Abstandshalterung in einer Gasentladungsanzeigevorrichtung

Abstract

 Zur Abstandshalterung der Steuerlochplatte (5) von der Frontplatte (1) einer Gasentladungsanzeigevorrichtung (Plasma-Display) wird ein Stapel mehrerer gelochter Glasfolien (2,3,4) vorgeschlagen, die auf ihren Oberflächen Metallschichten (7,8) tragen. Die Metallschichten (7,8) haben schwimmende elektrische Potentiale und verteilen das elektrische Feld in dem von der Abstandshalterung ausgefüllten Beschleunigungsraum.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Abstandshalterung in einer Gasentladungsanzeigevcrrichung, bei der Glaselemente zwischen einer Steuerlochplatte und einem Leuchtschirm angeordnet sind.

[0002] Bei einer Gasentladungsanzeigevorrichtung (Plasma-Display) in der Ausführung eines sog. Flachen Bildschirms, wie es beispielsweise in der DE-OS 24 12 869 beschrieben ist, stellt die Abstandshalterung zwischen der Steuerlochplatte und dem Leuchtschirm ein schwieriges Problem dar, weil dieser Abstand über die gesamte Bildschirmfläche mit großer Genauigkeit eingehalten werden muß. Er bestimmt zusammen mit der Größe der Steuerplattenlöcher den Durchgriff der Hochspannungselektrode an der Frontplatte auf die Steuerelektroden und damit die Steilheit der einzelnen Bildpunkte.

[0003] Aus der DE-OS 26 15 721 sind Lösungsvorschläge für dieses Problem bekannt. Stützstäbe aus isolierenden Material sorgen für die Abstandshalterung. Es ist auch schon vorgeschlagen worden (Patentanmeldung P 27 50 587), mäanderförmige Glasstreifen oder einen wabenförmigen Glaskörper als Abstandsstücke zwischen Steuerlochplatte und Leuchtschirm vorzusehen.

[0004] Ein weiterer Vorschlag (Patentanmeldung P 28 02 976.7) geht von einem vorteilhaften Herstellverfahren für Lochplatten aus und sieht mehrere aufeinanderliegende dünne gelochte Glasplatten vor. Die Löcher werden durch Ätzen hergestellt. Damit die unvermeidlichen seitlichen Unterätzungen gering bleiben, werden die dünnen Glasplatten einzeln geätzt d.h. es wird dafür gesorgt, daß der einzelne Ätzvorgang nur eine geringe Tiefe schaffen muß. Die dabei entstehende seitliche Urter- ätzung ist zwar für die einzelne Tiefenätzung relativ groß, nicht jedoch in Bezug auf die gesamge Tiefe der übereinanderliegenden Löcher. Dies ist angesichts der hohen Toleranzanforderungen von großem Vorteil. Beispielsweise ist der einzuhaltende Anstand in der Größenordnung von 1 mm und damit ebensogroß auch die Stärke der Abstandshalterung und die Tiefe der Löcher darin. Die Stegstärke zwischen den Löchern soll aber 0,1 mm nicht überschreiten, weil die Löcher einerseits ausreichend groß, andererseits aber in genügender Zahl vorhanden sein müssen. Pro Bildpunkt (die Gesamtzahl ergibt sich aus 625 Zeilen x 1500 Spalten) muß ein Loch vorhanden sein, und alle Köcher müssen gleichmäßig voneinander distanziertsein.

[0005] Nach diesem beschriebenen Vorschlag ist bis auf die für die durchgehenden Elektronenbahnen vorgesehenen Löcher der gesamte sog. Nachbeschleunigungsraum zwischen der Steuerlochplatte und dem Leuchtschirm von einem Glaskörper ausgefüllt. Der Abstand kann damit zuverlässig über die gesamte Leuchtschirmfläche eingehalten werden. Durch die verhältnismäßig engen Löcher in dem Isolatorkörper entstehen jedoch Probleme hinsichtlich der Feldverteilung. Die Lochwände und das Glas können sich sowohl durch gestreute Primärelektronen als auch durch Sekundärelektronen vom Leuchtschirm her statisch aufladen. Es entstehen Inhomogenitäten innerhalb des elektrischen Feldes zwischen der Steusrlochnlatte und der auf dem Leuchtschirm liegenden (Nachbeschleunigungs-) Anode, die im Extremfall das Durchkommen der Elektronen zum Leuchtschirm verhindern können. Dies umsomehr, als bei der flachen Bauweise die Beschleunigungsspannungen nicht sehr hoch sein können und die Elektronen deswegen niederenergetisch sind.

[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bereits vorgeschlagene Abstandshalterung so zu gestalten, daß nicht nur die mechanisch-geometrische Funktion des Abstandhaltens sondern auch die elektronischen Anforderungen erfüllt werden.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei. einer Abstandshalterung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen:

a) mehrere Glasfolien liegen aufeinandergestapelt zwischen der Steuerlochplatte und dem Leuchtschirm und füllen den gesamten Zwischenraum aus;

b) die Glasfolien sind mit demselben Lochraster wie die Steuerlochplatte gelocht; die Löcher kommen fluchtend so aufeinander zu liegen, daß durchgehende Wege zu den einzelnen Bildpunkten des Leuchtschirms entstehen;

c) mindestens zwischen zwei aufeinanderliegenden Glasfolien befindet sich eine Metallschicht.

[0008] Eine solche Gasentladungsanzeige vereint den Vorteil der exakten Abstandshalterung zwischen Steuerlochplatte und Leuchtschirm mit dem Vorteil einer zuverlässigen elektrischen Elektronenstrahlführung. Das elektrische Feld zwischen Steuerlochplatte und Anode wird durch Zwischenschalten von Potentialflächen stabil gehalten. Schon eine einzige Metallschicht verbessert die Homogenität des Feldes. Bei mehreren kommen die Vorteile des Folienaufbaus voll zur Geltung, weil zwischen jedes Glasfolienpaar eine solche Metallschicht für die Potentialverteilung ei ngesetzt werden kann.

[0009] Vorteilhaft ist insbesondere für den benötigten Fertigungsaufwand, wenn die Metallschichten dadurch entstehen, daß ätzresistente Metallschichten, die beim Ätzen der Glasfolien zum Abdecken der Stege zwischen den Löchern dienen, auf den Glasfolien verbleiben, allerdings mindestens auf der an die Steuerlochplatte anliegenden Glasfolienoberfläche entfernt sind.

[0010] Auf diese Weise bedarf es für die Metallschichten keines weiteren Fertigungsschrittes. Die Metallschichten sind auf schwimmenden Potentialen gehalten.

[0011] Eine weitere Verbesserung im Hinblick auf eine homogenisierte Potentialverteilung wird erreicht, wenn die Wände der Glasfolienlöcher mit einem Widerstandsbelag versehen werden. Das geschieht beispielsweise durch Tempern des Glases in einem geeigneten Metallsalzdampf.

[0012] Von Vorteil ist, wenn das Glas der Steuerlochplatte, der Glasfolien und des Leuchtschirms aus demselben Material besteht, zumindest denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat. Das wirkt sich nicht nur auf die notwendigen Glas-Glas-Verbindungen günstig aus, d.h. thermisch bedingte Rißbildungen sind nicht Zu befürchten - sondern wegen der Stabilität der Geometrie auch auf die Stabilität der elektrischen Verhältnisse. Das gilt sowohl für eine Ausgestaltung der Abstandshalterung, wonach die Glasfolien über Positionierstifte in der richtigen Lage zueinander gehalten werden, als auch für die Ausgestaltung, wonach die Glasfolien seitlich über die aktive Bildfläche hinausreichen und als vakuumdicht verschmolzenes Verbindungselement zwischen der Steuerlochplatte und dem Leuchtschirm dienen. Die thermische Stabilität ist auch dann gegeben, wenn etwa Sonnenlicht auf die Frontseite eine einseitige Erwärmung verursacht. Der in sich weitgehend zusammenhängende und verhältnismäßig einheitliche Glaskörper des eigentlichen bilderzeagenden Vorrichtungsteils - Steuerlochplatte, Abstandshalterung und Leuchtschirm - sorgt in sich für eine ausgleichende Wärmeleitung.

[0013] Anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen die

Fig. 1 einen Schnitt durch eine eingebaute erfindungsgemäße Abstandshalterung, eingebaut in eine Gas- entladungs anzeige vorrichtung (im folgenden Plasma-Display genannt);

Fig. 2 die Draufsicht auf eine der gelochten Glasfolien.

[0014] Mit 1 ist in Fig. 1 der Leuchtschirm eines Plasma-Displays bezeichnet. Darauf bzw. vom Betrachter gesehen dahinter befinden sich eine Leuchschicht 11 in Gestalt von Leuchtpunkten und darauf eine Anodenschicht 12. Darauf liegen aufeinandergestapelt drei Glasfolien 2,3,4 und darauf eine Steuerlochplatte 5. Auf beiden Oberflächenseiten der Steuerlochplatte 5 sind Elektrodenbahnen 13 und 14 für die Zeilen-und Spaltenansteuerung angeordnet, wie dies in der DE-OS 24 12 869 beschrieben ist. Zwischen den Glasfolien 2 und 3 liegt eine Metallschicht 7, zwischen den Glasfolien 3 und 4 eine Metallechicht 8. Die linke Hälfte der Fig. 1 zeigt eine Ausführung, wo die Glasfolien 2,3,4 und die Steuerlochplatte 5 über Positionierstifte 10 gehaltert sind. Nach der Ausführung der rechten Hälfte sind die Glasfolien 2,3,4 und die Steuerlochplatte 5 herausgeführt und am Rand mit dem Flansch 6 und mit dem Leuchtschirm 1 verschmolzen. Auf dem Rand der Steuerlochplatte 5 sitzt der flanschförmig verdickte Rand 6 des hinteren Teils des Plasma-Displays.

[0015] Das Prinzip sei nur kurz geschildert:

Der zwischen Displayrückwand und Steuerlochplatte 5 liegende Raum ist eine Gasentladungskammer mit rückwärtiger Kathode und zeilenweise auf der Steuerlochplatte 5 angeordneten Hilfsanoden 13. Durch Ansteuern der Kathode und einer der Hilfsanoden 13 brennt eine keilförmige Gasentladung. Wird weiterhin eine der auf der vorderen Seite der Steuerlochplatte 5 spaltenweise angeordnete Steuerelektrodenbahn 14 angesteuert, dann werden durch das an dem Kreuzungspunkt der Zeile und Spalte durch die Steuerlochplatte 5 durchgehende Loch Elektronen aus dem Gasentladungsraum in den zwischen der Steuerlochplatte 5 und der Anodenschicht 12liegenden Nachbeschleunigungsraum gezogen und dort durch die Hochspannung der Anodenschicht 12 hoch beschleunigt. Diese Elektronen treffen auf den entsprechenden Bildpunkt in der Leuchtschicht 11 und erzeugen dort einen leuchtenden Fleck, der vom Betrachter als Lichtpunkt auf dem Bildschirm wahrgenommen wird.

[0016] Zwischen dem Leuchtschirmlund der Steuerlochplatte 5 liegt die erfindungsgemäße Abstandshalterung. Sie besteht aus den drei aufeinandergestapelten Glasfolien 2,3 und 4 und den metallischen Zwischenschichten 7 und 8; an den Lochstellen der Steuerlochplatte 5 haben sie durchgehende fluchtende Löcher. Ein-Beispiel für die Form der Löcher zeigt die Fig. 2.

[0017] Die Löcher in der Steuerlochplatte 5 und in den Glasfolien 2,3,4 entstehen durch Ätzen. Das Entfernen von Glasmaterial durch Ätzen von Löchern an bestimmten Stellen verlangt immer bestimmte Verhältnisse von Größe und Abstand der Löcher voneinander zur Tiefe d.h. bei durchgehenden Löchern zur Glasdicke. Diese Verhältnisse bestimmen die unvermeidliche seitliche Unterätzung und damit die mögliche Zahl der Löcher sowie die mechanische Stabilität der gesamten Anordnung hinsichtlich der zwischen den Löchern verbleibenden Stege. Beim vorliegenden Beispiel von drei aufeinanderliegenden Glasfolien 2,3,4 mit einer Stärke in der Größenordnung der Stärke der Steuerlochplatte 5 von etwa 1/3 mm ist die seitliche Unterätzung auf ein erträgliches Maß reduziert.

[0018] Die Glasfolien 2,3,4 werden einzeln geätzt mit derselben Ätzmaske wie die Steuerlochplatte 5. Dadurch ist nach dem Zusammenbau ein genaues Fluchten der Löcher garantiert. Zuerst wird auf die zu ätzende Glasplatte bzw. -folie eine für das Glasätzmittel resistente Metallschicht aufgebracht, darauf eine Photolackschicht. Über die gemeinsame Ätzmaske wird die Photolackschicht an den zu ätzenden Stellen belichtet und dort das Metall mit einem entsprechenden Ätzmittel entfernt. Die restliche Metallschicht deckt die Glasstege ab, die stehenbleiben sollen. Die Metallschichten können auf den Glasfolien 2,3,4 verbleiben mit Ausnahme der Metallschicht, die an die Steuerlochplatte 5 angrenzt. Dort könnte die Metallschicht an den Steuerelektrodenbahnen 14 Kurzschlüsse oder zumindest Feldverzerrungen hervorrufen. Die Metallschichten 7,8 homogenisieren das Potentialgefälle im Beschleunigungsraum. Die auf der Glasfolie 2 verbleibende und der Anodenschicht 12 zugekehrte Metallschicht hat keine weitere Auswirkung.

[0019] Weiter ist als eine Ausgestaltung ein Loch dargestellt, wo die Wände in den Glasfolien 2,3 und 4 mit einer Widerstandsschicht 9 belegt sind. Örtliche Aufladungen der Lochwände sind hier ganz vermieden. Die Homogenität des Feldes ist noch weiter verbessert.

Ansprüche

1. Abstandshalterung in einer Gasentladungsanzeigevorrichtung, bei der Glaselemente zwischen einer Steuerlochplatte und einem Leuchtschirm angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) mehrere Glasfolien (2,3,4) liegen aufeinandergestapelt zwischen der Steuerlochplatte (5) und dem Leuchtschirm und füllen den gesamten Zwischenraum aus;

b) die Glasfolien (2,3,4) sind mit demselben Lochraster wie die Steuerlochplatte (5) gelocht; die Löcher kommen fluchtend so aufeinander zu liegen, daß durchgehende Wege zu den einzelnen Bildpunkten des Leuchtschirms entstehen;

c) mindestens zwischen zwei aufeinanderliegenden Glasfolien (2,3,4) befindet sich eine Metallschicht (7 bzw. 8).

2. Abstandshalterung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendesmerkmal:

die Metallschichten (7,8) entstehen dadurch, daß ätzresistente Metallschichten, die beim Ätzen der Glasfolien (2,3,4) zum Abdecken der Stege zwischen, den Löchern dienen, auf den Glasfolien (2,3,4) verbleiben, allerdings mindestens auf der an die Steuerlochplatte (5) anliegenden Glasiolienoberfläche entfernt sind.

3. Abstandshalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wände der Glasfolienlöcher mit einem Widerstandsbelag (9) versehen sind.

4. Abstandshalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Glasfolien (2,3,4) seitlich über die aktive Bildfläche hinausreichen und als vakuumdicht verschmolzenes Verbindungselement zwischen der Steuerlochplatte (5) und dem Leuchtschirm (1) dienen.

5. Abstandshalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Glasfolien (2,3,4) über Positionierstifte (10) in der richtigen Lage zueinander-gehalten werden.

6. Abstandshalterung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Glas der Steuerlochplatte (5), der Glasfolien (2,3,4) und des Leuchtschirms (1) aus demselben Material besteht, zumindest denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat.

Zeichnung