DE69609100T2

DE69609100T2 - Bildanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69609100T2
Application number: DE69609100T
Authority: DE
Inventors: Jules D. Levine
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1996-03-01
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2016-03-02
Also published as: DE69609100D1; US5637958A; EP0731486B1; EP0731486A3; KR960035740A; EP0731486A2; JPH08255583A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Bildanzeigevorrichtungen und speziell auf Bildanzeigevorrichtungen, die transparente Frontplatten mit Elektroden und lumineszierenden Beschichtungen aufweisen.

Hintergrund der Erfindung

Der Ausdruck "Flachbildschirm", wie er hier gebraucht wird, bezieht sich auf Feldemissionsanzeigen (FED) und andere Flachbildschirme, wie sie z. B. bei Tannas, Flat-Panel Displays and CRTs (1985 Van Nostrand Reinhold) beschrieben sind. In dem Kontext hat der Ausdruck "flach" die Bedeutung von dünn und nicht eben.
Flachbildschirme werden häufig benutzt als Bildschirme für Laptop- und Notebook-Computer, sind jedoch auf solche Anwendungen nicht beschränkt.
Herkömmliche Flachbildschirme, die lumineszierende Materialien verwenden, sind bei der Bilderzeugung ineffizient. Die Richtung des z. B. durch Leuchtstoffpartikel emittierten Lichtes ist allgemein zufallsverteilt und unkontrolliert. Ein Teil des insgesamt erzeugten Lichtes geht aufgrund von Rückstrahlung verloren, die niemals den Betrachter erreicht. Der Leuchtstoff von lumineszierenden Anzeigen wird üblicherweise auf einer glatten, leicht gekrümmten oder ebenen Oberfläche abgelegt, die allgemein senkrecht zu dem eintretenden Elektronenstrom orientiert ist. Um Bildverluste aufgrund des Durchganges von Elektronen zwischen benachbarten Leuchtstoffpartikeln zu sodass Partikel in der äußeren Schicht Partikel in der inneren Schicht und in dazwischen liegenden Schichten bedecken. Dies erhöht jedoch die erforderliche Betriebsleistung bei FED- Anzeigen wegen der Leitungswege mit höherem Widerstand zwischen Partikeln in der äußeren Schicht und den zugeordneten Anodenstreifen. In Verbindung mit FED-Anzeigen ist es auch bekannt, dass die Effizienz der Leuchtstoff-Lichtemission mit der Stromdichte der eingehenden Elektronen abnimmt. Dieses Problem gibt es zwar auch bei herkömmlichen CRT-Anzeigen, ist jedoch speziell bei Flachbildschirmen störend, die typisch bei niedrigerer Leistung und oft unter Bedingungen mit hellerem Umgebungslicht betrieben werden. Es wäre daher wünschenswert, wenn man eine Anodenplatte für eine FED-Bildanzeige konstruieren könnte, die eine erhöhte Leuchtstoff-Oberfläche aufweist, ohne dass hierbei die Pixelgrößefür eine hohe Auflösung verschlechtert wird.
Flachbildschirme bleiben auch unter einer Kontrast- und Helligkeitsverringerung aufgrund von Reflexionen des Umgebungslichtes an der Frontplatte. Dies ist besonders störend bei Anzeigen, die Frontplatten mit lumineszierenden Leuchtstoffbeschichtungen verwenden, da derartige Anzeigen wesentlich anfälliger für eine Verringerung des Kontrastes aufgrund von Reflexionen des Umgebungslichtes an dem Anodenstreifen und dem körnigen Phosphor bleiben. Es wäre daher wünschenswert, eine Anodenplatte für eine FED-Bildanzeige konstruieren zu können, die eine geringere Reflexion des Umgebungslichtes aufweist, ohne die Bildintensität zu verschlechtern.
Es sind verschiedene Strukturen und Behandlungen vorgeschlagen worden, um das Problem der Reflexion des Umgebungslichtes zu lösen, einschließlich dem Vorschlag, die Oberfläche mit Unregelmäßigkeiten und Mustern zu versehen, die als Streuelemente für das Umgebungslicht wirken, um die Reflexionen des einfallenden Umgebungslichtes aus dem Blickwinkel des Betrachters herauszuleiten. Ein derartiges Vorgehen ist in dem US-Patent Nr. 5 240 748 angegeben, bei dem ein Oberflächenmuster mit 0,1 um Tiefe auf der inneren Oberfläche einer CRT-Anzeige durch UV-Licht eingeschnitten wird. Obwohl durch die Streuung Reflexionen bei bestimmten Blickwinkeln reduziert werden, kehrt passives Licht (d. h. Licht, das nicht Teil des bilderzeugenden Prozesses ist) immer noch zu dem Betrachter zurück.
Das US-Patent Nr. 5 206 746 offenbart eine transparente Platte, die eine rückwärtige Fläche mit einer dichten Anordnung von dreieckigen Prismen aufweist, die als unidirektionale Lichtfalle zwischen den Flüssigkristallen und der Hintergrundbeleuchtung einer Flüssigkristallanzeige angeordnet ist. Umgebungslicht, das auf die Böden der Prismen fällt, wird intern an den Prismenseitenflächen reflektiert und gegen die 1 Spitzen der Prismen gerichtet, wo es durch eine Beschichtung aus lichtabsorbierendem Material absorbiert wird. Licht, das in der entgegengesetzten Richtung von der Hintergrundbeleuchtung ausgeht, wird jedoch dadurch relativ wenig beeinflußt und entsprechend der Betriebsart Hindurchlassen/Sperren der Flüssigkristalle zu dem Betrachter hindurchgelassen oder blockiert. Die Vorrichtung gemäß dem US-Patent 5 206 746 bildet ein unabhängiges Element, das getrennt und entfernt von den aktiven bilderzeugenden Flüssigkristallen und der Hintergrundbeleuchtung angeordnet ist.
Das Dokument EP-A-0715 332 mit dem Titel "Ambient Light Absorbing Face Plate For Flat Panel Display" offenbart eine transparente Frontplatte für eine kathoden-lumineszierende Anzeige mit einer Prismaanordnung auf der rückwärtigen Fläche, wobei die Spitzen der Prismen nicht nur mit lichtabsorbierendem Material sondern auch mit elektrisch leitendem Material bedeckt sind. Das leitende Material dient als Anodenstreifen für die Anregung von Leuchtstoffkörnern, die über den beschichteten Spitzen abgelegt sind. Diese Anordnung ermöglicht eine kompakte Konstruktion einer FED-Anzeige, die einen verbesserten Kontrast und reduzierte elektrische Oberflächen-Leckströme zwischen benachbarten Leuchtstoffstreifen mit verschiedenen Farben aufweist.
Das Dokument PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 017, Nr. 340 (E1389), 28. Juni 1993 & JP 05 047312 A (RICOH CO LTD), 26. Februar 1993, offenbart eine Leuchtplatte für eine Bildanzeige, die eine Platte aus einem transparenten Material mit einer Oberfläche und einer Schicht aus lumineszierendem Material auf dieser Oberfläche aufweist, wobei die Oberfläche Gräben aufweist, die durch eine Vielzahl von Höhen und Tälern begrenzt sind, die durch verbindende Oberflächen verbunden sind, wobei die Schicht aus lumineszierendem Material auf den verbindenden Oberflächen abgelegt ist.
Die Erfindung sieht eine Frontplatte für eine Bildanzeigevorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 vor.
In einer weiter unten beschriebenen Ausführung einer Anodenplatte für eine kathoden-lumineszierende Anzeige, liegt eine Schicht aus leitendem Material unter einer Schicht aus kathodenlumineszierendem Material, wobei Elektronen gegen die Anodenplatte unter schrägen Einfallswinkeln in Bezug zur Senkrechten auf die verbindenden Oberflächen emittiert werden. Dies vermeidet die Notwendigkeit, Lücken zwischen den lumineszierenden Teilchen zu überdecken und ermöglicht es, dass das Material (beispielsweise körnige Leuchtstoffteilchen) als Einzelschicht abgelegt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht eine derartige gefurchte Oberfläche mit einer Leuchtstoffbeschichtung die Wiedergewinnung von Licht aus Rückwärts-Emissionen.
In Verbindung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung definieren die Gräben periodisch angeordnete Vorsprünge, die so dimensioniert, konfiguriert und ausgelegt sind, dass sie als Lichtfallen arbeiten, um Umgebungslicht, das auf die Vorderfläche der Platte auffällt, daran zu hindern, von dem Leuchtstoff reflektiert zu werden. Bei einer bevorzugten engen Anordnung aus alternierenden parallelen Höhen und Tälern wird Umgebungslicht, das auf die Oberfläche der Frontplatte fällt, durch die Scheitel der Höhen bzw. Kämme umgelenkt, die optional mit lichtabsorbierendem Material bedeckt sein können.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Beschreibung näher erläutert; in der Zeichnung stellen dar:
Fig. 1 einen Querschnitt einer Feldemissionsanzeige (FED) der Art, bei der die vorliegende Erfindung speziell angewandt wird;
Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Ausführung einer Anodenplatte gemäß der Erfindung, die mit. der: Vorrichtung in Fig. 1 verwendbar ist;
Fig. 3 eine ähnliche Ansicht eines modifizierten Ausführungsbeispieles einer Anodenplatte gemäß der Fig. 2; und
Fig. 4A-4G schematische Darstellungen, die aufeinander folgende Schritte eines Herstellungsverfahrens für die Anodenplatte darstellen.
In der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Eine FED-Bildanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Eine Anodenfrontplatte 10 ist in bekannter Weise durch einen Vakuumspalt getrennt von einer Elektronenemitter- oder Kathodenplatte 12 gelegen. Die Platte 12 umfaßt eine Kathodenelektrode mit einer Vielzahl von elektrisch leitenden Mikrospitzen 14, die elektrisch in Kontakt stehen mit einer elektrisch leitenden Schicht aus Streifen, die auf einer oberen Oberfläche eines elektrisch isolierenden Substrates 18 ausgebildet sind. Eine Extraktions- oder Gate- Elektrode 20 weist eine elektrisch leitende Schicht aus Querstreifen auf, die auf einer isolierenden Schicht 22 gelegen sind, welche dazu dient, die Elektrode 20 elektrisch zu isolieren und sie von den Streifen der leitenden Schicht 16 entfernt zu halten. Die Mikrospitzen 14 haben die Form von Kegeln, die in Öffnungen 23 durch die leitende Schicht 20 und die isolierende Schicht 22 gelegen sind. Die relativen Parameter der Mikrospitzen 14, der leitenden Schicht 20 und der isolierenden Schicht 22 sind so gewählt, dass die Spitze bzw. der Gipfel jeder Mikrospitze 14 etwa auf dem Niveau der Schicht 20 liegt.
Die Anodenplatte 10 weist eine elektrisch leitende Schicht aus einem Material 28 auf, das auf einem transparenten Substrat 26 (z. B. Glas) abgelegt ist, welches gegenüber der Extraktionselektrode 20 und parallel zu dieser liegt. Die leitende Schicht 28 ist auf einer rückwärtigen oder inneren Oberfläche 25 des Substrates 26 direkt in Anlage an die Extraktionselektrode 20 aufgebracht. Die leitende Schicht 28 kann die Form einer gleichmäßigen Einzelelektrode haben, die über den gesamten Bildbereich der Oberfläche 25 abgelegt ist, oder kann alternativ die Form von mehreren elektrisch isolierten Elektrodenkämmen haben, so wie dies im US-Patent 5 22 5 820 und detaillierter in der anhängigen US-Anmeldung mit der Serien-Nr. 08/347 011 beschrieben ist. Die Anodenplatte 10 weist auch lumineszierendes Leuchtstoffmaterial 24 auf, das auf der leitenden Schicht 28 aufgebracht ist, sodass es direkt an der Extraktionselektrode 20 anliegt. Das Leuchtstoffmaterial 24 kann auf die leitende Schicht 28 aufgebracht werden, indem z. B. eine elektrophoretische Ablagerung oder ein anderes bekanntes Verfahren verwendet wird.
Eine oder mehrere der Mikrospitzen-Emitter 14 können mit herkömmlichen Methoden angeregt werden, indem z. B. an einem Streifen der Schicht 16 eine im Hinblick auf einen schneidenden Querstreifen der Extraktionselektrode 20 negative Spannung durch eine Spannungsquelle 30 angelegt wird, wodurch ein elektrisches Feld induziert wird, das Elektronen aus des Mikrospitzen 14 herauszieht. Die freien Elektronen werden dann gegen die Anodenplatte 10 beschleunigt, die positiv durch Anlegen einer wesentlichen höheren positiven Spannung zwischen der Extraktionselektrode 20 und der leitenden Schicht 28 aus der Spannungsquelle 30 vorgespannt ist. Die Energie der Elektronen, die von der Kathodenelektrode 16 emittiert und zu der Anodenelektrode 28 gezogen werden, wird auf das Leuchtstoffmaterial 24 übertragen, was in einer Lumineszenz resultiert. Die Elektronenladung wird von dem Leuchtstoffmaterial 24 zu der leitenden Schicht 28 geleitet, wodurch der elektrische Kreis zu der Spannungsquelle 30 geschlossen wird.
Mit bekannten Techniken; können die Schnittpunkte der Streifen 1 der Kathodenschicht 16 und der Querstreifen der Gate-Schicht 20 individuell nach Matrixart adressiert werden, um jeweils ein selektives Pixelleuchten von entsprechenden Leuchtstoffbereichen vorzusehen und damit ein Bild zu erzeugen, das einem. Betrachter 33 sichtbar wird, der auf die Front- oder äußere Oberfläche 35 der Platte 10 schaut. Die gesamte elektronische Schaltung der Anzeige einschließlich der Spannungsquelle können in die Emitterplatte 12 integriert sein mit Ausnahme des Leiters 28, der die Anodenelektrode umfaßt, die Teil der Anodenplatte 10 ist. Im Falle einer einzigen leitenden Elektrode 28, die auf der Oberfläche 25 des Substrates 26 aufgesprüht ist, ist eine einzelne elektrische Verbindung zwischen der Emitterplatte 12 und der Anodenplatte 10 erforderlich. Wenn die Anode jedoch drei Elektroden in Form von elektrisch isolierten Kämmen hat, wie dies in dem US-Patent Nr. 5 225 820 beschrieben ist, sind drei elektrische Verbindungen zwischen der Emitterplatte 12 und der Anodenplatte 10 erforderlich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die rückwärtige Oberfläche 25 der Anodenplatte 10 mit Gräben versehen, sodass eine periodische Anordnung von Vorsprüngen 26 vorliegt, die alternativ durch Höhen bzw. Rippen 37 und Täler 38 mit verbindenden Oberflächen 39 gebildet werden, die rückwärts an den Spitzen 40 der Rippen und vorne an den Talböden 41 konvergieren. Die Vorsprünge 36 sind nebeneinander positioniert, wobei die Rippenspitzen 40 in einer imaginären Ebene 44 und die Talböden 41 in einer imaginären Ebene 46 ausgerichtet sind. Die Ebenen 44 und 46 sind vorzugsweise parallel zu der vorderen Oberfläche 35.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 hat abgerundete Vorsprünge 36, sodass im Querschnitt ein generell sinusartiges Muster mit Flanken 39 entsteht, die symmetrisch relativ zu den Mittelachsen 48 senkrecht zu der Basis 49 der Vorsprünge orientiert sind. Um das Verlegen der Leitungen zu erleichtern und ein gleichmäßiges Bild zu liefern werden die Vorsprünge 36 durch parallele längliche Gräben oder Kanäle 45 gebildet, die gleichschenkliche Prismen 36 liefern, die gleiche, entgegengesetzt geneigte segmentierte oder kontinuierliche Wände 39 aufweisen. Es ist, wenn gewünscht, ebenso möglich, Vorsprünge 36 mit pyramiden- oder kegelartigen Formen mit Hilfe von Quergräben vorzusehen, die sich quer zu den parallelen Gräben erstrecken. In jedem Falle haben die Gräben 45 Dimensionen, die ausreichen, Leuchtstoffpartikel in einer geschlossenen Schicht innerhalb der Gräben abzulegen, wie weiter unten beschrieben.
Wie in Fig. 2 ersichtlich, werden die verbindenden Oberflächen 39 zunächst mit einer gleichmäßigen Schicht aus transparentem elektrisch leitenden Material 54 bedeckt, so z. B. mit Indium- Zinn-Oxid (ITO). Eine oder mehrere dünne Schichten aus Leuchtstoffpartikeln 56 werden dann gleichmäßig über dem Material 54 abgelegt. Das leitende Material 54 dient als Anodenelektrode 28, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die Leuchtstoffschicht 56 entspricht der Leuchtstoffschicht 24 in Fig. 1. Die Größe der Leuchtstoffpartikel 56 ist so, dass diese nach deren Ablage generell der Kontur der Täler 38 und der verbindenden Oberflächen 39 folgen. Für die Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind die Spitzen 40 der Rippen 37 der Vorsprünge 36 ebenfalls mit elektrisch leitendem Material 54 und Leuchtstoff 56 bedeckt.
Für eine Anodenplatte 10, die für eine monochrome Anzeige geeignet ist, können die verbindenden Oberflächen 39 und die Täler 38 aller Vorsprünge 36 in dem Bildbereich der Anzeige mit leitendem Material 54 und Leuchtstoff 56 bedeckt sein. Das leitende Material ist hierbei als einzelne Anodenelektrode 28 ausgebildet, die den gesamten Bildbereich der Oberfläche 25 der Platte 10 bedeckt. Für eine Farbanzeige wird das elektrisch leitende Material jedoch nur in ausgewählten Bereichen 58, 59 von in Gruppen zusammengefaßten nebeneinander liegenden Vorsprüngen 36 abgelegt, wie dieses in Fig. 2 gezeigt ist. Die unterschiedlichen leitenden Schichtgruppen 58, 59 werden dann jeweils mit Hilfe von elektrisch isolierten Streifendes gleichen oder unterschiedlichen elektrisch leitenden Materials verbunden, das außen auf dem Bildbereich und am Rand auf der inneren Oberfläche 25 der Platte 26 abgelegt ist. Die miteinander verbundenen Gruppen 58, 59 bilden damit drei separat von einander aktivierbare Elektrodenkämme, von denen jeder einer Primärfarbe zugeordnet ist. Verschiedene Leuchtstoffe 56a, 56b, die in unterschiedlichen Primärfarben leuchten, werden dann auf die Schicht 56 bei den Gruppen 58, 59 der entsprechenden Kämme aufgebracht und bilden dann getrennte rote, grüne und blaue Anodenbänder, die für eine Anzeige eines Farbbildes verwendet werden. Bereiche 61 auf der Oberfläche 25, die in den Zwischenräumen zwischen benachbarten unterschiedlichen Kammbereichen 58 und 59 gelegen sind, bleiben unbedeckt oder werden, wie in Fig. 2 gezeigt, optional mit einer Schicht eines Materials 62 bedeckt, das isolierend, lichtabsorbierend oder sowohl isolierend und lichtabsorbierend sein kann.
Wenn der Leuchtstoff 56 gleichmäßig auf die gewellte Oberfläche 25 aufgebracht wird, verbessert dieses die Effizienz des Bilderzeugungsprozesses auf verschiedene Weise. Die Elektronen 64, die von der Mikrospitze 14 (Fig. 1) emittiert und von der Anodenelektrode 28 (ITO-Material 54) angezogen werden, fallen auf die Leuchtstoffschicht 56 mit in Bezug auf die verbindenden Oberflächen 39 schrägen Einfallswinkeln (im Durchschnitt typischerweise 10º-30º zur Oberfläche oder 60º-80º zu der Normalen). Dieses schräge Einfallen minimiert im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen, bei denen der Einfallswinkel im wesentlichen senkrecht zu der Leuchtstoffschicht ist, die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelnes Elektron 64 einen Raum zwischen benachbarten Leuchtstoffpartikeln 56 trifft. Auf diese Weise kann die Schicht 56 dünner gemacht werden (d. h. weniger Partikel aufweisen) als herkömmliche Schichten, die in Schichten mit mehrfacher Partikelgröße aufgebracht werden, um sicher zu stellen, dass Zwischenräume in einer Reihe Von Partikeln ausgefüllt, oder bedeckt werden durch Partikel in einer nachfolgenden Reihe. Die dünnere Schicht hat einen niedrigeren Widerstandswert. Da auch die Pixelgröße parallel zu der Ebene der Plätte 10 (koplanar mit den Ebenen 44 und 46) gemessen wird, hat die mit Gräben und mit Partikeln ausgefüllte Oberfläche 25 eine größere Oberfläche der Leuchtstoffschicht 56 für den gleichen gegebenen Pixelbereich als Leuchtstoffbeschichtungen bei herkömmlichen Anordnungen. Auf diese Weise ist die Stromdichte bei gleicher Bildintensität niedriger, wobei gleichzeitig eine bessere Effizienz der Leuchtstoffemission vorliegt.
Wie ferner aus Fig. 2 ersichtlich, ermöglicht die gewellte Leuchtstoffschicht 56 das Einfangen einiger Rückemissionen. Bei herkömmlichen planaren Leuchtstoffschichten ist diese Rückemission verloren, wenn Licht durch den Leuchtstoff in einer Richtung weg von der Platte emittiert wird. Mit der Anordnung der Fig. 2 wird aufgrund der Kontur der verbindenden Oberflächen 39 zumindest ein Teil des nach rückwärts emittierten Lichtes 53 über einen Leerraum bzw. ein Tal 38 gegen eine benachbarte verbindende Oberfläche 39 gelenkt, wo es durch Diffusionseffekte des Leuchtstoffes auf dieser Oberfläche eingefangen und wieder zurück in die Platte 10 gelenkt wird.
Innerhalb der Platte 10 dient die vordere Divergenz der verbindenden Oberflächen innerhalb des Glases der Vorsprünge 36 dazu, das emittierte Licht 53 in eine Richtung gegen die Frontfläche 35 zu fokusieren.
Die Gräben in den Bereichen 61, die kein leitendes Material 54 aufnehmen, dienen dazu, die elektrischen Anodenstreifen 58, 59 voneinander zu trennen und elektrisch zu isolieren, wodurch Oberflächenleckströme reduziert werden. Lichtbogenüberschläge zwischen Anodenstreifen für die unterschiedlichen Farbleuchtstoffe werden bei FED-Anzeigen minimiert, indem in dem Raum zwischen der Anoden- und der Emitterplatte ein Vakuum erzeugt und gehalten wird. Jedoch kann der Spannungsabstand zwischen den Kämmen für unterschiedliche Farben bei hohen Spannungen immer noch ein Problem bei herkömmlichen Anordnungen sein, und zwar aufgrund von Oberflächenleckströmen zwischen herkömmlichen koplanaren scharfen Kanten der unterschiedlichen Elektrodenablagerungen, die auf einer glatten rückwärtigen Oberfläche der getrennten Frontplatte abgelegt sind. Ein solcher Leckstrom ist Vorläufer für Lichtbogenüberschläge. Mit der gewählten Oberfläche gemäß der Erfindung wird ein derartiger Oberflächenleckstrom minimiert, indem scharfe Kanten in der leitenden Schicht 54 vermieden und die Oberflächenabstände längs der Isolationszone 61 zwischen benachbarten Streifen von Kämmen für unterschiedliche Farben erhöht werden. Die Verwendung eines isolierenden Materials 62 in den Bereichen 61 reduziert weiter solche Leckströme.
Eine typische Anzeigevorrichtung hat eine Pixelgröße von etwa 300 Mikrometer, d. h. 100 Mikrometer für jede Farbe (66 Mikrometer pro Leuchtstoffstreifen und 34 Mikrometer pro Trennspalt). Die Vorsprünge haben eine Ausdehnung (gemessen zwischen benachbarten Mittelachsen 48) von 5-35 Mikrometern und eine Tiefe (Abstand zwischen den Ebenen 46 und 44) von ungefähr 4-28 Mikrometern oder mehr. Die Leuchtstoffschicht 46 kann Leuchtstoffpartikel mit Durchmessern von 1-5 Mikrometern verwenden, wobei Partikel mit 1 Mikrometer bevorzugt sind. Für eine Pixelgröße von 300 Mikrometern steht für jede Farbe ein Bereich 58, 59 zur Verfügung, der typischerweise 2-13 Vorsprünge 36 umfaßt, wobei dazwischen liegende nicht mit Leuchtstoff ausgefüllte Bereiche 31 ungefähr 1-7 Vorsprünge 36 umfassen. Für die Glasplatte sind typische Dicken (Abstand zwischen den Oberflächen 25 und 35) ungefähr 1100 Mikrometer.
Fig. 3 zeigt eine modifizierte Ausführung der mit Gräben versehenen Oberfläche 25, wobei die Vorsprünge 36 eine Konfiguration mit einem sägezahnförmigen Querschnitt mit nebeneinander gelegenen gleichschenklichen generell dreieckigen Prismen 64 bilden. Die Prismen 64 haben gleiche entgegengesetzt geneigte Wände 39, die vorn und hinten ausgehend von der Ebene 46 gegen die Ebene 44 mit Konvergenzwinkeln 2 α (Halbwinkel α) konvergieren. Die Prismen dienen dazu, Umgebungslicht 68 nach rückwärts gegen die Prismenspitzen 40 zu lenken, die nicht durch leitendes Material 54 bedeckt sind (nicht einmal in den Regionen 58, 59), sondern mit lichtabsorbierendem Material 62 bedeckt sind. Die Winkel α werden so gewählt, um die Gerichtetheit des von dem Leuchtstoff emittierten Lichtes 52, 53 (siehe Fig. 2) von der hinteren Fläche 25 nach vorne durch die Öffnungen zu maximieren, die durch die Grundflächen 69 der Vorsprünge 36 gebildet werden, und um die Durchlässigkeit des Umgebungslichtes 68 auf der rückwärtigen Seite in Richtung auf die Spitzen 40 zu maximieren. Die Winkel α können kleiner als 30º sein, wobei Winkel α von 10º-25º typisch sind. Auch wenn in dem dargestellten Querschnitt eine gleichschenklige Konstruktion gezeigt ist, sind im Querschnitt nichtgleichschenklige Konfigurationen ebenfalls möglich, die die Reflexion für Umgebungslicht verringern.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 bedecken die leitenden Leuchtstoffmaterialien 54, 56 etwa zwei Drittel der Flanken der geneigten Wände 39 zwischen den Ebenen 46 und 44. Die Vorsprünge 36 können an den Spitzen 40 abgestumpft oder kegelstumpfartig ausgebildet sein, um dadurch ebene Ausgangsfenster für Umgebungslicht zu liefern. Die Platte 10 kann als integrierte Struktur ausgebildet sein, die ein einziges Substratelement 26 aufweist, oder kann eine Laminarkonstruktion sein, derart dass ein vorderer Bereich 26a des Substrates 26 mit einem rückwärtigen Bereich 26b verbunden wird, nachdem die Gräben auf der Oberfläche geformt wurden. Die Strukturen der Vorsprünge 36 können durch irgend ein geeignetes Verfahren gebildet werden.
Ein Verfahren zum Herstellen der Platte 10 gemäß Fig. 2 ist für eine Elektrodenanordnung mit Mehrfachkämmen schematisch in den Fig. 4A-4G (nicht maßstabsgerecht) dargestellt.
Eine innere Oberfläche 25 einer transparenten rechteckigen- Glasplatte 26 wird gleichmäßig mit einer Schicht eines Fotolackes 80 bedeckt. Der Fotolack wird dann belichtet und entwickelt, um Bereiche des. Fotolackes 80 zu entfernen, wonach ein Muster 82 von in Längsrichtung oder Querrichtung verlaufenden Bändern 83 der nicht entfernten Bereiche des Fotolackes 80 verbleibt, die durch dazwischen liegende Spalten 85 getrennt sind, wie dieses in Fig. 4A gezeigt ist. Es können noch eine oder weitere Schichten von Fotolack (nicht gezeigt) in verschiedenen Maskenschritten aufgebracht werden, um die von dem aktiven Bildbereich getrennten Randbereiche auszubilden, um dort z. B. die Treiberelektronik für die Anode oder dergleichen aufzubauen. Die Platte 26, die mit einem Gitter 82 aus Fotolack beschichtet ist, wird dann einem Ätzprozeß ausgesetzt, um eine grabenartige im Querschnitt sinusförmige Konfiguration 86 auf der Oberfläche 25 auszubilden, die nebeneinander liegende Vorsprünge 36 aufweist, wie dieses in Fig. 4B gezeigt ist. Die separat maskierten Randbereiche der Platte 26 werden nicht geätzt, um eine stabile Schicht für die Treiberelektronik, für Verbindungen etc. zu bilden. Die Konfiguration 86 kann natürlich auch erzeugt werden, indem mechanische Schneidverfahren oder andere bekannte Techniken angewendet werden.
Als nächstes wird, wie in Fig. 4C gezeigt, eine Schicht Fotolack 88 in einem Muster aufgebracht, um die Bereiche 58, 59 auszubilden, die mit leitendem Material 54 bedeckt werden sollen. Eine Schicht aus Indium-Zinn-Oxid 54 wird dann auf der Oberfläche 25 abgelegt, um die Rippen und Täler der Vorsprünge 36 in den Bereichen 58, 59 zu bedecken. Eine weitere Schicht Fotolack 92 wird dann abgelegt und zu einem Muster geformt, um die isolierenden Bereiche für die Kämme auszubilden, auf die isolierendes und lichtabsorbierendes Material 62 aufgebracht werden soll (Fig. 4F). Leuchtstoffmaterial 56a, 56b wird danach auf die leitende Schicht 54 durch geeignete Verfahren, so z. B. elektrophoretische Ablagerung aufgebracht, um die Rippen und Täler der Vorsprünge 36 in den Bereichen 58, 59 zu bedecken, wie dieses in Fig. 4G gezeigt ist.
Um die Struktur der Fig. 3 zu erreichen, werden die Schritte zum Aufbringen des leitenden Materials und des lichtabsorbierenden Materials modifiziert, um die Ablagerungen dieser Materialien entsprechend dem gewünschtem Muster zu erreichen. Die Ablagerung von Leuchtstoff 60 durch elektrophoretische Ablagerung resultiert, wie angedeutet, in einer modifizierten Ablagerung des Leuchtstoffes mit einer Vielzahl von Partikeln 60 innerhalb jedes Grabens.
Der Fachmann für die mit der Erfindung angesprochene Technik weiß natürlich, dass Ergänzungen oder Modifikationen bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen gemacht werden können, ohne dass das Ziel der Erfindung, wie es durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, verlassen wird.

Claims

1. Leuchtplatte (10) für eine Bildanzeige, mit einem Substrat (26) aus transparentem Material, das eine einer Sichtfläche (35) gegenüberliegende rückwärtige Oberfläche (25) aufweist, und mit einer Schicht (56) aus lumineszierendem Material auf dieser Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass:

die rückwärtige Oberfläche (25) Gräben (36) aufweist, die durch eine Vielzahl von Höhen (37) und Tälern (38) begrenzt sind, die durch verbindende Oberflächen. (39) verbunden sind; und

die Schicht aus lumineszierendem Material (56) auf diesen verbindenden Oberflächen konform abgelegt ist und eine Dicke hat, die kleiner als die Tiefe der Gräben ist.

2. Platte nach Anspruch 1, wobei diese Platte eine Anodenplatte (10) für eine kathodenlumineszierende Anzeige ist, eine Schicht aus elektrisch leitendem Material (54) konform auf den verbindenden Oberflächen abgelegt ist und die Schicht aus lumineszierendem Material eine Schicht aus kathodenlumineszierendem Material (56) aufweist, die konform auf dem elektrisch leitendem Material auf den verbindenden Oberflächen abgelegt ist.

3. Platte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gräben Gräbentiefen und Gräbenbreiten von Höhe zu Höhe haben; und wobei die Gräbentiefen zumindest 80% so groß sind wie die Gräbenbreiten.

4. Platte nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Gräben durch parallele längliche Prismen mit Seitenwänden gebildet sind; und wobei das lumineszierende Material innerhalb der Gräben zumindest auf den Seitenwänden abgelegt ist.

5. Anodenplatte nach Anspruch 2, wobei die Schicht aus elektrisch leitendem Material eine transparente leitende Beschichtung aufweist; und wobei die Schicht aus kathodenlumineszierendem Material Phosphorpartikel aufweist.

6. Anodenplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Schicht aus kathodenlumineszierendem Material im wesentlichen eine einzige Schicht aus Phosphorpartikeln aufweist.

7. Anodenplatte nach Anspruch 2, wobei das elektrisch leitende Material in ersten und zweiten Streifen (58, 59) in Voneinander getrennten Lagen über die Grabenoberfläche abgelegt ist; und wobei das kathodenlumeneszierende Material Phosphorpartikel einer gewissen Farbemissivität aufweist, die über dem leitenden Material der ersten Streifen abgelegt ist; und Phosphorpartikel einer unterschiedlichen Farbemissivität (56a, 56b) aufweist, die über dem leitenden Material der zweiten Streifen abgelegt sind.

8. Anodenplatte nach Anspruch 7, die ferner elektrisch isolierendes Material (62) aufweist, das konform über die Grabenoberfläche zwischen den getrennten Lagen abgelegt ist.

9. Anodenplatte nach Anspruch 7 oder 8, die ferner lichtabsorbierendes Material aufweist, das konform über die Grabenoberfläche zwischen den getrennten Lagen abgelegt ist.

10. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Höhen und Täler, die durch verbindende Oberflächen miteinander verbunden sind, ein Muster aus gleichschenkligen Prismen bilden.

11. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Höhen und Täler, die durch verbindende Oberflächen miteinander verbunden sind, ein Muster von Pyramiden oder Kegeln bilden.

12. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Höhen Spitzen aufweisen, die von dem lumineszierenden Material nicht bedeckt sind.

13. Platte nach Anspruch 12, die ferner eine Schicht aus lichtabsorbierendem Material aufweist, die die Spitzen bedeckt.

14. Anodenplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei die Grabenoberflächen eine rückwärtige Oberfläche (24) ist, die Platte eine generell ebene Vorderfläche (35) hat und die Platte von einer Feldelektronen-Emissionskathodenplatte (12) entfernt und relativ zu der Kathodenplatte so konfiguriert ist, dass Elektronen, die durch Feldemission von der Kathodenplatte emittiert werden, auf das kathodenlumineszierende Material in einem Winkel relativ zu der Normalen auf die Vorderfläche der Anodenplatte auftreffen.

15. Bildanzeigevorrichtung mit einer Platte wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht.