DE3321888A1

DE3321888A1 - Flat display device

Info

Publication number: DE3321888A1
Application number: DE19833321888
Authority: DE
Inventors: Burkhard Dipl.-Phys. 8021 Hohenschäftlarn Littwin; Kaspar Dipl.-Chem. Dr.rer.nat. 8184 Gmund Dürnbach Weingand; Rolf Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 8000 München Wengert
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1983-06-16
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1984-12-20

Abstract

In a display in which electrons from a rearward electron source are drawn forwards through a regularly perforated control structure (4) and produce light spots on a front-side fluorescent screen, the control structure has the following construction: a rear plate (11) is provided with line conductors (12) on its rear side. A front, mechanically stable plate (13) carries column conductors (15) on its rear side and, on the front side, a conductive layer (14) - which may be structured likewise - and projects beyond the rear plate (11) in the region of the column conductor ends. Both plates (11, 13) are fixed to one another at a specific distance in the region of the line conductor ends, by means of a web (17) on the edge side. Such a composite plate can be manufactured relatively easily and with a low scrap rate. The rear plate (11) preferably consists of 0.1 mm to 0.2 mm thin glass, the front plate (13) consisting of an approximately 1 mm thick glass which can be etched photographically, and the web consisting of a glass solder. Main field of application: high-resolution flat screens, especially for reproducing televison images. <IMAGE>

Description

Flache Anzeigevorrich-tung.Flat display device.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Display gehört bereits zum Stand der Technik (ältere, noch nicht veröffentlichte Patentanmeldung P 3207685.1).The invention relates to a display device according to the preamble of claim 1. Such a display is already part of the state of the art (older, as yet unpublished patent application P 3207685.1).

Bei dem Flachbildschirm der zitierten Anmeldung werden Elektronen einer Plasmakathode durch selektiv geöffnete Löcher einer Steuerstruktur in einen plasmafreien Raum gesdileust, nehmen dort Energien von einigen kV auf und erzeugen schließlich auf einem Lumineszenzschirm Lichtpunkte. Die Steuereinheit dieser Anordnung ist dabei folgendermaßen aufgebaut: Eine relativ dünne Steuerplatte ruht auf einer im Elektronenweg dahinter gesetzten Stützplatte aus einem formstabilen, photoätzbaren Glas.In the flat screen of the application cited, electrons a plasma cathode through selectively opened holes of a control structure in a plasma-free space, absorb and generate energies of a few kV there finally, points of light on a luminescent screen. The control unit of this arrangement is structured as follows: A relatively thin control plate rests on one in the electron path behind it, made of a dimensionally stable, photo-etchable support plate Glass.

Beide Platten sind über einen Glaslotrahmen in einem vorgegebenen Abstand dicht miteinander verbunden. Die Steuerplatte trägt auf ihrer Rückseite Zeilenleiter und auf ihrer Vorderseite Spaltenleiter; die Stützplatte ist rvick- und frontseitig jeweils mit einer entsprechend den Zeilenleitern gemusterten Elektrode bzw. einer durchgehenden Leitschicht versehen.Both plates are in a predetermined via a glass solder frame Distance tightly connected. The control plate carries on its back Row conductors and on their front side column conductors; the support plate is rvick- and on the front each with an electrode patterned according to the row conductors or a continuous conductive layer.

Ein solcher Plattenverbund ist mechanisch stabil - man kommt ohne über die Anzeigefläche verteilte Distanzelemente zwischen dem Leuchtschirm und der Steuereinheit aus - und verhindert Durchzündungen. Offen ist allerdings, ob sich diese Struktur auch mit vertretbarem Aufwand fertigen läßt, denn man muß immerhin zwei Platten so exakt strukturieren und zusammensetzen, daß an jedem Matrixelement möglichst identische Potentialverhältnisse herrschen. Die zitierte Anmeldung enthält hierzu eine Angaben.Such a composite panel is mechanically stable - you can get there without it Spacer elements distributed over the display surface between the luminescent screen and the Control unit off - and prevents ignition. It is open, however, whether this structure can also be manufactured with a reasonable amount of effort, because one must at least structure and assemble two plates so precisely that on each matrix element The potential conditions are as identical as possible. The application cited contains information on this.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Panel der eingangs genannten Art die Steuereinheit so auszubilden, daß sie sich trotz Verwendung zweier Platten rationell herstellen läßt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The object of the present invention is to provide a panel of the initially called type to train the control unit so that it is despite the use of two Plates can be produced efficiently. According to the invention, this object is achieved by a Display device with the features of claim 1 solved.

Bei dem vorgeschlagenen Displaytyp haben die Spaltenleiter einen anderen Träger als die Zeilenleiter der Steuermatrix. Dadurch lassen sich die beiden Leiterarten getrennt prüfen und ggf. reparieren; durch Arbeiten an den Leitern der einen Art werden dabei die Leiter der anderen Art nicht beschädigt. Außerdem erhält das Spaltenleitermuster, das normalerweise feiner ist als das Muster der Zeilenleiter und sich deshalb schwieriger realisieren läßt, eine formstabile Unterlage; so kann der Eletrodenbelag bei groben Leitungsdefeten, bei denen eine Reparatur nicht mehr lohnt, ohne weiteres abgezogen und erneut aufgebracht werden. DarüberhinausAassen sid beide Scheiben außerhalb der Hülle zusammenbauen; man kann hier ihre gegenseitige Ausrichtung leicht kontrollieren und eventuelle Fehljustie-rungen friEzeitig eliminieren. Auf diese Weise erzielt man ohne sonderlichen Test- und Reparaturaufwand eine relativ hohe Ausbeute.In the proposed type of display, the column conductors have a different one Carriers as the row conductors of the control matrix. This enables both types of conductors check separately and repair if necessary; by working on the ladders of one kind the conductors of the other type are not damaged. In addition, the column conductor pattern, which is usually finer than the line conductor pattern and therefore more difficult can realize a dimensionally stable base; so can the electrode covering with coarse Line defects that are no longer worth repairing are deducted without further ado and reapplied. In addition, both discs are outside assemble the shell; one can easily control their mutual alignment here and eliminate possible misalignments in good time. Achieved this way you get a relatively high yield without any special testing and repair effort.

Davon abgesehen sind auch die einzelnen Fertigungsschritte unkritisch, zumal die beide Scheiben vor ihrer Verfestigung mit den übrigen Displayteilen, also unter optimalen Bedingungen, miteinander fixiert werden können und die gesamte Zelle beim Kontaktieren der Elektrodenmatrix nicht gewendet werden muß.Apart from that, the individual production steps are also uncritical, especially since the two panes before their solidification with the other display parts, that is under optimal conditions, can be fixed to each other and the entire cell does not have to be turned when contacting the electrode matrix.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.Advantageous refinements and developments of the invention are Subject of further claims.

Der Lösungsvorschlag soll nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt wird, näher erläutert werden.The proposed solution should now be based on a preferred embodiment, which is shown schematically in the accompanying drawing, will be explained in more detail.

In den Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Flachbildröhre, teilweise geschnitten, in einer Perspektivansicht; Fig. 2 die Steuerstruktur der in Fig. 1 dargestellten Röhre in einer Rückansicht, teilweise gebrochen, und Fig. 3 die Steuerstruktur aus der Fig. 2 im Schnitt III-III.Corresponding parts are shown in the figures of the drawing provided with the same reference numerals. They show: FIG. 1 a flat screen tube according to the invention, partially sectioned, in a perspective view; Fig. 2 shows the control structure of In Fig. 1 tube shown in a rear view, partially broken, and Fig. 3 shows the control structure from FIG. 2 in section III-III.

Der Flachbildschirm der Fig. 1 dient zur Wiedergabe von Fernsehbildern. Er enthält im einzelnen eine gasgefüllte Hülle 1 mit einer Rückplatte 2, einer Frontplatte 3 und einer Steuerstruktur 4. Alle drei Teile erstrecken sich in zueinander parallelen Ebenen, wobei die Steuerstruktur das Hülleninnere in zwei Räume, einen vorderen Nachbeschleunigungsraum 5 und einen hinteren Gasentladungsraum 6, unterteilt.The flat screen of FIG. 1 is used to display television images. It contains in detail a gas-filled envelope 1 with a back plate 2, a front plate 3 and a control structure 4. All three parts extend in parallel to each other Levels, with the control structure dividing the interior of the envelope into two rooms, a front one Post-acceleration space 5 and a rear gas discharge space 6, divided.

Die Rückplatte 2 ist auf ihrer Vorderseite mit einer Schar von zueinander parallelen, relativ großflächigen Kathodenstreifen 7 versehen. Die Frontplatte 3 trägt auf ihrer Rückseite ein regelmäßiges Raster aus Phosphorstreifen 8 und darüber eine-Nachbeschleunigungsanode 9.The back plate 2 is on its front with a bevy of each other parallel, relatively large-area cathode strips 7 provided. The front panel 3 carries a regular grid of phosphor strips 8 and above on its back a post-acceleration anode 9.

Die Steuerstruktur 4, die gegen die Frontplatte 3 durch einen Abstandsrahmen 10 abgestützt wird, geht am deutlichsten aus den Figuren 2 und 3 hervor. Sie hat folgenden Aufbau: Eine etwa 0,1mm bis 0,2mm dicke Dünnglasscheibe 11 ist auf ihrer Rückseite mit einer Schar aus streifenförmigen, zueinander parallelen Zeilenleitern 12 versehen. Die Zeilenleiter verlaufen parallel zu den Kathodenstreifen 7. Vor die Dünnglasscheibe 11 ist eine aus einem photoätzbaren Glas bestehende Stützscheibe 13 gesetzt. Frontseitig trägt diese Scheibe eine durchgehende Elektrode (Tetrodengitter) 14, und auf der Scheibenrückseite erstrecken sich zueinander parallele Spal- tenleiter 15, die mit den Zeilenleitern 12 eine orthogonale Elektrodenmatrix bilden. In den einzelnen Matrixpunkten, die jeweils einem Bildpunkt entsprechen, weist die gesamte Steuerstruktur jeweils einen Durchtrittskanal 16 auf. Beide Scheiben sind durch zwei Glaslotstege 17, die jeweils auf gegenüberliegende Randzonen begrenzt sind und deren Ausdehnung in der Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie angedeutet wird, in einem vorgegebenen Abstand miteinander verbunden. Um die Scheiben in richtiger Lage zueinander zu halten, werden sie von zwei sich diagonal gegenüberliegenden Justierstiften 18, 19 durchsetzt. Die Spaltenleiter und das Tetrodengitter reichen, wie der Fig. 3 zu entnehmen, ül die Durchtrittskanäle 16 sehr weit hinein, damit es dort nicht schädlichen Aufladungen kommt.The control structure 4, which is against the front panel 3 by a spacer frame 10 is supported, can be seen most clearly from FIGS. she has The following structure: An approximately 0.1 mm to 0.2 mm thick thin glass pane 11 is on its Back with a bevy of strip-shaped, parallel row conductors 12 provided. The row conductors run parallel to the cathode strips 7 the thin glass pane 11 is a support plate consisting of a photo-etchable glass 13 set. On the front side, this disk has a continuous electrode (tetrode grid) 14, and on the rear side of the pane there are parallel slots ten manager 15, which together with the row conductors 12 form an orthogonal electrode matrix. In the individual matrix points, each corresponding to a pixel, has the entire Control structure each have a passage channel 16. Both discs are through two glass solder webs 17, which are each limited to opposite edge zones and the extent of which is indicated in FIG. 2 by a dashed line, connected to each other at a predetermined distance. To get the slices in place To keep them in a position to one another, they are held by two diagonally opposite one another Alignment pins 18, 19 penetrated. The column ladder and the tetrode grid are enough, As can be seen in FIG. 3, the passage channels 16 very far into it, so that it doesn't get there harmful charges.

Die Steuerstruktur läßt sich folgendermaßen herstellen: Die Dünnglasscheibe wird beidseitig mit Titan und Kupfer metallisiert. Anschließend stellt man auf der einen Scheibenseite mit Photolack das Negativbild der Zeilenleiterstruktur her und verstärkt die nicht mit Photolack bedeckten Flächen galvanisch mit Kupfer und Nickel.The control structure can be produced as follows: The thin glass pane is metallized on both sides with titanium and copper. Then you put on the one side of the pane with photoresist the negative image of the line conductor structure and galvanically reinforces the areas not covered with photoresist with copper and nickel.

Dann werden an den Stellen, an denen die Löcher in das Glas zu ätzen sind, der Photolack entfernt und die Kupferschicht abgeätzt. Auf der Scheibenvorderseite werden unter Verwendung einer Photolackmaske die Flächen freigelegt, an denen Löcher in das Glas geätzt werden sollen.Then etch the places where the holes in the glass the photoresist is removed and the copper layer is etched off. On the front of the disc the areas with holes are exposed using a photoresist mask to be etched into the glass.

Die so präparierten Scheiben werden daraufhin dem Dampf einer Flußsäure ausgesetzt. Anschließend reinigt man die Platten, entfernt den restlichen Photo lack und ätzt alle nicht verstärkten Metallschichten weg. Für weitere Einzelheiten wird auf die DE-PS 2802976 verwiesen.The slices prepared in this way are then exposed to the vapor of hydrofluoric acid exposed. Then you clean the plates and remove the rest of the photo varnish and etches away all unreinforced metal layers. For more details reference is made to DE-PS 2802976.

In die Stützscheibe wird zunächst photolithographisch das erforderliche Lochraster eingebracht. Dann bedampft man die Platte beidseitig mit je einer Haftschicht, die beispielsweise aus Al203 bestehen kann, und anschließend mit Kupfer. Die Bedampfung erfolgt bei erhöhten Temperaturen, um die Haftfestigkeit zu erhöhen, und unter einem schrägen Winkel. Gleichzeitig dreht man das Substrat um eine Achse senkrecht zur Substratoberfläche, so daß die Metallisierung mit definierter Tiefe in die Öffnungen hineinreicht. Anschließend überzieht man die Scheibenrückseite mit einem Photolack, legt dann die gewünschte Spaltenleiterstruktur frei und verstärkt hiernach beide Seiten galvanisch mit Kupfer und Nickel. Dann entfernt man den Photolack, ätzt die verbliebenen dünnen Metallschichten zwischen den Leitern ab und reinigt die Scheibe. Eine mehr ins einzelne gehende Darstellung dieser Beschichtungstechnik wird in der DE-OS 29 31 077 gegeben.The required is first applied photolithographically to the support disk Hole grid introduced. Then the plate is vaporized on both sides with an adhesive layer each, the can for example consist of Al203, and then with Copper. The vapor deposition takes place at elevated temperatures in order to maintain the adhesive strength to increase, and at an oblique angle. At the same time you rotate the substrate around an axis perpendicular to the substrate surface, so that the metallization is defined with Extends deep into the openings. Then you cover the back of the pane with a photoresist, then exposes and reinforces the desired column conductor structure afterwards both sides galvanically with copper and nickel. Then you remove the photoresist, etches away the remaining thin metal layers between the conductors and cleans them the disc. A more detailed presentation of this coating technique is given in DE-OS 29 31 077.

Die fertiggestellten Scheiben werden anschließend miteinander verlötet. Hierzu druckt man im Bereich der Zeilenleiteranschlüsse Glaslotstreifen auf die Stützscheibe, setzt beide Platten auf die Justierstifte auf und erwärmt sodann diesen Stapel zwischen zwei Metallplatten, die dafür sorgen, daß über die gesamte Fläche ein gleichmäßiges Temperaturprofil zustandekommt. Der gesamte Lötprozeß kann, da man keine Rücksicht auf andere Displayteile nehmen muß, unter besten Temperbedingungen mit kurzen Aufheiz- und Abkühlzeiten durchgeführt werden.The finished panes are then soldered together. For this purpose, glass solder strips are printed on the in the area of the line conductor connections Support disc, places both plates on the alignment pins and then heats them up Stack between two metal plates that ensure that over the entire surface a uniform temperature profile is achieved. The entire soldering process can, there you do not have to take other display parts into account, under the best tempering conditions be carried out with short heating and cooling times.

Die Justierstifte, die in einer außerhalb der Metallplatr ten befindlichen, thermisch an die Scheiben angepaßten Sockelplatte eingekittet sind, werden bei der Verlötung in der Stützscheibe fixiert und somit vom Scheibenstapel übernommen; sie könnten aber auch in der Sockelplatte verbleiben.The alignment pins, which are located in an outside of the metal plates, thermally adapted to the panes base plate are cemented, are in the Soldering fixed in the support disk and thus taken over by the disk stack; she but could also remain in the base plate.

Wie dieser Bildschirm zu betreiben ist, wird beispielsweise in "Elektronik" 14 (1982) 79 detailliert beschrieben.How this screen is to be operated is described, for example, in "Electronics" 14 (1982) 79 described in detail.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann man für die beiden Scheiben auch andere Materialien als Glas, etwa photoätzbare Keramiken, verwenden. Davon abgesehen bleibt es dem Fachmann unbenommen, bei Bedarf auch noch die Vorderseite der Steuerscheibe mit weiteren Elektroden zu belegen, wenn ihm dieser zusätzliche Aufwand gerechtfertigt erscheint.The invention is not limited to the illustrated embodiment. Materials other than glass, such as photo-etchable, can also be used for the two panes Ceramics. Apart from that, the specialist is at liberty to do so, if necessary also to cover the front of the control disc with further electrodes, if this additional effort seems justified to him.

Unabhängig davon kommen auch Displays in Frage, bei denen die Elektronen statt aus einem Plasma aus anderen Quellen etwa aus HeizkathodenF geliefert werden.Independently of this, displays in which the electrons instead of a plasma from other sources, for example from heating cathodesF.

3 Patentansprüche 3 Figuren - Leerseite -3 claims 3 figures - blank page -

Claims

Claims Flat display device with the following features: 1) it contains a gas-tight, electrically insulating shell with two to each other parallel wall panels lying one behind the other in the viewing direction; 2) between The wall panels have a regularly perforated control structure that forms the inside of the envelope divided into a front and a rear chamber; 3) includes the tax structure two parallel to the wall panels, one behind the other in the viewing direction Panes that are made of electrically insulating materials and through edge-side Bridges are connected to each other at a certain distance and one of which is the rear Disk is supported by the front, self-supporting disk; 4) in the rear chamber there is at least one cathode, which is preferably used as an electrically conductive coating is formed on the front of the rear wall panel is; 5) the front wall plate has an electron excitable plate on its back Luminescent layer and an anode in the form of an electrically conductive coating; 6) the rear pane has conductor tracks that are parallel to one another on its rear side (Line conductor); 7) the front pane carries one electrically on each side conductive covering, the covering on the back made of mutually parallel conductor tracks consists; d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that 8) the conductor tracks (column conductors 15) on the back of the front pane (13) perpendicular to the row conductors (12) 9) the front pane (13) in the direction of the column conductor extension protrudes on both sides beyond the rear pane (11) and 10) the web (17) is limited to the two edges parallel to the column ladder.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that e i c h n e t the rear pane (11) consists of glass and a maximum of 0.3mm, in particular between O, Imm and 0.2 mm thick, the front disk (13) is made of a photo-etchable There is glass and is at least 0.7mm, in particular between 0.9mm and 1.1 = thick and that the web (17) consists of a glass solder.

3. Device according to claims 1 or 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that both discs (11,1 »by at least two adjustment pins (18,19), which are anchored in one of the two panes and enforce the other burst, be aligned against each other.