DE69511813T2

DE69511813T2 - Dünnpaneelanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69511813T2
Application number: DE69511813T
Authority: DE
Inventors: Jan Kleine; Henricus Ligthart; Harm Tolner; Hermanus Tuin
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1995-05-05
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2015-05-06
Also published as: EP0708974A1; EP0708974B1; DE69511813D1; JPH09500491A; US5811921A; WO1995031821A3; WO1995031821A2; KR100371040B1; KR960704333A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildwiedergabeanordnung mit einer Hülle mit einer durchsichtigen Vorderwand mit einem Bildschirm mit einem Muster von Phosphorelementen und mit einer Rückwand, mit Elektronenquellenmitteln, mit zwischen diesen Mitteln und der Vorderwand einem Adressierungssystem um gewünschte Bildelemente zu adressieren und mit einer mit Öffnungen zum Transportieren von Elektronen versehenen Schirmdistanzplatte aus elektrisch isolierendem Material, wobei es im Betrieb an der Dicke der genannten Platte einen Spannungsunterschied gibt.
Die oben beschriebene Wiedergabeanordnung ist von dem Dünnpaneeltyp. Wiedergabeanordnungen dieser Art betreffen beispielsweise Elektronenstrahlröhrenanordnungen mit einer durchsichtigen Vorderwand und einer in einem besimmten Abstand davon vorgesehenen Rückwand, wobei an der Innenoberfläche einer Vorderwand ein Muster von Phosphorpunkten vorgesehen ist. Wenn (durch Bildinformation gesteuerte) Elektronen den Leuchtschirm treffen, wird ein sichtbares Bild erzeugt, das an der Vorderseite der Vorderwand sichtbar ist. Die Vorderwand kann flach sein oder gewünschtenfalls gekrümmt (beispielsweise sphärisch oder zylinderförmig). Ein anderer Typ einer Dünnpaneelwiedergabeanordnung ist beispielsweise die Plasmawiedergabeanordnung, wobei eine Anzahl Gasentladungszellen zu einer Matrix gegliedert sind, wobei diese Zellen mit zwei Sätzen sich kreuzender Elektroden adressiert werden. Eine Gasentladung in einer Zelle verursacht UV-Strahlung, die einen oder mehrere der Zelle zugeordnete Phosphore erregt.
Eine in US 5.313.136 beschriebene Dünnpaneelwiedergabeanordnung umfasst eine Anzahl Quellen zum Emittieren von Elektronen, mit den Quellen zusammenarbeitende Elektronenfortpflanzungsmittel, mit je einer Wand aus einem hochohmigen, elektrisch nahezu isolierenden Material mit einem zum Fortpflanzen emittierter Elektronen geeigneten sekundären Emissionskoeffizienten und einem Adressierungssystem mit reihenweise ansteuerbaren Elektroden (Selektionselektro den) um Elektronen an vorbestimmten dem Leuchtschirm zugewandten Extraktionsstellen den Fortpflanzungsmitteln zu entnehmen, wobei weiterhin Mittel vorgesehen sind um extrahierte Elektronen Phosphorbildelementen des Bildschirms zuzuführen zum Erzeugen eines aus Punkten aufgebauten Bildes.
Der Wirkungsweise der in US 5.323.136 beschriebenen Bildwiedergabeanordnung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass wenn man Elektronen auf eine Wand aus hochohmigem, elektrisch nahezu isolierendem Material (beispielsweise Glas oder Kunststoff) schießt, Elektronenfortpflanzung möglich ist, wenn (durch Anlegung eines Potentialunterschieds an den Enden der Wand) über eine bestimmte Länge der Wand ein elektrisches Feld ausreichender Stärke erzeugt wird. Die eingeschossenen Elektronen erzeugen dabei durch Wandinteraktion sekundäre Elektronen, die zu einem weiteren Wandteil gezogen werden und ihrerseits durch Wandinteraktion wieder sekundäre Elektronen erzeugen, usw.: das sog. "Hopping"-Phenomen.
Von dem obenstehenden Prinzip ausgehend lässt sich eine Dünnpaneelwiedergabeanordnung dadurch verwirklichen, dass eine Anzahl "Köcher", die Fortpflanzungsleitungen bilden, auf der dem Bildschirm zugewandten Seiten mit adressierbaren Extraktionsöffnungen versehen werden, wodurch selektiv Elektronen aus den "Köchern" gezogen werden können, die dem Schirm zugeführt (und beschleunigt) werden können zum durch Erregung der Bildelemente Erzeugen eines aus Punkten aufgebauten Bildes.
In EP-A-464 937 wird isbesondere ein Mehrstufenadressierungssystem mit einer Vorselektionsplatte mit einem Muster adressierbarer Vorselektionslöcher (auch als Grobselektionslöcher zu bezeichnen) und mit einer Feinselektionsplatte mit einem Muster adressierbarer Feinselektionslöcher beschrieben. Die Vor- und die Feinselektionsplatte können durch eine oder mehrere mit Löchern zum Hindurchlassen von Elektronen versehene Distanzplatten voneinander getrennt sein. Ein Mehrstufenselektionssystem mit einer gegenüber der Anzahl Bildelemente reduzierten Anzahl Extraktionsstellen zur Vorselektion und denen unmittelbar oder mittelbar zugefügten, der Anzahl Phosphorbildelementen entsprechenden (Fein)selektionslöchern bietet Vorteile in Bezug auf beispielsweise die Extraktionseffizienz und die erforderliche Anzahl Anschlüsse/Treiber.
Der Leuchtschirm wird auch als Phosphorschirm bezeichnet. Ein wesentlicher Teil der obengenannten Wiedergabeanordnungen ist die Schirmdistanzplatte, eine mit Löchern versehene Platte aus dielektrischem Material, die als Vakuumunterstützung dient und zugleich dazu dienen kann, das "Übersprechen" zwischen den Pixeln zu vermeiden.
Die Distanzplatte befindet sich zwischen den Feinselektionselektroden und dem Leuchtschirm. Wegen der Effizienz und des Sättigungsverhaltens des Phosphors ist es von wesentlicher Bedeutung, dass die Beschleunigungsspannung zu dem Leuchtschirm möglichst hoch ist. Je nach den verwendeten Phosphoren ist 1 kV oder öfter noch 4 bis 5 kV eine minimal erforderliche Spannung. Damit dieser Spannungsunterschied möglich wird, muss eine Anzahl Maßnahmen in Bezug auf die Distanzplatte getroffen werden.
Die Feinselektionsplatte, die Distanzplatte und der Leuchtschirm bestehen aus isolierendem Material, insbesondere Glas. Auf der Feinselektionsplatte ist mustermäßig eine Metallisierung aufgetragen, beispielsweise Nickel, Aluminium oder Kupfer. Auf dem Leuchtschirm ist eine niederohmige transparente leitende Schicht angebracht, beispielsweise ITO. Auf dieser Schicht ist das Phosphormuster und (ggf.) eine "Black Matrix" angebracht; der Leuchtstrom wird über die leitende Schicht abgeführt. Eine typische Dicke der Distanzplatte ist 0,1-1,0 mm. Der Spannungsunterschied zwischen den Feinselektionselektroden und der ITO-Schicht am Leuchtschirm soll nun hoch genug sein um die Phosphore effizient anzusteuern.
In der Praxis stellt es sich heraus, dass bisher unerklärbare Bildfehler auftreten, die sich als nicht einheitliche Leuchtdichte, Kleckse oder Fahlheit darstellen. Forschung im Rahmen der Erfindung hat gezeigt, dass diese Fehler stromabhängig sind. Das heißt, dass es sich um Lagen- oder Landungsfehler handelt, die dadurch entstehen, dass die Lage (und die Form) des Punktes am Leuchtschirm von dem Strom abhängig ist.
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung der eingangs er wähnten Art zu schaffen, die ein verbessertes Verhalten in Bezug auf die obengenannten Fehler zeigt.
Eine Anordnung der eingangs erwähnten Art weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Platte aus einem Glasmaterial besteht mit einem elektrischen Widerstand R (in Ohm cm); der der nachfolgenden Anforderung entspricht:
Log R (Ohm cm) ≥ 8 bei 250ºC.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass wenn die Intensität des Stromes sich ändert, das Wandpotential der Löcher in der Distanzplatte sich ändern kann, wenn der elektrische Widerstand nicht hoch genug ist. Wenn durch die Löcher zum Schirm Elektronen hindurchgehen, werden im Allgemeinen die Wände der Löcher sich aufladen. Dieses Aufladen erfolgt hauptsächlich dadurch, dass die Elektronen von dem Leuchtschirm weg zurückgestreut werden. Unterschiede in dem Wandzustand (Ladung) kann dazu führen, dass der Elektronenstrahl das einem Loch zugeordneten Phosphorelement nicht immer in der Mitte trifft. Die Lage des Punktes ist dann nicht stabil, was zu Uniformitätsfehlern (Fahlheit) führt.
Das bisher meistens wegen der Flachheit und Verfügbarkeit in den gewünschten Größen verwendete Fensterglas hat einen Widerstand R (in Ohm cm) wofür gilt Log R (Ohm cm) < 7 (bei 250ºC). Nach der Erfindung soll Log R mindestens gleich 8 sein, damit Puntverlagerung vermieden wird. Besser noch ist ein Material mit Log R (Ohm cm) ≥ 10 und vorzugsweise ist Log R (Ohm cm) ≥ 12.
Abgesehen davon, dass sie der obenstehenden Widerstandsanforderung entsprechen sollen, ist es für eine gute Verarbeitung weiterhin noch von Bedeutung, dass die verwendeten Platten, also nebst der mit Öffnungen versehenen Distanzplatte auch die Vorder- und die Rückwand und/oder die etwaigen weiteren internen Platten in Bezug auf den linearen Ausdehnungskoeffizienten weniger als 1 · 10&supmin;&sup6; abweichen und sich gut verarbeiten lassen, d. h., dass vorzugsweise ebenso schnell wie bei Fensterglas Öffnungen darin vorgesehen werden können. Es hat sich herausgestellt, dass Borsilikatglas sich bewährt hat. Es stellt sich heraus, dass in Borsilikatglas mit Hilfe eines Pulverstrahlverfahrens und einer Maske etwa ebenso schnell Lochmuster ange bracht werden können wie bei Fensterglas. Es stellt sich heraus, dass das mit Hilfe einer Schleifscheibe Einschleifen einer Anzahl schmaler, dicht beisammen liegender Kanäle, wie dies beispielsweise bei bestimmten Typen flacher, dünner Wiedergabeanordnungen erforderlich ist für die sog. Kanalplatte, bei Borsilikatglas sogar wesentlich schneller geht, bis zweimal schneller, als bei Fensterglas. Dies bietet die Möglichkeit, wirtschaftlich verantwortet die Kanäle in einem relativ langsamen Läppverfahren statt durch Schleifen anzubringen. Beim Läppen wird eine langsam hin und hergehende Metallklinge und ein Schleifmittel verwendet. Ein Vorteil ist, dass dabei die Temperatur der Glasplatte kaum ansteigt, wodurch höhere Toleranzen erzielbar sind und Bruchstellen infolge des Auftretens von Spannungen weniger schnell auftreten. Ein zusätzlicher Vorteil von Borsilikatglasplatten bei Verwendung in Wiedergabeanordnungen, wobei eine Spannung an der Platte vorhanden ist, ist weiterhin, dass die Lebensdauer wesentlich höher ist als die von Fensterglasplatten.
Bei Glasplatten (Distanzplatten), auf denen ein Metallisierungsmuster (beispielsweise ein Muster von Adressierungselektroden) angebracht ist und woran im Betrieb wesentliche elektrische Spannungen angelegt werden, stellt es sich heraus, dass in der Praxis oft Unterbrechungen in dem Metallisierungsmuster entstehen. Eine weitere Erkenntnis der Erfindung ist, dass derartige Unterbrechungen dadurch entstehen, dass die Metallschicht sich örtlich lockert. Lockerung tritt auf, wenn das Glasmaterial eine wesentliche Menge Alkalimetall, wie insbesondere Na aufweist, das unter dem Einfluss der angelegten Spannung zu einer Oberfläche hin diffundieren kann. Um dies zu vermeiden soll Glas mit einer wesentlich niedrigeren Beweglichkeit, d. h. alkalifreies Glas, wie Borsilikat, alkaliarmes Glas, oder Glas, das nebst Na eine vorzugsweise vergleichbare Menge K enthält, sog. Bi-Alkaliglas, verwendet werden. (K bremst die Beweglichkeit von Na und umgekehrt. Die Na&spplus;-Beweglichkeit ohne K ist 10&supmin;¹&sup0; bis 10&supmin;¹¹ cm²/Vs).
Bei anderen Glasplatten ohne Metallisierung als die Distanzplatte, woran es im Betrieb eine elektrische Spannung gibt (beispielsweise eine Platte über die Elektronen "hoppen") können ebenfalls Probleme auftreten. Es ist nun einer Erkenntnis der Erfindung, dass diese Probleme darauf beruhen, dass wenn Alkalimaterial zu der Oberfläche hin migriert, der sekundäre Emissionskoeffizient sich ändert. Das "Hopp"-Verfahren kann dadurch gestört werden. Auch hier sollen also die obengenannten Anforderungen gestellt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, schaubildliche Ansicht, teilweise weggeschnitten, eines Teils einer (Farb)bildwiedergabeanordnung mit Elektronenfortpflanzungsleitungen, einem Adressierungssystem mit einer mit Löchern versehenen Vorselektionsplatte, einer mit Löchern versehenen Feinselektionsplatte und einer Distanzplatte, deren Einzelteile nicht maßgerecht dargestellt sind,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch einen Teil einer Anordnung vom Typ nach Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 2,
Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht, teilweise weggeschnitten, einer Ausführungsform einer Wiedergabeanordnung nach der Erfindung, und
Fig. 5 eine alternative Form der Figurkonstruktion.
Fig. 1 zeigt eine Dünnpaneelbildwiedergabeanordnung vom Typ mit Elektronenfortpflanzungsleitungen mit einem Wiedergabepaneel (Fenster) 3 und einer gegenüberliegenden Rückwand 4. Auf der Innenoberfläche des Fensters 3 ist ein Bildschirm 7 vorgesehen, der ein (beispielsweise hexaginales) Muster aus rot (R), grün (G) bzw. blau (B) aufleuchtenden Phosphorelementen umfasst. Bei der dargestellten Ausführungsform liegen Trios von Phosphorelementen in Bahnen quer zur langen Bildschirmachse ("vertikal versetzt", siehe Einsatz), aber die Erfindung beschränkt sich nicht darauf. Auch eine "horizontal versetzte" Gliederung ist beispielsweise möglich.
In der Nähe einer Wand 2, die das Paneel 3 und die Rückwand 4 miteinander verbindet, ist eine Elektronenquellenanordnung 5, beispielsweise eine Zeilenkathode, vorgesehen, die durch Elektroden eine Vielzahl, beispielsweise 600, Elektronenemitter liefert, oder eine entsprechende Anzahl einzelne Emitter. Diese letzteren brauchen je einen nur relativ geringen Strom zu liefern, so dass viele Typen (kalte sowie thermische) Kathoden als Emitter verwendbar sind. Die Emitter können durch eine Video-Ansteuerungsschaltung angesteuert werden. Die Elektronenquellenanordnung 5 ist gegenüber Eingangsöffnungen einer Reihe sich nahezu parallel zu dem Schirm erstreckender, durch Köcher 6, 6', 6", .... usw. Elektronenfortpflanzungsleitungen vorgesehen, in diesem Fall nur einen Köcher je Elektronenquelle. Diese Köcher haben durch die Rückwand 4 und die Zwischenwände 12, 12', ... definierte Hohlräume 11, 11', 11", .... Die Hohlräume 11, 11', ... können auf alternative Weise in der Rückwand 4 selber vorgesehen sein. Wenigstens eine Wand (vorzugsweise die Rückwand) jedes Köchers soll wenigstens in der Fortpflanzungsrichtung einen zur Elektronenfortpflanzung geeigneten hohen elektrischen Widerstand und über ein bestimmtes Gebiet primärer Elektronenenergien einen sekundären Emissionskoeffizienten δ > 1 haben oder mit einer Deckschicht mit derartigen Eigenschaften versehen sein. Dadurch, dass dafür gesorgt wird, dass es an der Höhe der Köcher 6, 6', 6", ... einen Potentialunterschied Vp gibt, wird ein axiales Fortpflanzungsfeld in den Köchern erzeugt.
Der elektrische Widerstand des Wandmaterials hat einen derartigen Wert, dass bei einer Feldstärke in der axialen Richtung in den Köchern in der Größenordnung von Hindert bis einige Hundert Volt je cm erforderlich zur Elektronenfortpflanzung, möglichst wenig Strom (vorzugsweise weniger als beispielsweise 10 mA) insgesamt in den Wänden fließt. Dadurch, dass zwischen der Reihe 5 von Elektronenquellen und den Köchern 6, 6', 6", eine Spannung von einigen Zehn bis einigen Hindert Volt (Größe der Spannung abhängig von den Umständen) vorgesehen wird, werden Elektronen aus den Elektronenquellen zu den Köchern hin beschleunigt, wonach sie in den Köchern die Wände treffen und sekundäre Elektronen erzeugen.
Die Erfindung benutzt die in EP-A-400 750 und EP-A-436 997 veröffentliche Erkenntnis, dass Vakuum-Elektronentransport innerhalb von Köchern mit Wänden aus hochohmigem, elektrisch nahezu isolierendem Material möglich ist, wenn in der Längsrichtung des Köchers ein elektrisches Feld ausreichender Größe angelegt wird.
In dem Raum zwischen den Köchern und dem auf der Innenwand des Paneels 3 vorgesehenen Leuchtschirm 7 ist ein (versetztes) Adressierungssystem 100 vorgesehen, das eine (aktive) Vorselektionsplatte 10a, eine (passive) Hemmungsplatte 10b und eine (aktive) (Fein-)selektionsplatte 10c aufweist (siehe auch Fig. 2). Die Struktur 100 ist durch eine sog. Distanzplatte 101 in Form einer mit Löchern versehenen Platte aus elektrisch isolierendem Material von dem Leuchtschirm 7 getrennt.
Fig. 2 zeigt schematisch und im Schnitt detailliert einen Teil der Wiedergabeanordnung nach Fig. 1 und insbesondere der Adressierungsstruktur 100 mit der Vorselektionsplatte 10a mit Löchern 8, 8', 8", ... und mit der Feinselektionsplatte 10b mit Sätzen von Löchern R, G, B. Jedem Vorselektionsloch 8, 8', 8" usw. sind in diesem Fall drei Feinselektionslöcher R, G, B zugeordnet. In der schematischen Fig. 2 liegen die Löcher R, G, B fluchtend. In Wirklichkeit liegen sie aber in einer dem Phosphorpunktmuster entsprechenden Konfiguration (Siehe Fig. 1). Zwischen der Vorselektionsplatte 10a und der Feinsekeltionsplatte 10c ist in diesem Fall eine mit Löchern versehene Hemmungsplatte 10b mit Löchern 108, 108', 108", ...., vorgesehen, die vermeidet, dass Elektronen aus den Fortpflanzungsleitungen 11 unmittelbar über ein Feinselektionsloch den Bildschirm treffen können (sog. unerwünschte "Direktauftreffen").
Zwischen der Struktur 100 und der Rückwand 4 sind Elektronenfortpflanzungsleitungen 6 mit Transporthohlräumen 11, 11', .... gebildet. Damit Elektronen über die Löcher 8, 8', .... den Leitungen 6 entnommen werden können, sind adressierbare, sich von Loch zu Loche erstreckende, die Löcher umgebende metallene Vorselektionselektroden 9, 9' usw. in ("horizontalen") Reihen parallel zu der langen Bildschirmachse an beispielsweise der Bildschirmseite der Platte 10a vorgesehen.
Die Wände der Löcher 8, 8', ... können durchmetallisiert sein.
Die Feinselektionsplatte 10c ist auf gleichartige Weise wie die Platte 10a mit "horizontal orientierten" adressierbaren Reihen (Fein-)Selektionselektroden versehen, damit eine Feinselektion verwirklicht werden kann. Von Bedeutung dabei ist die Möglichkeit, entsprechende Reihen Feinselektionselektroden unmittelbar oder kapazitiv zu verbinden. Es hat ja bereits eine Vorselektion stattgefunden und Elektronen können im Grunde nicht an einer falschen Stelle landen. Dies bedeutet, dass ihr diese Form von Feinselektion nur eine Gruppe oder eine geringe Anzahl von Gruppen von drei einzeln durchgeführten Feinselektionselektroden erforderlich ist.
Die Vorselektionselektroden 9, 9', ... werden auf eine linear ansteigende DC-Spannung gesetzt, beispielsweise dadurch, dass sie an einen Widerstandsteiler angeschlossen werden. Der Widerstandsteiler wird derart an eine Spannungsquelle angeschlossen, dass über die Länge der Fortpflanzungsleitungen die richtige Potentialverteilung erzeugt wird zum Transportieren von Elektronen in den Leitungen. Ansteuerung erfolgt beispielsweise dadurch, dass aufeinanderfolgenden Vorselektionselektroden während kurzer Zeit ein Impuls (von bq 250 V) zugeführt wird und den gewünschten Feinseletionselektroden dann kürzere Impulse von beispielsweise 200 V zugeführt werden. Selbstverständlich muss dafür gesorgt werden, dass die Zeilenselektionsimpulse synchron zu der Videoinformation laufen. Die Videoinformation wird bw den einzelnen, die Emitter steuernden G&sub1;-Elektroden angeboten (Fig. 1), beispielsweise in Form eines zeitdauer- oder amplitudenmodulierten Signals.
Es sei bemerkt, dass von der Konstruktion mit der Hemmungsplatte 10b, wie diese in Fig. 2 dargestellt ist, viele Abwandlungen möglich sind. Die Platte kann beispielsweise mit einer oder beiden Distanzplatten 102, 103 auf beiden Seiten zu einem Ganzen kombiniert werden. Die Distanzplatte 103 wird in dem Fall als Grobselektionsplatte bezeichnet und die Distanzplatte 102 wird als Hemmungsplatte oder als "Schikane"-Distanzplatte bezeichnet.
Wenn Elektronen durch die Löcher in den Feinselektionselektroden 13, 13', 13", ... hindurchgeschickt werden, werden die Wände der Distanzplatte sich aufladen. Dieses Aufladen erfolgt hauptsächlich durch Elektronen, die an dem Schirm zurückzerstreut werden und die an den Wänden der Distanzplatte sekundäre Elektronen erzeugen, die ihrerseits wieder in Richtung des Schirms transportiert werden. Es zeigt sich als Günstig, wenn dafür gesorgt wird, dass die Wände der Distanzplatten schlechte sekundäre Emitter sind, entweder durch die Wahl eines geeigneten Distanzplattenmaterials, oder dadurch, dass eine geeignete Bedeckung angebracht wird; letzteres scheint die einfachste Methode. Aus der Sicht der Unterdrückung der Feldemis sion ist der ideale Fall, dass der sekundäre Emissionskoeffizient 5 immer kleiner ist als 1. Es versteht sich, dass die genannte Bedeckung genügend hochohmig sein soll, und zwar derart, dass die Feinselektionsseite der Distanzplatte nicht mit der Leuchtstoffseite "kurzgeschlossen" wird.
Durch eine geeignete Wahl der Form der Distanzplattenlöcher kann das elektrische Feld bei den Feinselektionselektroden und damit eine unerwünschte Feldemission verringert werden.
Es hat sich als günstig erwiesen, die Löcher in der Distanzplatte derart kegelförmig zu gestalten, dass von den Selektionselektroden zu dem Leuchtschirm gehend, der Lochdurchmesser größer wird.
Im Rahmen der Erfindung lässt sich die letztgenannte Bedingung leichter erfüllen, da Platten aus Borsilikatglas in Dicken von weniger als 0,5 mm erhältlich sind. In dickeren Platten werden Distanzplattenlöcher mit dem gewünschten Durchmesser meistens nicht genau kegelförmig, sondern erhalten die Form eines Trichters mit einem Stiel.
Fig. 4 zeigt mehr erläuternd den Aufbau einer Dünnpaneelwiedergabeanordnung von dem Typ mit Elektronenfortpflanzungsleitungen. Dabei lassen sich eine dosenförmige Konstruktion mit einer transparenten Vorderwand 3, auf deren Innenseite ein Leuchtschirm 7 vorgesehen ist, und mit einer Rückwand 4 unterscheiden. Diese sind am Umfang durch Seitenwände 2 usw. verbunden. An den Leuchtschirm 7 grenzt eine mit Löchern versehene Leuchtdistanzplatte 101. Danach folgt eine mit Löchern versehene Feinselektionsplatte 10c, deren obere Fläche ein Muster durchlöcherter Feinselektionselektroden 13, 13', ... hat. Ein wichtiger Teil ist die mit einem Muster kleiner Öffnungen (108) versehene Hemmungsplatte 10b, die mit Hilfe einer Distanzplatte 102 in einem Abstand von der Feinselektionsplatte 10c gehalten wird. Die Hemmungsplatte 1 Ob sorgt dafür, dass den Transportleitungen entnommene Elektronen immer wenigstens einmal auf eine Wand treffen, bevor sie durch die Feinselektionslöcher gezogen werden. Die Distanzplatte 102 hat in diesem Fall parallelogrammförmige Öffnungen. In einer alternativen Ausführungsform können die Öffnungen beispielsweise eine dreieckige Form haben. Die Hemmungsplatte 10b trägt an der oberen Fläche ein Muster von Elektroneneinfangelektroden 14, 14', .... Die untere. Fläche der Hemmungsplatte 10b grenzt an die Distanzplatte 103. In diesem Fall ist die Distanzplatte 103 mit einem Muster schlitzförmiger Löcher 104, 104', ... versehen. Auf der Unterseite der Distanzplatte 103 erstrecken sich in diesem Fall Ganzenstreifen 143a, 143b, ... über die schlitzförmige Löcher 104, 104', .... Die Ganzenstreifen 143a, 143b, ... bilden Vorselektionselektroden und grenzen an die Elektronentransportleitungen 11, 11', ..., wo sie Extraxionsstellen bilden. Eine übliche alternative Lösung für die Gazenstreifen ist eine mit Löchern versehene Vorselektionsplatte, wie die Platte 10a in Fig. 2, wobei auf einer der Oberflächen Vorselektionselektroden (9, 9', ...) in der Nähe der Löcher vorgesehen sind. Die Injektion von Elektronen in die Transportleitungen kann verschiedenartig erfolgen.
Ein Verfahren um die große Anzahl von Löchern in den Platten anzubringen ist insbesondere ein Pulverstrahlverfahren über eine mit dem gewünschten Lochmuster versehene Maske.
Geeignete Glasmaterialien im Rahmen der Erfindung sind gemischte Alkaligläser und insbesondere Borsilikatgläser. Geeignete Gläser mit einem Widerstand Log R (in Ohm cm) (250ºC) von wenigstens 9 haben, abgesehen von etwaigen kleinen Verunreinigungen, beispielsweise eine der nachfolgenden Zusammensetzungen:
SiO&sub2; 71,9
Na&sub2;O 10,6
K&sub2;O 5,1
CaO 8,1
BaO 1,7
ZnO 2,7
SiO&sub2; 60
Na&sub2;O 7,1
K&sub2;O 7,6
CaO 0,7
BaO 8,2
Al&sub2;O&sub3; 2,7
SrO 8,8
ZrO&sub2; 2,6
MgO 0,6
Geeignete Borsilikatgläser mit einem Log R (Ohm cm) bei 250ºC von wenigstens 13 haben, abgesehen von kleinen Verunreinigungen, beispielsweise eine der nachfolgenden Zusammensetzungen (Gewichtsprozent):
B&sub2;O&sub3; 15,1 14,5 13,4
Na&sub2;O < 0,02 < 0,02 < 0,02
Al&sub2;O&sub3; 10,5 10,1 10,8
SiO&sub2; 46,4 48,4 50,5
K&sub2;O < 0,01 < 0,01 < 0,01
TiO&sub2; 0,7 0,08 0,09
As&sub2;O&sub3; 1,5 1,3 1,0
Sr0 0,3 0,4 0,2
BaO 25,2 24,9 23,9
Wenn die Vorder- und die Rückwand aus einem Glasmaterial hergestellt sind, das, wie die obenstehenden Borsilikatgläser, 20-30 Gewichtsprozent BaO aufweist, können die Röntgenstrahlungsanforderungen erfüllt werden.
Werden zwei oder mehrere Distanzplatten mit ausgerichteten Löchern in der Bildwiedergabeanordnung verwendet, so ist es von Bedeutung, dass die Platten, nachdem die jeweiligen beim Zusammenbauen erforderlichen Temperaturschritte gemacht worden sind, nach wie vor gegenüber einander ausgerichtet sind. Es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass eine Anforderung um dies verwirklichen zu können ist, dass die Verdichtung kleiner ist als 60 ppm und vorzugsweise kleiner als 20 ppm nach 1 Stunde bei 450ºC. Je kleiner die Platten, je schärfer die Verdichtungsanforderung.
Ein anderer Aspekt der Erfindung ist, dass kein Fensterglas verwendet wird, sonder Spezialglas, das nicht in so vielen Größen und Dicken auf dem Markt erhältlich ist als Fensterglas. Namentlich in Bezug auf die Kanalplatte, die bei manchen Typen von Wiedergabeanordnungen vorhanden ist, und eine Dicke von einigen mm haben muss, beispielsweise 2 bis 4 mm, kann dies bei großen Displayformaten. von etwa 20 Zoll diagonal ein Problem ergeben.
Dieses Problem lässt sich dadurch lösen, dass die Kanalplatte aus Segmenten aufgebaut wird. Man kann beispielsweise zwei mit je einer Anzahl paralleler Kanäle versehene Segmente nehmen und diese längs einer Ebene, die sich parallel zu der Längsachse der Kanäle erstreckt, gegeneinander legen. Es ist zweckmäßig, wenn sich die genannte Ebene durch einen Kanal erstreckt. Es stellt sich heraus, dass der "Spalt", der dadurch in dem Boden des Kanals entsteht, keinen nachweisbaren Einfluss auf den Elektronentransport in dem Kanal hat bei Kanälen, die tiefer sind als breit. Ein etwaiges Auslecken von Elektronen durch den "Spalt" kann dadurch vermieden werden, dass dieser "Spalt" abgedeckt wird und vorzugsweise gefüllt wird, mit MgO, ZnO oder einem derartigen elektrisch isolierendem Material. Einen guten Zusammenhang der Segmente kann man dadurch erhalten, dass sie auf einer einteiligen Unterplatte (die nun dünner und dadurch von einem lieferbaren Format sein kann) arrangiert werden.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Aufbau, wobei jeweils nur ein Vorselektionsloch drei Feinselektionslöchern zugeordnet ist. Eine praktische alternative Lösung ist ein Aufbau mit einer halben Anzahl Vorselektionstöcher (in der Längsrichtung der Fortpflanzungskanäle gesehen), wobei jedes Selektionsloch zwei Zwischenselektionslöchern zugeordnet ist, die einzeln adressierbar sind und wobei jedes Zwischenselektionsloch drei Feinselektionslöchern zugeordnet ist. Dies vereinfacht die Vorselektionstreiberschaltung sehr. (Eine andere Aufteilung in Zwischenselektions- und Feinselektionslöcher ist selbstverständlich auch möglich, ebenso wie eine noch weitere Reduktion der Anzahl Vorselektionslöcher je Spalte und die Verwendung zweier Zwischenselektionsschritte). Eine Ausführungsform eines Aufbaus, bei dem das obenstehende Konzept angewandt worden ist, ist in Fig. 5 schematisch und im Schnitt dargestellt. Darin sind die nachfolgenden Elemente ersichtlich: eine Fortpflanzungskanalrückwand 15; Kanalzwischenwände 16, 16', eine Vorselektionsplatte 17 mit einem Vorselektionsloch 18; eine erste Zwischenplatte 19 mit einer von breit nach schmal verlaufenden Öffnung 20, eine zweite Zwischenplatte 21 mit einer von breit nach schmal verlaufenden Öffnung 22; eine Hemmungsplatte samt Zwischenselektionsplatte 23 mit (Zwischenselektions)Öffnungen 24 und 25, die über Öffnungen 20 und 23 der Öffnung 18 zugeordnet sind und einzeln adressierbar sind, und zwar mit Hilfe von Zwischenselektionselektroden 36 und 37; eine Feinselektionsplatte 26 mit einem ersten Paar aus drei Feinselektionsöffnungen, die der Zwischenselektionsöffnung 24 zugeordnet sind (nur die Öffnungen 27 und 28 dieses Paares sind sichtbar) und mit einem zweiten Paar aus drei Feinselektionsöffnungen, die der Zwischenselektionsöffnung 25 zugeordnet sind (nur die Öffnungen 29 und 30 dieses Paares sind sichtbar); eine Distanzplatte 31 mit (kegelförmigen) Öffnungen 32, 33, 34 und 35, die mit den Öffnungen 27, 28, 29, 30 übereinstimmen und ein Vorderpaneel 36, das an der Innenseite ein Phosphormuster trägt. Diese Stapelung aus (acht) Platten führt insbesondere zu einer einwandfrei funktionierenden Wiedergabeanordnung, wenn alle Platten aus Borsilikatglas bestehen und vorzugsweise eine Dichte kleiner als 60 ppm nach 1 Stunde bei 450ºC haben.
Es sei noch bemerkt, dass in den Fig. 1 und 4 eine Konstruktion dargestellt ist, wobei der Kathodenteil G&sub1; gegenüber einer Reihe von Eintrittsöffnungen in einer kurzen Seitenwand des Fortpflanzungskanalsystem vorgesehen ist, d. h. ohne die Fortpflanzungskanäle. Eine interessante alternative Form ist die Anordnung des Kathodenteils gegenüber einer Reihe von Eintrittsöffnungen in der Vorselektionsplatte, an einer Stelle zwischen der Vorselektionsplatte und dem Vorderpaneel. Es bietet sogar extra Vorteile, den Kathodenteil zwischen der Zwischenplatte 103 (Fig. 2) und dem Vorderpaneel oder zwischen der ersten Zwischenplatte 19 (Fig. 5) und dem Vorderpaneel vorzusehen gegenüber einer Reihe von Öffnungen, die mit den Eintrittsöffnungen in der Vorselektionsplatte kommunizieren.

Claims

1. Bildwiedergabeanordnung (1) mit einer Hülle mit einer durchsichtigen Vorderwand (3) und mit einem Bildschirm (7) mit einem Muster von Phosphorelementen und mit einer Rückwand (4), mit Elektronenquellenmitteln (5), mit zwischen diesen Mitteln und der Vorderwand (3) einem Adressierungssystem (100) um die gewünschten Bildelemente zu adressieren und mit einer in der Nähe des Wiedergabeschirms (7) vorgesehenen, mit Öffnungen zum Transportieren von Elektronen versehenen Schirmdistanzplatte (101) aus elektrisch isolierendem Material, wobei es im Betrieb an der Dicke der genannten Platte einen Spannungsunterschied gibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzplatte (101) aus einem Glasmaterial besteht mit einem elektrischen Widerstand R in Ohm cm, entsprechend der nachstehenden Anforderung Log R ≥ 8 bei 250ºC.

2. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Log R ≥ 12 ist bei 250ºC.

3. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzplatte (101) aus einem Glasmaterial besteht mit einer niedrigeren Alkalimobilität als Fensterglas oder Kalkglas.

4. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasmaterial der Distanzplatte (101) Borsilikatglas ist.

5. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeanordnung (1) eine Kanalplatte aufweist, wobei die parallelen Kanäle (11) in einem in einem Schleif oder Läppverfahren vorgesehen sind.

6. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwand (3) und die Rückwand (4) und/oder etwaige weitere innere Plat ten aus einem Glasmaterial bestehen mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten, der um weniger als 1 · 10&sup6; von dem der Distanzplatte (101) abweicht.

7. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anordnung wenigstens zwei in einem sehr geringen Abstand voneinander vorgesehene und mit ausgerichteten Öffnungen versehene Distanzplatten aufweist, wobei jede Platte aus einem Glasmaterial mit einem elektrischen Widerstand R in Ohm cm besteht, der der nachfolgenden Anforderung Log R ≥ 8 entspricht.

8. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Adressierungssystem (100) eine mit Öffnungen versehene Adressierungsplatte aufweist, deren Öffnungen gegenüber den Öffnungen in der Platte aus dem elektrischen Isoliermaterial ausgerichtet sind, wobei die Adressierungsplatte und die Platte aus elektrisch isolierendem Material je aus einem Glasmaterial bestehen mit einem elektrischen Widerstand R in Ohm cm, der der nachfolgenden Anforderung entspricht Log R ≥ 8 und mit einer Dichte, die kleiner ist als 60 ppm nach 1 Stunde bei 450ºC.

9. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeanordnung eine Kanalplatte mit parallelen Kanälen aufweist und dass die Platte wenigstens zwei Teilplatten umfasst, die gegenüber einander in einer Ebene parallel zu der Längsachse der Kanäle gegeneinander vorgesehen sind.