshalters zwischen eine Rückplatte und eine Frontplatte; Behandeln von Flächen des Abstandshalters zum Verhindern oder Minimieren eines Ladungsaufbaus auf den Abstandshalterflächen; Beschichten einer Kantenfläche des Abstandshalters mit einer Kantenmetallisierung derart, daß die Kantenmetallisierung eine elektrische Verbindung zwischen dem Abstandshalter und der Rückplatte bildet; und durch Abdichten der Rückplatte und der Frontplatte miteinander, um den Abstandshalter in einer Umhüllung zu ummanteln zusammengebaut. Die Oberflächen können durch Bilden einer Widerstandsbeschichtung oder -beschichtungen, durch Oberflächendotierung, durch Oberflächendotierung und Bildung einer Widerstandsbeschichtung oder -beschichtungen, oder durch Brennen zum Reduzieren der Oberfläche behandelt werden.
In den Figuren zeigen:
1A eine detaillierte perspektivische Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Flachbildschirms;
1B und 1C Draufsichten auf Innenteile des Bildschirms in 1A, jeweils aus Sicht der Positionen und in Richtung der Pfeile C und D;
1D eine Querschnittsseitenansicht des gesamten CRT-Flachbildschirms in 1A;
2 eine vereinfachte Querschnittsansicht, welche einen Flachbildschirm mit Abstandshalterwänden und einer Abstandshalterstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
3A und 3B vereinfachte Querschnittsansichten eines Flachbildschirms gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welche eine auf den Flächen der Abstandshalterwände gebildete Beschichtung illustrieren. 3A ist eine Querschnittsansicht entlang der Ebene 9B-9B in 3B, und 3B ist eine Querschnittsansicht entlang der Ebene 9A–9A in 3A;
4 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Spannung von dem Abstand eines Feldemitters in einer Richtung senkrecht zu einer Ba sisplatte, auf der der Feldemitter angeordnet ist;
5 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der sekundären Emissionsrate von der Spannung, welche die Charakteristiken zweier Materialien darstellt;
6A bis 6D Querschnittsansichten, welche die Grenzfläche zwischen einer Abstandshalterwand, einer Metallisierung und fokussierender Rippen der Rückplatte gemäß mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellen.
Die gleichen Bezugszeichen werden in den Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen zur Beschreibung gleicher oder funktionsgleicher Komponenten verwendet.
In der nachfolgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bezüglich eines Flachkathoden-Strahlröhren-(CRT)-Bildschirms beschrieben. Es ist zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere Flachbildschirme, wie beispielsweise Plasmabildschirme oder vakuumfluoreszierende Bildschirme anwendbar ist. Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht begrenzt auf den Gebrauch mit Bildschirmen, sondern kann mit anderen Flachbildschirmeinrichtungen verwendet werden, welche für andere Zwecke, beispielsweise für eine optische Signalerzeugung, eine optische Adressierung für einen Gebrauch zur Steuerung anderer Einrichtungen, wie beispielsweise von Phasenfeld-Radareinrichtungen, oder zum Scannen von Bildern für eine Reproduzierung auf ein anderes Medium, wie beispielsweise in Kopierern oder Printern verwendet werden. Zusätzlich kann die Erfindung auch Flachbildschirmeinrichtungen mit nicht rechteckigen Bildschirmformen, beispielsweise runden und irregulären Bildschirmformen, wie sie beispielsweise in einer Kraftfahrzeuganzeigetafel oder einer Flugzeugsteuerungstafel verwendet werden können.
Hierbei ist ein Flachbildschirm ein Bildschirm, in dem die Frontplatte und die Rückplatte im wesentlichen parallel zueinander sind und die Dicke des Displays klein verglichen zur Dicke eines herkömmlichen CRT-Bildschirms mit abgelenktem Strahl ist, wobei die Dicke des Bildschirms in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Frontplatte und Rückplatte gemessen wird. Obwohl es nicht notwendig ist, ist die Dicke eines Flachbildschirms typischerweise kleiner als 2 Inches (5,08 cm). Oft ist die Dicke eines Flachbildschirms im wesentlichen kleiner als 2 Inches (5,08 cm), beispielsweise 0,25 bis 1,0 Inches (0,64 – 2,54 cm).
Hierbei wird der Begriff "Abstandshalter" zur allgemeinen Beschreibung einer Struktur verwendet, welche als innere Stütze in einem Flachbildschirm Verwendung findet. In dieser Beschreibung werden bestimmte Ausführungsbeispiele von Abstandshaltern gemäß der vorliegenden Erfindung als "Abstandshalterwand", "Abstandshalterwände" oder als "Abstandshalterstruktur" beschrieben. Der Begriff "Abstandshalter" subsummiert "Abstandshalterwand", "Abstandshalterwände" und "Abstandshalterstruktur" sowie jede andere Struktur, welche die oben beschriebene Funktion eines Abstandshalters ausführt.
Im allgemeinen sind die Abstandshalterwände und die Abstandshalterstrukturen in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung aus einem dünnen Material hergestellt, welches in einem unbehandelten Zustand gleich bearbeitbar ist und welches steif und fest nach einer vorbestimmten Behandlung wird. Das Material muß auch kompatibel mit einer Verwendung in einer Vakuumumgebung sein. Ferner sind die Abstandshalterwände und die Abstandshalterstrukturen aus einem Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten hergestellt, der nahezu den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Frontplatte und Rückplatte angepaßt ist. Anpassen der thermischen Ausdehnungskoeffizienten bedeutet, daß die Abstandshalterwände, die Frontplatte und die Rückplatte sich beim Erhitzen und Abkühlen, wenn der Flachbildschirm zusammengebaut und betrieben wird, sich ungefähr in dem selben Maß ausdehnen und zusammenziehen. Folglich wird eine passende Ausrichtung unter den Abstandshalterwänden, der Frontplatte und der Rückplatte aufrechterhalten.
In einem Beispiel sind die Abstandshalterwände aus einem keramischen oder glas-keramischen Material hergestellt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Abstandshalterwände aus einem keramischen Band bzw. Streifen gebildet. Später in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind keramische oder glas-keramische Streifen die Materialien, welche für die Abstandshalterwände und Abstandshalterstrukturen verwendet werden.
In dieser Beschreibung wird der Begriff "Keramik" oft in Verbindung mit keramischen Streifen oder keramischen Schichten oder keramischen Flächen verwendet. Der Begriff soll sich auf jegliche bekannte Familie von glas-keramischen Streifen, entglasten Glasstreifen, keramischen Glasstreifen, keramischen Streifen oder anderen Streifen beziehen, welche plastische Bindemittel und Keramik- oder Glasteilchen besitzen und welche biegsam und im ungebrannten Zustand bearbeitbar sind, zu einer harten und starren Schicht beim Brennen aushärtbar sind, als auch andere dazu gleichwertige Materialien besitzen, welche anfänglich biegsam sind und in einen letztendlich harten und starren Zustand verarbeitbar sind.
Die Abstandshalterwände werden wie folgt gebildet und in einen Flachbildschirm zusammengebaut. Streifen mit einer entsprechend den besonderen Anforderungen des Flachbildschirms gewählten Länge und Breite, werden von einer Fläche bzw. einem Blatt eines ungebrannten Keramikstreifens geschnitten. Ein Vorteil der Verwendung einer ungebrannten Keramik oder Glas-Keramik ist, daß die Streifen auf einfache Weise durch Längsschneiden oder Abstanzen hergestellt werden können. Die Streifen werden dann gebrannt. Die gebrannten Streifen (Abstandshalterwände) werden an geeigneten vorbestimmten Stellen bezüglich der Frontplatte und der Rückplatte angeordnet. Beim Zusammenbau werden die Abstandshalterwände derart in Stellung gehalten, daß sie geeignet bezüglich der Frontplatte und der Rückplatte ausgerichtet sind.
Die Streifen für die Abstandshalterwände können auch dadurch hergestellt werden, daß zunächst Flächen aus Keramik oder Glas-Keramik hergestellt und gebrannt werden. Die gebrannten Flächen können dann beschichtet (wie weiter unten detaillierter beschrieben wird) und in Streifen geschnitten werden, welche die Abstandshalterwände bilden. Alternativ dazu können die gebrannten Flächen zunächst in Streifen geschnitten und dann beschichtet werden.
1A illustriert einen Teil eines farbigen CRT-Flachbildschirms, der eine Bereichs-Feldemitterkathode in Verbindung mit einer aufgewachsenen schwarzen Matrix verwendet. Der CRT-Bildschirm in 1A enthält eine transparente, elektrisch isolierte, flache Frontplatte 302 und eine elektrisch isolierte, flache Rückplatte 303. Die Innenflächen der Platten 302 und 303 sind zueinander gegenüberliegend und typischerweise 0,01 – 2,5 mm voneinander beabstandet angeordnet. Die Frontplatte 302 besteht aus Glas mit typischeweise einer Dicke von 1 mm. Die Rückplatte 303 besteht aus Glas, Keramik oder Silikon mit typischerweise einer Dicke von 1 mm.
Eine Gruppe von seitlich getrennten, elektrisch isolierten Abstandshalterwänden 308 ist zwischen den Platten 302 und 302 angeordnet. Die Abstandshalterwände 308 erstrecken sich parallel zueinander mit einem gleichförmigen Zwischenbereich. Die Wände 308 erstrecken sich senkrecht zu den Platten 302 und 303. Jede Wand 308 besteht aus Keramik und besitzt typischerweise eine Dicke von 80–90 μm. Der Mitte-zu-Mitte Zwischenbereich der Wände 308 beträgt typischerweise 8 mm bis 25 mm. Wie weiter unten erläutert wird, bilden die Wände 308 Innenstützen zur Aufrechterhaltung des Zwischenbereiches zwischen den Platten 302 und 303 mit einem im wesentlichen einheitlichen Wert über den gesamten aktiven Bereich des Bildschirms.
Die gemusterte Bereichs-Feldemitter-Kathodenstruktur 305 ist zwischen der Rückplatte 303 und den Abstandshalterwänden 308 angeordnet. 1B zeigt das Layout der Feldemitterkathodenstruktur 305 aus Blickrichtung und von der Position der in 1A dargestellten Pfeile C. Die Kathodenstruktur 305 besteht aus einer großen Gruppe von elektronen-emittierenden Elementen 309, einer gemusterten metallischen Emitterelektrode (manchmal auch als Basiselektrode bezeichnet), welche in eine Gruppe aus im wesentlichen identischen geraden Linien 310 aufgeteilt ist, einer metallischen Gate-Elektrode, welche in eine Gruppe von im wesentlichen identischen geraden Linien 311 aufgeteilt ist, und einer elektrisch isolierenden Schicht 312.
Die Emitterelektrodenlinien 310 sind auf der Innenfläche der Rückplatte 303 angeordnet und erstrecken sich parallel zueinander mit einem gleichförmigen Abstand bzw. Zwischenbereich. Der Mitte-zu-Mitte-Abstand beziehungsweise -Zwischenbereich der Emitterlinien 310 beträgt typischerweise 315 μm bis 320 μm. Die Linien 310 sind typischerweise aus Molybdän oder Chrom mit einer Dicke von 0,5 μm gebildet. Jede Linie 310 besitzt typischerweise eine Breite von 100 μm. Eine Isolationsschicht 312 liegt auf den Linien 310 und auf seitlich damit verbundenen Abschnitten der Rückplatte 303. Die Isolationsschicht 312 besteht typischerweise aus Silikondioxid mit einer Dicke von 1 μm.
Die Gateelektrodenlinien 311 sind auf der Isolationsschicht 312 angeordnet und erstrecken sich parallel zueinander mit einem gleichförmigen Abstand bzw. Zwischenbereich. Der Mittezu-Mitte-Abstand der Gatelinien 311 beträgt typischerweise 105 bis 110 μm. Die Gatelinien 311 erstrecken sich ebenfalls senkrecht zu den Emitterlinien 310 und die Gatelinien 311 sind typischerweise aus einer Titan-Molybdän-Verbindung mit einer Dicke von 0,02 μm bis 0,05 μm gebildet. Jede Linie 311 besitzt typischerweise eine Breite von 30 μm.
Die elektronen-emittierenden Elemente 309 sind über der Innenfläche der Rückplatte 303 in einem Feld von seitlich getrennten Mehrelementensätzen verteilt. Insbesondere ist jeder Satz an elektronen-emittierenden Elementen 309 über der Innenfläche der Rückplatte 303 teilweise oder ganz auf dem projektierten Bereich angeordnet, in dem eine der Gatelinien 311 eine der Emitterlinien 310 kreuzt. Die Abstandshalterwände 311 erstrecken sich in Richtung der Bereiche zwischen den Sätzen an elektronen-emittierenden Elementen 309 und auch zwischen den Emitterlinien 310.
Jedes elektronen-emittierende Element 309 ist ein Feldemitter, der sich durch eine Öffnung (nicht dargestellt) in der Isolationsschicht 312 erstreckt, um eine darunterliegende Linie der Emitterlinien 310 zu berühren. Das Oberteil (oder obere Ende) jedes Feldemitters 309 ist durch eine zugeordnete Öffnung (nicht dargestellt) einer darüberliegenden Linie der Gatelinien 311 freigelegt.
Die Feldemitter 309 können verschiedene Formen, wie beispielsweise nadelförmige Filamente oder Kegel, besitzen. Die Formen der Feldemitter 309 sind nicht im besonderen wesentlich, solange sie gute Elektronenemissions-Charakteristiken besitzen. Die Emitter 309 können mittels verschiedener Verfahren hergestellt werden.
Eine licht-emittierende Struktur, welche eine schwarze Matrix beinhaltet, ist zwischen der Frontplatte 302 und den Abstandshalterwänden 308 angeordnet. Die licht-emittierende Struktur besteht aus einer Gruppe von licht-emittierenden Bereichen 313, einem Muster aus im wesentlichen identischen dunklen Rippen 314, die im wesentlichen kein Licht reflektieren, und einer licht-reflektierenden Schicht 315. 1C zeigt das Layout der licht-emittierenden Struktur, dargestellt in Blickrichtung und aus Position der in 1A dargestellten Pfeile D.
Die licht-emittierenden Bereiche 313 und die dunklen Rippen 314 sind beide auf der Innenfläche der Frontplatte 302 angeordnet. Die licht-emittierenden Bereiche 313 sind in Zwi schenbereichen zwischen den dunklen Rippen 314 (oder vice versa) angeordnet. Wenn die Bereiche 313 und die Rippen 314 von von den elektronen-emittierenden Elementen 309 emittierten Elektronen getroffen werden, erzeugen die licht-emittierenden Bereiche 313 Licht aus verschiedenen Farben. Die dunklen Rippen 314 sind im wesentlichen nicht-licht-emittierend bezüglich der licht-emittierenden Bereiche 313 und bilden dadurch eine schwarze Matrix für die Bereiche 313.
Genauer gesagt bestehen die lichtemittierenden Bereiche 313 aus Phosphor, das in geradlinigen gleich breiten Streifen ausgebildet ist, die sich parallel zueinander und mit einem einheitlichen Abstand voneinander in derselben Richtung wie die Gate-Linien 311 erstrecken. Jeder Phosphorstreifen 313 besitzt typischerweise eine Breite von 80 μm. Die Dicke (oder Höhe) der Phosphorstreifen 313 beträgt 1 μm bis 30 μm, typischerweise 25 μm.
Die Phosphorstreifen 313 sind in mehrere im wesentlichen identische Streifen 313r unterteilt, die rotes Licht (R) emittieren, eine gleiche Anzahl an im wesentlichen identischen Streifen 313g, die grünes Licht (g) emittieren, und eine weitere gleiche Anzahl von im wesentlichen identischen Streifen 313b, die blaues Licht (b) emittieren. Die Phosphorstreifen 313r, 313g und 313b wiederholen sich an jedem dritten Steifen 313, wie in 1A dargestellt ist. Jeder Phosphorstreifen 313 ist gegenüberliegend einer zugeordneten Linie der Gatelinien 311 angeordnet. Folglich ist der Mitte-zu-Mitte-Abstand der Streifen 313 derselbe wie derjenige der Gatelinien 311.
Die dunklen Rippen 314 erstrecken sich in ähnlicher Weise parallel zueinander und mit einem gleichförmigen Abstand in derselben Richtung wie die Gatelinien 311. Der Mitte-zu-Mitte-Abstand der Rippen 314 ist ebenfalls derselbe wie derjenige der Linien 311. Das Verhältnis der Durchschnittshöhe jeder dunklen Rippe 314 zu seiner Durchschnittsbreite liegt im Bereich von 0,5 bis 3, typischerweise 2. Die Durchschnittsbreite der Rippen 314 beträgt 10 μm bis 50 μm, typischerweise 25 μm. Die Durchschnittshöhe der Rippen 314 beträgt 20 μm bis 60 μm, typischerweise 50 μm.
Die Durchschnittshöhe der dunklen Rippen 314 übersteigt die Dicke (oder Höhe) der Phosphorstreifen 313 bei wenigstens 2 μm. In dem typischen oben beschriebenen Fall erstrecken sich die Rippen 314 25 μm über die Streifen 313. Demgemäß erstrecken sich die Rippen 314 weiter weg von der Frontplatte 302 als die Streifen 313.
Jede Rippe 314 enthält einen dunklen (im wesentlichen schwarzen) nicht-reflektierenden Bereich, der die gesamte Breite dieser Rippe 314 und wenigstens einen Teil seiner Höhe einnimmt. 4A zeigt ein Beispiel, in welchem diese dunklen nicht-reflektierenden Bereiche die gesamte Höhe der Rippen 314 umfassen. Die späteren Zeichnungen zeigen Beispiele, in denen die dunklen nicht-reflektierenden Bereiche nur Teile der Rippenhöhe einnehmen.
Die Wahl der Materialien für die dunklen Rippen 314 ist breit. Die Rippen 314 können aus Metall, beispielsweise Nickel, Chrom, Niob, Gold oder Nickel-Eisen-Legierungen gebildet werden. Die Rippen 314 können auch aus elektrischen Isolatoren wie beispielsweise Glas, Lötglas (oder Frittenglas), Keramik, oder Glas-Keramik, mit Halbleitern, wie beispielsweise Silikon, und mit Materialien wie beispielsweise Sili koncarbid gebildet sein. Kombinationen dieser Materialien können ebenfalls in den Rippen 314 verwendet werden.
Wenn die Rippen 314 aus Metall bestehen, werden sie ausreichend weich bei einer Temperatur im Bereich von 300°C bis 600°C um es Gegenständen, wie beispielsweise Abstandshalterwänden 308, zu erlauben, leicht in diese geschoben zu werden. Wenn die Rippen 314 aus Lötglas gebildet sind, sind sie bei einer Temperatur im Bereich von 300°C bis 500°C derart weich. Wenn das Rippenmaterial Glas ist, sind die Rippen 314 bei einer Temperatur in dem Bereich von 500°C bis 700°C derart weich.
Die licht-reflektierende Schicht 315 ist auf den Phosphorstreifen 313 und den dunklen Rippen 314 angeordnet, wie in 41B dargestellt ist. Die Dicke der Schicht 315 ist ausreichend klein, typischerweise 50 nm bis 100 nm, damit nahezu alle der auftreffenden Elektronen von den elektronenemittierenden Elementen 309 durch die Schicht 315 mit einem geringen Energieverlust hindurchtreten.
Die Flächenabschnitte der licht-reflektierenden Schicht 315, welche mit den Phosphorstreifen 313 verbunden sind, sind ziemlich weich. Die Schicht 315 besteht aus Metall, vorzugsweise Aluminium. Ein Teil des von den Streifen 313 emittierten Lichtes wird somit durch die Schicht 315 durch die Frontplatte 302 hindurch reflektiert. Das liegt daran, dass die Schicht 315 im wesentlichen ein Spiegel ist. Die Schicht 315 agiert auch als die letzte Anode für den Bildschirm. Da die Streifen 313 die Schicht 315 berühren, ist die Anodenspannung auf die Streifen 313 eingeprägt.
Die Abstandshalterwände 308 berühren die licht-reflektierende Schicht 315 auf der Anodenseite des Bildschirms. Da die dunklen Rippen 314 sich weiter in Richtung der Rückplatte 303 als die Phosphorstreifen 313 erstrecken, berühren die Wände 308 insbesondere die Abschnitte der Schicht 315 entlang der Oberteile (oder der Unterteile bei der in 1A dargestellten Orientierung) der Rippen 314. Die Extrahöhe der Rippen 314 hindert die Wände 308 daran, die licht-reflektierende Schicht 315 entlang der Phosphorstreifen 313 zu berühren.
Auf der Kathodenseite des Bildschirms sind die Abstandshalterwände 308 als berührende Gatelinien 311 in 1A dargestellt. Alternativ können die Wände 308 fokussierende Rippen berühren, die sich über die Linien 311 erstrecken.
Der von außen auf den Bildschirm wirkende Luftdruck ist normalerweise der atmosphärische Druck – das heißt er liegt in der Größenordnung von 760 Torr (1 Torr ist gleich 133,32 kg/m s²). Der innere Druck des Bildschirms ist normalerweise auf einen Wert unter 10^-7 Torr (1 Torr ist gleich 133,32 kg/m s²) gesetzt. Da dieses sehr viel geringer ist als der normale äußere Druck, werden Kräfte aufgrund hoher Druckunterschiede gewöhnlicherweise auf die Platten 302 und 302 ausgeübt. Die Abstandshalterwände 308 widerstehen diesen Druckkräften bzw. wirken diesen entgegen.
Die Phosphorstreifen 313 können leicht beschädigt werden, falls sie mechanisch berührt werden. Da die Extrahöhe der dunklen Rippen 314 ein Zwischenbereich zwischen den Wänden 308 und den Abschnitten der licht-reflektierenden Schicht 315 entlang der Streifen 313 schafft, üben die Wände 308 ihre Widerstandskräfte nicht direkt auf die Streifen 313 aus. Der Anteil der Schädigung, die die Streifen 313 sich andererseits aufgrund dieser Widerstandskräfte zuziehen könnten, wird wesentlich reduziert.
Der Bildschirm ist in ein Feld von Reihen und Spalten von Bildelementen ("Pixeln") unterteilt. Die Grenzen eines typischen Pixels 316 sind durch die Linien mit Pfeilköpfen in der 1A und durch gepunktete Linien in den 1B und 1C dargestellt. Jede Emitterlinie 310 ist eine Reihenelektrode für eine der Reihen von Pixeln. Aus Gründen der Darstellbarkeit ist nur eine Pixelreihe in den 1A, 1B und 1C dargestellt, wie sie zwischen einem Paar von benachbarten Abstandshalterwänden 308 angeordnet ist (mit einer leichten, aber inkonsequenten Überlappung entlang der Seiten der Pixelreihe). Jedoch sind normalerweise zwei oder mehrere Pixelreihen, typischerweise 24 bis 100 Pixelreihen, zwischen jedem Paar von benachbarten Wänden 308 angeordnet.
Jede Spalte von Pixeln besitzt drei Gatelinien 311: (a) eine erste für rot, (b) eine zweite für grün, und (c) die dritte für blau. Ebenfalls umfaßt jede Pixelspalte einen von jedem der Phosphorstreifen 313r, 313g und 313b. Jede Pixelspalte verwendet vier der dunklen Rippen 314. Zwei der Rippen 314 sind im Inneren der Pixelspalte. Die restlichen zwei Rippen 314 werden mit dem (den) Pixel(n) in der (den) benachbarten Spalte(n) geteilt.
Die licht-reflektierende Schicht 315 und folglich die Phosphorstreifen 313 werden mit einer positiven Spannung von 1.500 bis 10.000 Volt relativ zu der Emitterelektrodenspannung aufrechterhalten. Wenn einer der Sätze von elektronenemittierenden Elementen 309 passend durch eine geeignete Einstellung der Spannungen der Emitterlinien 310 und der Gatelinien 311 angeregt wird, emittieren die Elemente 309 in diesem Satz Elektronen, welche in Richtung eines Zielabschnitts des Phosphors in dem zugeordneten Streifen 313 beschleunigt werden. 1A illustriert Flugbahnen 317, die von einer solchen Gruppe von Elektronen gefolgt werden. Durch das Erreichen des Zielphosphors in dem zugeordneten Streifen 313 regen die emittierten Elektronen dieses Phosphor dazu an, Licht, das in 1A durch das Bezugszeichen 318 dargestellt ist, zu emittieren.
Einige der Elektronen treffen unweigerlich auf andere Teile der licht-emittierenden Struktur als auf das Zielphosphor. Die Toleranz beim Treffen von Lichtzielpunkten ist in Richtung der Reihe (das heißt entlang der Reihen) geringer als in Richtung der Spalte (das heißt entlang den Spalten), da jedes Pixel Phosphor von drei verschiedenen Streifen 313 beinhaltet. Die durch die dunkle Rippen 314 gebildete schwarze Matrix kompensiert Nicht-Ziel-Treffer in Reihenrichtung, um einen scharfen Kontrast sowie eine hohe Farbreinheit zu schaffen.
1D zeigt einen Querschnitt des vollständigen CRT-Bildschirms aus 1A. Eine elektrisch isolierende Außenwand 304 erstreckt sich zwischen den Platten 302 und 303 außerhalb des aktiven Bereichs der Einrichtung, um eine abgedichtete Umhüllung 301 zu schaffen. Eine Außenwand 304, welche durch vier einzelne in einem Quadrat oder Rechteck angeordnete Wände gebildet werden kann, besteht typischerweise aus Glas oder Keramik mit einer Dicke von 2 mm bis 3 mm. Wie in 4D gezeigt ist, erstrecken sich die Abstandshalterwände 308 typischerweise bis nahe zur Außenwand 304. Die Abstandshalterwände 308 können jedoch die Außenwand 304 berühren.
Die Rückplatte 303 erstreckt sich seitlich über die Frontplatte 302 hinaus. Eine elektrische Schaltung (nicht dargestellt), wie beispielsweise Leitungen für einen Zugang von Emitterlinien 310 und Gatelinien 311, ist auf der Innenfläche der Rückplatte 303 außerhalb der Außenwand 304 angebracht. Die licht-reflektierende Schicht 315 erstreckt sich durch die Umfangsdichtung hindurch zu einem Kontaktpad 319, an dem die Anoden-/Phosphorspannung angelegt ist.
2 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht, welche einen Flachbildschirm 600 mit Kathodenabstandshalterwänden 607 und einer Anodenabstandshalterstruktur 608 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine Frontplatte 602, eine Rückplatte 603, eine obere Wand (nicht dargestellt), eine untere Wand (nicht dargestellt) und Seitenwände 604a, 604b bilden eine Umhüllung 601, welche unter einem Vakuumdruck, beispielweise mit ungefähr 1 x 10^-7 Torr (1 Torr ist gleich 133,32 kg/m s²), gehalten wird. Die Innenseite der Frontplatte 602 ist mit Phosphor beschichtet. Die Schicht 605 ist zwischen der Frontplatte 602 und der Rückplatte 603 in der Umhüllung gebildet und erstreckt sich durch einen abgedichteten Bereich der oberen Wand, der unteren Wand und der Seitenwände 604a, 604b zur Außenseite der Umhüllung 601. Ein Adressierungsgitter 606 ist auf dem Abschnitt der Schicht 605 gebildet, der dem aktiven Bereich der Frontplatte 602 entspricht. Die Kathodenabstandshalterwände 607 und die Anodenabstandshalterstruktur 608 (bezeichnet als "Gitter-zu-Gitter-Abstandshalterstruktur") werden jeweils zwischen der Rückplatte 603 und dem Adressierungsgitter 606 und zwischen der Frontplatte 602 unter dem Adressierungsgitter 606 angeordnet.
Eine thermionische Kathode ist zwischen dem Adressierungsgitter 606 und der Rückplatte 603 angeordnet. Die thermionische Kathode umfaßt Kathodendrähte 609, Trägerelektroden 612 und Elektronensteuerungsgitter 613. Der Kathodendraht 609 wird zum Aussenden von Elektronen erhitzt. Eine Spannung kann an die Trägerelektrode 612 angelegt werden, um ein Ablenken der Elektronen in Richtung des Adressierungsgitters 606 zu unterstützen. Das Elektronensteuerungsgitter 613 kann verwendet werden, um ein Herauslösen von Elektronen aus dem Kathodendraht 609 und eine Verteilung des Elektronenflusses gleichmäßig zwischen jeder Kathodenabstandshalterwand 607 zu unterstützen. Die Spannungen, welche an auf der Oberfläche von Löchern 611 gebildeten Elektroden (nicht dargestellt) angelegt sind, wobei die Löcher in dem Adressierungsgitter 606 gebildet sind, bestimmen, ob die Elektronen durch das Adressierungsgitter 606 hindurchtreten. Elektronen, welche durch das Adressierungsgitter 606 hindurchtreten, setzen ihre Bewegung durch Löcher 614 in der Anodenabstandshalterstruktur 608 fort, um auf das Phosphor, welches die Frontplatte 602 beschichtet, zu treffen.
In 2 ist ein Kathodendraht 609 zwischen jeder Kathodenabstandshalterwand 607 dargestellt. Es soll verstanden werden, dass mehr als ein Kathodendraht 609 zwischen jeder Kathodenabstandshalterwand 607 vorhanden sein kann.
In jedem der oben beschriebenen Beispiele dürfen die Abstandshalter nicht die Laufbahnen der Elektronen beeinflussen, welche zwischen der Kathode und der Phosphorbeschichtung auf der Frontplatte hindurchtreten. Somit müssen die Wände der Abstandshalter derart ausreichend elektrisch leitfähig sein, dass sich die Abstandshalter nicht aufladen und die Elektronen bis zu einem Grad bzw. Winkel anziehen oder absto ßen, bei welchem die Wege der Elektronen in nicht zu akzeptierender Weise gestört werden. Zusätzlich müssen die Abstandshalter derart ausreichend elektrisch isolierend sein, dass kein großer Stromfluß von dem Hochspannungsphosphor auftritt, welcher große Energieverluste zur Folge hat. Abstandshalter, die aus einem elektrisch nicht-leitenden Material gebildet sind und mit einem dünnen elektrisch leitfähigen Material beschichtet sind, werden bevorzugt.
3A ist eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Flachbildschirms 900 mit einer Beschichtung 904, welche auf Abstandshalterwänden 908 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gebildet sind, dargestellt entlang der Ebene 9B–9B aus 3B. 3B ist eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Flachbildschirms 900 entlang der Ebene 9A–9A aus 3A. Der Flachbildschirm 900 umfaßt eine Frontplatte 902, eine Rückplatte 903 und Seitenwände (nicht dargestellt), welche zusammen eine abgedichtete Umhüllung 901 bilden, die unter einem Vakuumdruck, beispielsweise mit einem Druck von ungefähr 1 x 10^-7 Torr (1 Torr ist gleich 133,32 kg/m^s) oder weniger, gehalten wird.
Fokussierende Rippen 912 oder dergleichen sind über der Innenfläche der Rückplatte 903 und senkrecht zu der Ebene der 3A angeordnet. In der Mulde, die zwischen jedem Paar von fokussierenden Rippen 912 gebildet ist, sind Feldemitter 909 auf einer Innenfläche der Rückplatte 903 gebildet. Die Feldemitter 909 sind in Gruppen von ungefähr 1000 gebildet. Obwohl in 3A und B nicht illustriert, liegt ein Muster von Emitterelektrodenleitungen analog zu den Emitterleitungen 310 in der Ausführungsform von 3A unter den Feldemittern 909 oberhalb der Rückplatte 903. Ebenso ist ein Muster nicht dargestellter Gateelektrodenleitungen analog zu den Gateleitungen 311 in 3A oberhalb der Feldemitter 909 gelegen.
Eine Matrix von dunklen Rippen 911 ist in der Umhüllung 901 auf der Frontplatte 902 angeordnet, wie oben detaillierter unter Bezugnahme auf die 1A bis 1E beschrieben wurde. Phosphor 913 ist zum teilweise Füllen jeder Mulde zwischen den Rippen 911 gebildet. Eine Anode 914, welche aus einem dünnen, elektrisch leitfähigen Material wie beispielsweise Aluminium besteht, ist auf dem Phosphor 913 gebildet.
Abstandshalterwände 908 stützen die Frontplatte 902 gegen die Rückplatte 903 ab. Die Oberflächen jeder Abstandshalterwand 908 zwischen den gegenüberliegenden Enden sind mit einer Widerstandsbeschichtung 904 beschichtet oder oberflächendotiert, wie weiter unten detaillierter beschrieben wird. Die Widerstandsbeschichtung 904 verhindert oder minimiert einen Ladungsaufbau auf der Abstandshalterwand 908, welcher den Fluß der Elektronen 915 stören kann.
Ein Ende jeder Abstandshalterwand 908 berührt mehrere Rippen 911 und ist mit einer Kantenmetallisierung 905 beschichtet. Ein gegenbüberliegendes Ende jeder Abstandshalterwand 908 berührt mehrere der fokussierenden Rippen 912 und ist mit einer Kantenmetallisierung 906 beschichtet. Die Kantenmetallisierungen 905 und 906 können beispielsweise aus Aluminium oder Nickel hergestellt sein. Die Kantenmetallisierungen 905 und 906 schaffen einen guten elektrischen Kontakt jeweils zwischen der Beschichtung 904 und der Frontplatte 902 oder den Fokussierungsrippen 912, so dass die Spannung an den Enden der Abstandshalterwände 904 gut definiert ist und ein einheitlich ohmischer Kontakt gebildet ist. Die Grenzfläche zwischen der Abstandshalterwand 908, der Beschichtung 904 und der Kantenmetallisierung 905 kann mehrere Ausgestaltungen annehmen, wie weiter unten detaillierter beschrieben wird. Die Elektroden 917 sind auf den beschichteten (oder dotierten) Flächen jeder Abstandshalterwand 908 gebildet und werden verwendet, um den Spannungsanstieg von den Emittern 909 zu der Anode 914 "zu segmentieren".
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Abstandshalterwände 908 ohne Elektroden 917 gebildet.
Jede Gruppe von Feldemittern 909 emittiert Elektronen 915 in Richtung der Innenfläche der Frontplatte 902. Eine Schaltung (nicht dargestellt) ist als Teil des Flachbildschirms 900, beispielsweise auf integrierten Schaltungschips, die beispielsweise an der Außenfläche der Rückplatte 903 befestigt werden können, gebildet und wird zur Steuerung der Spannung der Elektroden 917 verwendet. Typischerweise wird die Spannung jeder Elektrode 917 in der Art festgelegt, dass die Spannung linear von dem Spannungsniveau an den Feldemittern 909 zu der höheren Spannung an der Anode 914 ansteigt. Somit werden die Elektronen 915 in Richtung der Frontplatte 902 beschleunigt, um auf das Phosphor 913 zu treffen und um Licht dazu zu veranlassen, von dem Flachbildschirm 900 ausgesendet bzw. abgestrahlt zu werden.
Für eine optimale Fokussierung folgen die gewünschten Äquipotentiallinien in der Ebene der 3A nahe den Fokussierungsrippen 912 einem schlangenlinienförmigen Weg, der sich über die fokussierenden Rippen 912 erhebt und der über die Ausnehmung fällt, in der die Emitter 909 angeordnet sind. Jedoch erzwingt die Anwesenheit der Abstandshalterwand 908 eine Äquipotentiallinie an dieser Stelle, d. h. der Unterseite der Abstandshalterwand 908, die gerade ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine der Elektroden 917 nahe der Unterseite der Abstandshalterwand 908 angeordnet sein und mit einem schlangenlinienförmigen Weg gebildet sein, um ein Potentialfeld mit Äquipotentiallinien mit der gewünschten Schlangenlinienform zu schaffen.
4 ist eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Spannung von dem Abstand 907 (9B) von den Feldemittern 909. Die Anode 914 ist von den Feldemittern 909 durch den Abstand 916 beabstandet und unter einer höheren Spannung (in 4 als HV bezeichnet) als die Feldemitter 909 gehalten. Für eine Gruppe von Feldemittern 909, die von einer der Abstandshalterwände 908 entfernt sind, beispielsweise die Feldemitter 909b, wechselwirken die Abstandshalterwände 908 nicht mit dem Fluß der Elektronen 915 von den Feldemittern 909, und die Spannungsänderung von den Feldemittern 909 zur Anode 914 ist ungefähr linear, wie in 4 gezeigt ist.
Es ist notwendig, dass sich die Spannungsänderung nahe jeder Abstandshalterwand 908 auch linear zwischen den Feldemittern 909 und der Anode 914 derart ändert, dass der Fluß der Elektronen nicht gestört wird (und das Bildschirmbild somit nicht verschlechtert wird). Jedoch kann für eine Gruppe von Feldemittern 909, die nahe einer der Abstandshalterwände 908 angeordnet sind, wie beispielsweise der Feldemitter 908a, die benachbarte Abstandshalterwand 908 mit dem Fluß der Elektronen 915 von den Feldemittern 909 wechselwirken. Streuelektronen 915, die von den Feldemittern 909a emittiert werden, werden auf die Abstandshalterwand 908 treffen, was typischerweise in einer Anhäufung von Ladungen auf der Abstandshalterwand 908 resultiert. Für eine vorgegebene Elektronendichte (Stromdichte j), welche auf die Abstandshalterwand 908 trifft, häuft sich eine Menge an Ladung gleich j·(1 – δ) an der Fläche der Abstandshalterwand 908 an. Für δ ≠ 1 verursacht die Anhäufung von Ladungen eine Spannungsabweichung an der Fläche der Abstandshalterwand 908 von der gewünschten Spannung, was in einem von Null abweichenden Fluß von Elektronen von der Abstandshalterwand 908 resultiert. Falls die Leitfähigkeit der Abstandshalterwand 908 gering ist, wird die Spannungsänderung eine Verzerrung des Elektronenflusses nahe der Abstandshalterwand 908 verursachen, was in einer Verschlechterung des Bildschirmbildes resultiert.
Im allgemeiner ergibt sich die Abweichung der Spannung nahe der Abstandshalterwand 908 von der gewünschten Spannung (basierend auf einem linearen Spannungsabfall von den Feldemittern 908 zur Anode 914) durch folgende Gleichung: ΔV = ρs·[x·(x – d)/2]·j ·(1 – δ) (1),wobei

ΔV: = Spannungsabweichung (in Volt)
ρs: = Flächenwiderstand der Fläche der Abstandshalterwand (in Ohm/)
x: = Abstand von der nächsten Elektrode 0 < x < d (in cm)
d: = Abstand zwischen den Elektroden (in cm)
j: = Stromdichte, welche auf die Fläche der Abstandshalterwand trifft (in Ampere)
δ: = sekundäre Emissionsrate (ohne Einheit)

Die oben genannte Gleichung setzt voraus, daß die Stromdichte j auf der Abstandshalterwand 908 gleichmäßig auftrifft und dass der Flächenwiderstand ρ_s der Abstandshalterwand 908 ein heitlich ist. Genauer würde die Gleichung (1) der Abhängigkeit der Stromdichte j von der Position auf der Abstandshalterwand 908 und der Abhängigkeit der sekundären Emissionsrate δ von der exakten Spannung an der Position auf der Abstandshalterwand 908 Rechnung tragen.
Wie der Gleichung (1) entnommen werden kann, tritt die maximale Spannungsabweichung ΔV an dem Mittelpunkt zwischen zwei Elektroden 917 (d. h. bei dem Maximum der Funktion [x·(x – d)/2] auf, und ist proportional zu dem Abstand zwischen den Elektroden im Quadrat. Aus diesem Grund minimiert ein Liefern von zusätzlichen Elektroden 917 die Spannungsabweichung nahe der Abstandshalterwand 908 und somit die Verzerrung des Flusses der Elektroden 915 in Richtung der Frontplatte 902. Das Hinzufügen von n aus w Elektroden zu einer Abstandshalterwand 908 der Höhe h reduziert den Energieverbrauch des Flachbildschirms 900 gemäß folgendem Verhältnis.
Beispielsweise reduziert das Hinzufügen von vier Elektroden, wobei jede Elektrode 4 mils (1 mil gleich 0,0000254 m) breit ist, zu einer Abstandshalterwand 908 mit einer Höhe h von 100 mils den I²R-Energieverlust für ein vorgegebenes ΔV_MAX um einen Faktor von ungefähr 30.
Diese effizientere Ladungsherausnahme bzw. -abbau ermöglicht einen größeren Wert des Flächenwiderstandes ρ_s und deutliche Einsparungen beim Energieverbrauch. Ein weiterer Vorteil ist es, dass die Elektroden 917, falls die Elektroden 917 leicht hervorstehen, einen Großteil der Ladung abfangen, wodurch verhindert wird, dass die Ladung auf die Hochwiderstandsabschnitte auftreffen, welche die Spannung abhalten. Allerdings vergrößert jede zusätzliche Elektrode 917 die Herstellungskosten des Bildschirms 900. Die Anzahl der im Flachbildschirm 900 eingesetzten Elektroden 917 wird als Kompromiß zwischen den vorher genannten Faktoren gewählt.
Wie ferner aus der Gleichung (1) gesehen werden kann, sinkt auch für eine vorgegebene Anzahl von Elektroden 915 die Spannungsabweichung ΔV mit einer Abnahme des Flächenwiderstandes ρ_s, und wenn sich die sekundäre Emissionsrate δ an 1 annähert. Somit ist es wünschenswert, dass die Oberflächen der Abstandshalterwände 908 einen niedrigen Flächenwiderstand ρ_s und eine sekundäre Emissionsrate δ aufweisen, die sich an 1 annähert. Da die sekundäre Emissionsrate δ nur bis Null runtergehen kann, jedoch bis zu einer sehr großen Zahl ansteigen kann, wird die Anforderung an die sekundäre Emissionsrate typischerweise als eine Präferenz für ein Material mit einem niedrigen Wert der sekundären Emissionsrate δ angegeben.
5 ist eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der sekundären Emissionsrate δ von der Spannung, welche die Charakteristiken von zwei Materialien illustriert: Material 1101 und 1102. Für die meisten Materialien mit einem hohen Widerstandswert, wie beispielsweise das Material 1101, ist die sekundäre Emissionsrate δ größer als 1 (und oftmals viel größer) für einen Energiebereich zwischen 100 Volt und 10.000 Volt, was in einer positiv aufgeladenen Fläche resultiert. Wie oben unter Bezugnahme auf 1A beschrieben wurde, ist die Anode 914 typischerweise auf einer positiven Spannung von 1.500 Volt bis 10.000 Volt relativ zu den Emittern 909 gehalten. Ferner sind, wie oben beschrieben wurde, die Abstandshalterwände 908 vorzugsweise aus einem elektrisch nichtleitenden (d. h. aus einem einen hohen Widerstand aufweisenden) Material hergestellt. Somit sind die Abstandshalterwände 908 typischerweise positiv aufgeladen (und oftmals sehr positiv aufgeladen), was in einer Verzerrung des Flusses der Elektronen 915 von den Emittern 909 resultiert.
Jedoch besitzt das Material 1102 eine sekundäre Emissionsrate δ, die für den Spannungsbereich des Flachbildschirms 900 ungefähr 1 bleibt. Da die Spannungsabweichung ΔV sich mit dem Verhältnis 1–δ ändert, wenn die Oberflächen der Abstandshalterwände 908 aus dem Material 1102 hergestellt sind, sammelt sich eine kleine Ladung (positiv oder negativ) auf den Flächen der Abstandshalterwände 908. Folglich hat das Vorhandensein der Abstandshalterwände 908 einen geringen Einfluß auf den Spannungsabfall zwischen den Feldemittern 909 und der Anode 914, und daher wird die Verzerrung des Flusses der Elektronen 915 aufgrund der Anwesenheit von Abstandshalterwänden 908 minimiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die in die Umhüllung 901 ragenden Flächen der Abstandshalterwände 908 mit einem Material mit einer sekundären Emissionsraten δ-Charakteristik behandelt, die sehr ähnlich derjenigen des Materials 1102 in 5 ist. Ferner wird die Fläche derart behandelt, dass der Flächenwiderstand relativ zum Bahnwiderstand der Abstandshalterwand 908 niedrig ist, wodurch ermöglicht wird, dass die Ladung leicht von den Abstandshalterwänden 908 zur Rückplatte 903 oder von der Frontplatte 902 fließt, jedoch nicht so niedrig, dass ein hoher Strömungsfluß an dem Hochspannungsphosphor auf der Frontplatte 902 und somit ein großer Energieverlust auftritt.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bestehen die Abstandshalter 908 aus Keramik und die Beschichtung 904 ist ein Material mit einer sekundären Emissionsrate δ kleiner als 4 und mit einem Flächenwiderstand ρ_s zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/. In einem zusätzlichen Ausführungsbeispiel besitzt das für die Beschichtung 904 verwendete Material den oben erwähnten Flächenwiderstand ρ_s und eine sekundäre Emissionrate δ kleiner als 2. Die Beschichtung 904 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist beispielsweise Chromoxid, Kupferoxid, Carbon, Titanoxid, Vanadiumoxid oder eine Mischung aus diesen Materialien. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Beschichtung 904 Chromoxid. Die Beschichtung 904 besitzt eine Dicke zwischen 0,05 μm und 20 μm.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt die Beschichtung 904 eine erste Beschichtung, die auf der Abstandshalterwand 908 gebildet ist, aus einem Material mit einem Flächenwiderstand ρ_s zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/- ohne Bezug zu der Größe der sekundären Emissionsrate δ. Die erste Beschichtung wird dann durch eine zweite Beschichtung mit einer sekundären Emissionsrate δ kleiner als 4 in einem Ausführungsbeispiel und kleiner als 2 in einem weiteren Ausführungsbeispiel beschichtet. Das Material für die erste Beschichtung ist beispielsweise Titan-Chromoxid, Silikoncarbid oder Silikonnitrid. Das Material für die zweite Beschichtung ist beispielsweise Chromoxid, Kupferoxid, Carbon, Titanoxid, Vanadiumoxid oder eine Mischung aus diesen Materialien. Die Gesamtdicke der Beschichtungen 904 liegt zwischen 0,05 μm und 20 μm.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Abstandshalterwände 908 oberflächendotiert, um einen Flächenwiderstand ρ_s zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/herzustellen. Die Abstandshalterwände 908 werden dann mit einer Beschichtung 904 mit einer sekundären Emissionsrate δ kleiner als 4 in einem ersten Ausführungsbeispiel und kleiner als 2 in einem weiteren Ausführungsbeispiel beschichtet. Die Dotiersubstanz kann beispielsweise Titan, Eisen, Mangan oder Chrom sein. Die Beschichtung 904 ist beispielsweise Chromoxid, Kupferoxid, Carbon, Titanoxid oder Vandadiumoxid oder eine Mischung aus diesen Materialien. In einem Ausführungsbeispiel besteht die Beschichtung 904 aus Chromoxid. Die Beschichtung 904 besitzt eine Dicke zwischen 0,05 μm und 20 μm.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Abstandshalterwände 908 mit einer Konzentration oberflächendotiert, um damit einen Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/zu erzeugen. Die Dotiersubstanz kann beispielsweise Titan, Eisen, Mangan oder Chrom sein.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Abstandshalterwände 908 aus einem teilweise elektrisch leitfähigen keramischen oder glas-keramischen Material hergestellt.
Die oben beschriebene Beschichtung 904 kann auf der Abstandshalterwand 908 durch irgendein passendes Verfahren gebildet werden. Beispielsweise kann die Beschichtung 904 gemäß den gut bekannten Techniken gebildet werden, beispielsweise durch thermische oder plasma-verbesserte chemische Dampfabschei dung, durch Sputtern, durch Verdampfung, durch Bilddrucken, durch Aufrollen, durch Sprühen oder durch Eintauchen. Egal welches Verfahren verwendet wird, es ist wünschenswert, eine Beschichtung 904 mit einer Flächenwiderstands-Gleichmäßigkeit von ± 2 % zu bilden. Typischerweise wird dies durch Steuern der Dicke der Beschichtung 904 innerhalb einer bestimmten Toleranz bewerkstelligt.
Eine Alternative zur Beschichtung der Abstandshalterflächen ist es, einen Vorteil aus einem Material zu ziehen, welches in den anfänglichen Keramikschichten enthalten ist, welches in einem späteren Brennverfahren etwas leitfähig gemacht werden kann.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Behandlung von Abstandshalterwänden zum Minimieren oder Eliminieren einer Aufladung der Oberflächen der Abstandshalterwände beschrieben. In den Ausführungsbeispielen der Erfindung mit einer Abstandshalterstruktur, beispielsweise der Abstandshalterstruktur 608 (2), werden die Flächen der Löcher in der Abstandshalterstruktur, durch welche die Elektronen fließen, zum Minimieren oder Eliminieren einer Aufladung dieser Flächen behandelt, wie oben beschrieben wurde.
Die 6A bis 6D illustrieren Querschnittsansichten der Grenzfläche zwischen einer Abstandshalterwand, einer Widerstandsbeschichtung, einer Kantenmetallisierung und zwischen Fokussierungsrippen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Die Beschichtung in jedem Ausführungsbeispiel kann eine der oben beschriebenen Beschichtungen unter Bezugnahme auf die 3A, 3B sein. In jedem Ausführungsbeispiel ist eine scharf definierte Kantenmetallisierungs-Widerstandsbeschichtungs-Grenzfläche gebildet, die ge radlinig ist und in einer konstanten Höhe der Kathode derart gebildet ist, dass ein geradliniges Äquipotential an der Basis der Abstandshalterwand entlang der Länge der Abstandshalterwand parallel zu der Rückplatte definiert ist. Die Kantenmetallisierung gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen in der vorliegenden Erfindung kann auf den Kantenflächen der Abstandshalterwände durch die oben beschriebenen Techniken zum Bilden einer Widerstandsbeschichtung 904 gebildet werden.
In 6A ist eine Widerstandsbeschichtung 1204 auf den Seitenflächen 1208a einer Abstandshalterwand 1208 gebildet. Die Beschichtung 1204 ist auf den Seitenflächen 1208a derart gebildet, dass sich die Beschichtung 1204 nicht über das Ende der Seitenflächen 1208a koaxial erstreckt. Eine Kantenmetallisierung 1206 ist auf den Endflächen 1208b der Abstandshalterwand 1208 derart gebildet, dass die Kantenmetallisierung 1206 sich nicht über die Beschichtung 1204 hinaus erstreckt.
In 6B ist eine Widerstandsbeschichtung 1214 auf den Seitenflächen 1218a und der Endfläche 1218b einer Abstandshalterwand 1218 gebildet, um die Abstandshalterwand 1218 vollständig zu beschichten bzw. zu bedecken. Eine Kantenmetallisierung 1206 ist benachbart dem Abschnitt der Beschichtung 1218 gebildet, der auf der Endfläche 1218b der Abstandshalterwand 1218 gebildet ist, so dass die Kantenmetallisierung 1206 sich nicht über die Kante der Beschichtung 1204 erstreckt.
In 6C ist die Widerstandsbeschichtung 1214 auf den Seitenflächen 1218a und der Endfläche 1218b der Abstandshalterwand 1218 gebildet, um die Abstandshalterwand 1218 vollständig zu beschichten bzw. zu bedecken. Die Kantenmetallisierung 1216 ist benachbart dem Abschnitt der Beschichtung 1214 gebildet, der auf der Endfläche 1218b der Abstandshalterwand 1218 gebildet ist, so dass die Metallisierung 1216 die Beschichtung 1214 überlappt und sich um die Ecken der Beschichtung 1214 herum bis zu einer genau definierten Höhe erstreckt.
In 6D ist die Widerstandsbeschichtung 1204 auf den Seitenflächen 1208a der Abstandshalterwand 1208, wie in 6A dargestellt ist, derart gebildet, dass sich die Beschichtung 1204 nicht über das Ende der Seitenflächen 1208a erstreckt. Die Kantenmetallisierung 1216 ist benachbart dem Abschnitt der Beschichtung 1204 gebildet, der auf der Endfläche 1208b der Abstandshalterwand 1208 gebildet ist, so dass die Metallisierung 1216 die Beschichtung 1204 überlappt und sich um die Ecken der Beschichtung 1204 herum bis zu einer genau definierten Höhe erstreckt.
Wie oben beschrieben wurde, sind die Elektroden 915 in Intervallen an den Oberflächen der Abstandshalterwände 908 gebildet, die innerhalb der Umhüllung 901 freigelegt sind. Die Spannungen an diesen Elektroden 915 werden durch einen Spannungsteiler festgelegt. Der Spannungsteiler kann entweder die Beschichtung 904 oder ein Widerstandsstreifen außerhalb des aktiven Bereichs des Bildschirms 900 sein, der mit elektrisch leitfähigen Spuren verbunden ist, die sich von jeder der Elektroden 915 erstrecken. Um die gewünschten Spannungen an jeder Elektrode 915 zu erzielen, kann der Spannungsteiler durch Entfernen von Material von dem Spannungsteiler an ausgewählten Stellen zum Erhöhen des Widerstandes an diesen Stellen falls notwendig "getrimmt" werden. Das Trimmen kann beispielsweise unter Verwendung eines Lasers für eine Ablation bzw. ein Ablösen von Material von dem Spannungsteiler aus geführt werden. Alternativ kann zum Erzielen des selben Effekts das Material von ausgewählten Spuren der elektrisch leitfähigen Spuren entfernt werden, die sich von einem Spannungsteiler außerhalb der Umhüllung zu den Elektroden 915 erstrecken, beispielsweise kann die Länge von einer oder mehreren Spuren außerhalb der Umhüllung 901 verkürzt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, dient die Beschreibung lediglich einer Illustration, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Zusätzliche, parallele, dunkle, nicht-reflektierende Rippen könnten auf der Frontplatte 302 gebildet werden, die sich senkrecht zu den Rippen 314 erstrecken.
Phosphorstreifen 313 könnten aus dünnen Phosphorfilmen anstatt aus Phosphorteilchen geschaffen werden. Licht-emittierende Bereiche 313 könnten mit anderen Elementen als Phosphor (in Teilchen- oder Filmform) implementiert werden.
Eine transparente Anode, die direkt mit der Frontplatte 302 verbunden ist, könnte anstelle oder in Verbindung mit der licht-reflektierenden Schicht 315 verwendet werden. Eine derartige Anode würde typischerweise aus einer Schicht aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Material wie beispielsweise Indium-Zinnoxid bestehen. Die Frontplatte 302 und, falls vorhanden, die damit verbundene transparente Anode bilden dann einen Hauptabschnitt der licht-emittierenden schwarzen Matrixstruktur.

Claims

Flachbildschirmeinrichtung (600, 900), die folgendes umfasst: eine Frontplatte (602, 902); eine Rückplatte (603, 903, 1203), die mit der Frontplatte verbunden ist, um eine abgedichtete Umhüllung (601, 901) zu bilden; ein Mittel (609/612/613, 909/913) zum Emittieren von Licht von der Flachbildschirmeinrichtung; einen Abstandshalter (607/608, 908, 1208, 1218), der in der Umhüllung angeordnet ist und die Rückplatte und die Frontplatte gegenüber in einer Richtung auf die Umhüllung zu wirkenden Kräften stützt, wobei der Abstandshalter Seitenflächen (1208a, 1218a) und eine Endfläche (1208b, 1218b) in der Nähe der Rückplatte aufweist, wobei die Seitenflächen des Abstandshalters so behandelt sind, daß der Ladungsaufbau auf den Seitenflächen des Abstandshalters derart verhindert wird oder minimiert ist, daß der Abstandshalter entlang den Seitenflächen des Abstandshalters einen Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/Quadrat aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kantenmetallisierung (906, 1206, 1216) an der Endfläche entlang der gesamten Länge des Abstandshalters ausgebildet ist, welche eine Äquipotentialfläche auf der Endfläche entlang der gesamten Länge des Abstandshalters bildet und die Kantenmetallisierung den Abstandshalter mit über der Rückplatte angeordnetem elektrisch leitendem Material verbindet.
Einrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mit einer Beschichtung (904, 1204, 1214), die über den Seitenflächen des Abstandshalters ausgebildet ist, wobei die Beschichtung aus einem Material mit einer sekundären Emissionsrate unter 4 und einem Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/Quadrat besteht.
Einrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin folgendes umfaßt: eine erste Beschichtung, die über den Seitenflächen des Abstandshalters ausgebildet ist, wobei die erste Beschichtung aus einem Material mit einem Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/Quadrat besteht; und eine zweite Beschichtung, die über der ersten Beschichtung ausgebildet ist, wobei die zweite Beschichtung aus einem Material mit einer sekundären Emissionsrate unter 4 besteht.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Seitenflächen des Abstandshalters mit einer Dotierungssubstanz oberflächendotiert sind, um einen Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/Quadrat zu erhalten.
Einrichtung nach Anspruch 4, wobei die Dotierungssubstanz aus mindestens einem der Stoffe Titan, Eisen, Mangan und Chrom besteht.
Einrichtung nach Anspruch 4, weiterhin mit einer Beschichtung (904, 1204, 1214), die über den dotierten Seitenflächen des Abstandshalters ausgebildet ist, wobei die Beschichtung aus einem Material mit einer sekundären Emissionsrate unter 4 besteht.
Einrichtung nach Anspruch 2 oder 6, wobei die Beschichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Chromoxid, Kupferoxid, Kohlenstoff, Titanoxid und Vanadiumoxid.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, wobei der Abstandshalter eine allgemein flache Abstandshalterwand (908, 1208, 1218) umfaßt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, wobei der Abstandshalter eine Abstandshalterstruktur (608) umfaßt, durch die mehrere Abstandshalterstrukturlöcher (614) ausgebildet sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1–9, weiterhin mit einer Elektrode (917), die über einer Fläche des Abstandshalters nahe einer Grenzfläche zwischen dem Abstandshalter und dem über der Rückplatte angeordneten leitenden Material ausgebildet ist, wobei die Spannung der Elektrode so gesteuert wird, daß in der Nähe der Grenzfläche eine gewünschte Spannungsverteilung erzielt wird.
Einrichtung nach Anspruch 10, wobei die Elektrode bezüglich einer Innenfläche der Rückplatte einen schlangenförmigen Weg aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1–9, weiterhin mit mehreren Elektroden (917), die in Abständen über mindestens einer der Seitenflächen des Abstandshalters ausge bildet sind, wobei die Spannung jeder Elektrode so gesteuert wird, daß zwischen dem über der Rückplatte angeordneten leitenden Material und über der Frontplatte angeordnetem, elektrisch leitendem Material eine gewünschte Spannungsverteilung erzielt wird.
Einrichtung nach Anspruch 12, weiterhin mit einem Spannungsteiler (904), der die Spannung jeder Elektrode festlegt.
Einrichtung nach Anspruch 13, wobei der Spannungsteiler eine Widerstandsbeschichtung (904) umfaßt, die über mindestens einer der Seitenflächen des Abstandshalters ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1–14, weiterhin mit einer zweiten Kantenmetallisierung (905), die derart zwischen einer zweiten Endfläche des Abstandshalters und der Frontplatte angeordnet ist, daß die zweite Kantenmetallisierung den Abstandshalter mit über der Frontplatte angeordnetem elektrisch leitendem Material verbindet.
Einrichtung nach Anspruch 15, weiterhin mit einer Widerstandsbeschichtung (904, 1204, 1214), die über den Seitenflächen des Abstandshalters ausgebildet ist, wobei die erste und zweite Kantenmetallisierung mit der Widerstandsbeschichtung elektrisch verbunden ist.
Flachbildschirmeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-16, weiterhin mit Seitenwänden (604a, 604b), durch die die Frontplatte mit der Rückplatte verbunden ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1–17, wobei das Mittel zum Emittieren von Licht aus folgendem besteht: einer Feldemitterkathode (909); und einem über der Frontplatte angeordneten lichtemittierenden Material (913).
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die behandelten Seitenflächen des Abstandshalters eine Beschichtung (904, 1204, 1214) umfassen, die über den Seitenflächen des Abstandshalters ausgebildet ist, wobei die Beschichtung aus einem Material mit einer sekundären Emissionsrate unter 4 und einem Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/Quadrat besteht.
Einrichtung nach Anspruch 19, wobei die Beschichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Chromoxid, Kupferoxid, Kohlenstoff, Titanoxid und Vanadiumoxid.
Verfahren zur Montage einer Flachbildschirmeinrichtung (600, 900), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Befestigen eines Abstandshalters (607/608, 908, 1208, 1218) zwischen einer Rückplatte (603, 903, 1203) und einer Frontplatte (602, 902); Behandeln von Seitenflächen (1208a, 1218a) des Abstandshalters, so daß der Ladungsaufbau auf den Seitenflächen des Abstandshalters derart verhindert wird oder minimiert ist, daß der Abstandshalter entlang den Seitenflächen des Abstandshalters einen Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/Quadrat aufweist; Definieren einer Aquipotentialfläche auf einer Endfläche (1208b, 1218b) des Abstandshalters entlang der gesamten Länge des Abstandshalters durch Beschichten der Endflä che entlang der gesamten Länge des Abstandshalters mit einer Kantenmetallisierung (906, 1206, 1216), die den Abstandshalter mit über der Rückplatte angeordnetem elektrisch leitendem Material verbindet; und Abdichten der Rückplatte und Frontplatte miteinander, um den Abstandshalter in einer Umhüllung (601, 901) zu ummanteln.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Behandlungsschritt das Ausbilden einer Widerstandsbeschichtung (904, 1204, 1214) über den Seitenflächen des Abstandshalters umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Widerstandsbeschichtung eine sekundäre Emissionsrate unter 4 und einen Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/Quadrat aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Behandlungsschritt folgendes umfaßt: Ausbilden einer ersten Beschichtung mit einem Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/Quadrat über den Seitenflächen des Abstandshalters; und Ausbilden einer zweiten Beschichtung mit einer sekundären Emissionsrate unter 4 über der ersten Beschichtung.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem bei dem Behandlungsschritt die Seitenflächen des Abstandshalters mit einer Dotierungssubstanz dotiert werden, um den Seitenflächen des Abstandshalters einen Flächenwiderstand zwischen 10⁹ und 10¹⁴ Ohm/Quadrat zu verleihen.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Dotierungssubstanz aus mindestens einem der Stoffe Titan, Eisen, Mangan und Chrom besteht.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei bei dem Behandlungsschritt weiterhin über den dotierten Seitenflächen des Abstandshalters eine Beschichtung (904, 1204, 1214) mit einer sekundären Emissionsrate unter 4 ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21–27, wobei der Abstandshalter eine allgemein flache Abstandshalterwand (908, 1208, 1218) umfaßt.