DE69334065T2

DE69334065T2 - SELBSTTRAGENDE FLäCHE ANZEIGEVORRICHTUNG

Info

Publication number: DE69334065T2
Application number: DE69334065T
Authority: DE
Inventors: A. Paul Saratoga LOVOI
Original assignee: Candescent Intellectual Property Services Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2013-04-09
Also published as: US5589731A; EP0635162A4; EP0635162A1; DE69334065D1; US5424605A; US5541473A; US5667418A; US5597518A; US5674351A; WO1993021650A1; US5798604A; AU4045493A; EP0635162B1

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft Flachbildschirme, und im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine flache, dünne Kathodenstrahlröhrenstruktur, die eine flache, allgemein einheitliche Anordnung von Elektronen verwendet, die selektiv durch ein Adressierungsraster geführt werden, um Pixel auf einer durch Elektronen erregbaren, beschichteten Frontscheibe zu adressieren. Dies steht im Gegensatz zu einem abgetasteten Elektronenstrahl in herkömmlichen Kathodenstrahlröhren.
Flachbildschirme bzw. Flachbildschirmanzeigen sind vom Konzept her bekannt und sind seit einigen Jahren ein gemeinsames Ziel der Video- und Fernsehindustrie. Für Beispiele für diese und verwandte Technologien wird auf folgende U.S. Patente verwiesen: US-A-3.566.187, US-A-3.612.944, US-A-3.622.828, US-A-3.956.667, US-A-4.088.920, US-A-4.227.117, US-A-4.341.980, US-A-4.435.672, US-A-4.531.122, US-A-4.564.790 und US-A-4.719.388. Derartige Flachbildschirmstrukturen sollen das sehr tiefe Profil von Fernsehgeräten und anderen Kathodenstrahlröhrenanzeigen eliminieren, das aufgrund der Elektronenkanone gegeben ist, die in einem bestimmten proportionalen Abstand hinter einer mit Phosphor bzw. Leuchtstoff beschichteten Frontscheibe (Leuchtschirm) angeordnet sein muss, wobei dieser Abstand mit zunehmender Bildschirmgröße ebenfalls zunimmt. Andere Ziele im Bereich des Flachbildschirmfernsehens sind die Gewichtsreduzierung, das Vermeiden hoher Spannungsvoraussetzungen für größere Bildschirme, wirklich flache Frontscheiben bzw. Leuchtschirme und niedrigere Fertigungskosten.
Entwickelt wurden zahlreiche dünne Flachbildschirmtechnologien, die entweder zurzeit in Anzeigeanwendungen eingesetzt werden oder für derartige Anwendungen als viel versprechend betrachtet werden. Diese Anwendungen erfordern für gewöhnlich eine geringe Stromaufnahme, ein leichtes Gewicht und/oder eine geringe Baugröße (wobei die Eigenschaften in derartigen Flachbildschirmen in unterschiedlichem Ausmaß bereitgestellt werden), und wobei sie nicht die Videogeschwindigkeiten, die Vollfarbendarstellung, die hohe Bildauflösung oder andere Merkmale erfordern, die aktuell nur durch herkömmliche Kathodenstrahlröhrenanzeigen erreicht werden können. Somit wurden zwar zahlreiche neue Anwendungen für Flachbildschirmtechnologien entwickelt, wobei diese Technologien jedoch noch keinen signifikanten Einzug in bestehende große Anwendungen für CRTs gehalten haben, wie zum Beispiel Fernsehgeräte und Desktop-Computer.
Zum Beispiel weisen die herkömmlichen Twisted Nematic und Supertwist-Flüssigkristallanzeigen („LCKs") im Monochrommodus sehr geringer Leistungsaufnahme und Kosten auf, wobei sie jedoch ausreichende Geschwindigkeit, Graustufen, Einheitlichkeit, Leistungseffizienz und Auflösung für einen Einsatz in Fernseh- und zahlreichen Computeranwendungen besitzen, die eine Vollfarbendarstellung und Videoraten voraussetzen. Ebenso gibt es höher entwickelte LCD-Technologien, wie etwa ferroelektrische LCDs, die mit Videogeschwindigkeiten umschalten. Diese Technologie weist jedoch signifikante Probleme in Bezug auf die Graustufen, die Fertigung, die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer auf, die gelöst werden müssen, bevor die Technologie für Vollfarben- und Videoanzeigeanwendungen eingesetzt werden kann.
Eine andere hoch entwickelte LCD-Technologie, Aktivmatrix-LCD, verwendet Dünnfilmtransistoren bzw. Dünnschichttransistoren oder Dioden an der Position jedes Bildelements zum Schalten des Flüssigkristallmaterials mit Videogeschwindigkeiten, und um sehr hohe Auflösungen ohne Kontrastverlust zu erreichen. Diese Technologie kann zwar potenziell in ganzfarbigen und Videoanzeigeanwendungen eingesetzt werden, wobei sie sich jedoch nur schwierig (d.h. zu hohen Kosten) herstellen lässt. Die Dünnfilmschaltungen an jedem Pixel weisen eine Größe von wenigen Mikron auf, und sie müssen mit einer Passgenauigkeit im Submikronbereich in Passgenauigkeit zwischen den Dünnfilmschichten über ein Glassubstrat von 8 Zoll oder mehr hergestellt werden. Das Glassubstrat erweitert sich uneinheitlich und zieht sich uneinheitlich während dem Fertigungsverfahren zusammen (neben anderen signifikanten Fertigungsproblemen).
TFEL-Anzeigen (Dünnfilm-Leuchtanzeigen) können Informationen mit Videoraten anzeigen, und sie können potenziell größere Größen aufweisen. Sie sind jedoch verhältnismäßig leistungsineffizient, da die Elektronen-Licht-Umwandlungseffizienz für farbige TFEL-Leuchtstoffe sehr niedrig ist und da die kapazitive Belastung von den Dünnfilm-Elektroden/Dielektrizitätsstrukturen verhältnismäßig hoch ist. TFEL-Anzeigen sind teuer in der Herstellung, da die höheren Spannungs- und Stromanforderungen teuere Steuer- bzw. Treiberschaltungen erfordern, und ferner da die Dünnfilme über die gesamte Anzeigefläche frei von kleinsten Löchern bzw. Nadelstichen sein müssen, um Kurzschlüsse bei der Adressierung von Elektroden zu vermeiden.
Plasma- und Vakuumfluoreszenzanzeigen werden mit Videoraten und Farbfähigkeit hergestellt, wobei diese jedoch aufgrund der Fertigungsschwierigkeiten und der kostspieligen Steuerelektronik weiterhin verhältnismäßig leistungsineffizient und teuer sind.
Eine der vielversprechendsten Ansätze für die Duplikation der Eigenschaften der Vollfarben, des weiten Betrachtungswinkels, der großen Flächen und der hohen Helligkeit von Kathodenstrahlröhren (CRT) ist die Entwicklung „flacher Kathodenstrahlröhren". Zahlreiche flache CRT-Technologien wurden in unterschiedlichen Ausführungen entwickelt, wobei sie alle jedoch zu teuer sind für Fernsehanwendungen oder andere großvolumige Anzeigeanwendungen, und zudem sind sie nicht auf große Formate skalierbar. Ein flacher CRT-Ansatz verwendet die herkömmliche Elektronenstrahlabtastung, wobei der Elektronenstrahl jedoch magnetisch gefaltet oder gebogen wird, so dass die resultierende Röhre verhältnismäßig dünn sein kann. Dieser Ansatz funktioniert bei kleinen Anzeigen, leidet jedoch unter signifikanter Bildverzerrung und Auflösungsverlust, wenn er auf Formate skaliert wird, die eine Bilddiagonale der Anzeige von drei Zoll überschreiten.
Ein weiterer Ansatz für eine flache CRT umfasst den Einsatz von Feldemittern im Mikron-Größenbereich, die Elektronen in Vakuum emittieren können, ohne das die Erwärmung bzw. Erhitzung wie in herkömmlichen Glühkathoden erforderlich ist. Dadurch kann potenziell eine sehr effiziente und dünne flache CRT bereitgestellt werden. Allerdings ist die Adressierung der einzelnen Emitter ein schwieriges Unterfangen.
Ferner verbleiben weitere signifikante Probleme in Bezug auf die Fertigung, die Zuverlässigkeit und die Einheitlichkeit bzw. Gleichmäßigkeit, die noch gelöst werden müssen, bis flache CRTs, welche Feldemissionskathoden verwenden, in großen Mengen und zu realistischen Kosten hergestellt werden können.
Die meisten der verbliebenen Ansätze für flache CRTs verwenden eine oder mehrere Raster- bzw. Gitterstrukturen zum Ein- und Ausschalten einer Matrix von Mikroelektronenstrahlen. Diese Strahlen originieren im Idealfall von einer planaren Quelle von Elektronen (emittiert von einer verteilten Anordnung von Kathoden) auf einer Seite der Rasterstruktur, und sie werden in Richtung der anderen Seite des Rasters zu den Leuchtstoffen bzw. dem Phosphor auf einer Anodenplatte beschleunigt, die auf einem hohen Spannungspotenzial gehalten wird. Es wurden jedoch Prototypen von Schwarzweiß- und Farbanzeigen hergestellt, die diesen allgemeinen Ansatz einsetzen, wobei jedoch die Herstellkosten, die Schwierigkeiten der Montage und/oder andere Leistungsmerkmale der Raster die Hautgründe dafür waren, dass es jedem dieser Prototypen nicht gelungen ist, die Zielvorgaben in Bezug auf die Kosten und die Leistungsmerkmale zu erfüllen.
Eine Reihe der oben genannten Patente betrifft Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhren. Diese erfüllen allgemein nicht die gewünschte Funktion und entsprechen teilweise nicht präzise den theoretischen Beschreibungen in den Patenten, und viele von ihnen sind zu kostspielig, um mit dem erforderlichen Maß der Zuverlässigkeit umgesetzt zu werden. Die Ergiebigkeiten können dabei sehr niedrig ausfallen. Einige der patentierten Anordnungen basieren auf falschen Vorgaben in Bezug auf das Verhalten von Elektronen, die hinter einem Adressierungsraster in einer angenommen einheitlichen, planaren Anordnung zur Verfügbarkeit für die Erregung von Pixeln mit der gewünschten Auflösung und einer vorgegebenen Helligkeit präsentiert werden. Keine der in den genannten Patenten beschriebenen Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhren hat die erforderliche Signifikanz für einen kommerziellen Einsatz erreicht.
Die Adressierungsrasterstruktur ist ein Problem, das bislang durch die gemäß dem Stand der Technik beschriebenen Flachbildschirm-CRTs noch nicht angemessen gelöst werden konnte. Damit eine Adressierungsstruktur effizient und zuverlässig einzelne Pixel adressieren kann, ohne dass auf dem Bildschirm als Ganzes Empfangslöcher vorgesehen sind, muss ein effizientes Mittel für die Platzierung der entsprechenden positiven elektrischen Ladung an einzelnen Adressierungspunkten vorhanden sein, um Elektronen in Richtung der vorgeschriebenen Pixel zu beschleunigen, ohne ein ungeordnetes Verdrahtungsaufkommen oder ein komplexes Labyrinth aus leitfähigen Spuren oder Mustern auf gedruckten Schaltungen. Vorschläge für hoch auflösendes Fernsehen (HDTV) umfassen Anzeigen mit bis zu 1.152 Zeilen und mit bis zu 2.048 Spalten, d.h. mit mehr als zwei Millionen Pixeln auf der Anzeige. Eine HDTV-Anzeige mit einer Bilddiagonale von 14 Zoll (nach einer vorherrschenden Ansicht eines Seitenverhältnisses von 9:16) ist 6,86 Zoll hoch. Die Farbtriaden auf einer derartigen Anzeige liegen nur 6,0 Milliinch auseinander. Dies stellt reale Probleme in Bezug auf die Abmessungen jeder Drahtrasteradressierungsstruktur dar. Wenn Drähte verwendet werden, die sich im freien Raum erstrecken, so müssten sie ausreichend kleine Abmessungen aufweisen, so dass entsprechend bemessene Öffnungen hinterlassen, so dass eine angemessene Anzahl von Elektronen durch das Raster zu den Pixeln durchgelassen werden kann, im Vergleich zu der Anzahl von Elektronen, die selbst als Strom in das Raster strömen.
Ein weiterer Aspekt bezüglich des Designs einer Flachbildschirm-CRT-Videoanzeige ist das Tragen bzw. Stützen der mit Phosphor beschichteten (Anode) Frontscheibe bzw. Leuchtschirm aus Glas bei nahezu perfektem Vakuum, das in der CRT existieren muss. Dickes, gebogenes Glas muss vermieden werden. Bislang vorgeschlagene Flachbildschirm-CRT-Strukturen haben dieses Problem einfach noch nicht mit einer praktischen und kostenwirksamen Struktur adressiert. Auf der Rückseite der Flachbildschirm-CRT gilt der gleiche Aspekt in Bezug auf das Tragen einer Rückplatte, welche die Rückseite der Anzeige verschließt.
Zu weiteren Aspekten in Bezug auf die Entwicklung einer effizienten, zuverlässigen, kostenwirksamen Flachbildschirm-CRT mit zweckmäßiger Helligkeitseigenschaft und angemessener Langlebigkeit zählen die Erzeugung einer zuverlässigen Quelle für Elektronen mit einheitlicher bzw. gleichmäßiger Verteilung, zur Verwendung für die Adressierung von Pixeln in Anzeigeröhren; und das zuverlässige Abdichten einer Flachbildschirmstruktur, um das hohe Vakuum zu erhalten, während eine Mehrzahl von leitfähigen Pfaden zur Außenseite der flachen Bildröhre geführt werden, um das Adressierungssignal in das Adressierungsraster einzugeben und zu anderen Zwecken. „Heiße" oder Glühkathoden sind die für gewöhnlich vorgeschlagenen Mittel, um die gewünschte Elektronenwolke zu erreichen, wie dies in den vorstehend genannten U.S. Patenten US-A-4.719.388, US-A-4.435.672 und US-A-3.566.187 beschrieben ist. „Kalte" Kathoden wurden in verschiedenen Konfigurationen vorgeschlagen, haben sich bis jetzt jedoch noch nicht als kosteneffizient, effektiv und zuverlässig für den Einsatz bei der wiederholten Adressierung der sehr großen Anzahl von Pixeln in einer Videoanzeige erwiesen. Beispiele für Versuche mit einer kalten Kathode sind die Bemühungen von LETI (Frankreich) und der Coloray Corporation, Fremont, Kalifornien, USA, zur Implementierung einer kalten Kathode für einen Flachbildschirm unter Verwendung der Mikrospitzentechnologie. Ein Problem dabei ist es, dass die Mikrospitzen von Spitze zu Spitze nicht ausreichend gleichmäßig bzw. einheitlich sind, um eine vorhersehbare Pixelaktivierung zu erreichen, wenn es auf jede Spitze ankommt. Somit wird eine Gruppe von hunderten von Mikrospitzen eingesetzt, um Elektronen für einen Bildpunkt auf dem Bildschirm zuzuführen. Der Ansatz versucht, die integrierte Schaltungstechnologie auf die vollständigen Bildschirmabmessungen anzuwenden, was eine Verkabelung bzw. Verdrahtung mit aktiven Transistoren über einen großen Bereich voraussetzt und zudem zu weiteren Problemen führt. Ferner erfordern Ion-Milling-Probleme durch den Rückfluss von Ionen den Einsatz von Niederspannungsleuchtstoffen, die eine niedrigere Effizienz aufweisen als Hochspannungsleuchtstoffe, und sie können nicht aluminiert werden, was ihre Effizienz aufgrund des Verlustes von nach hinten gerichteten Photonen weiter reduziert.
Eine Offenbarung einer Adressierungsrasterstruktur wurde 1974 herausgegeben von der Northrop Corporation unter dem Titel „Digital Address Thin Display Tube" von Walter F. Goode, Vertrieb durch National Technical Information Service (U.S. Department of Commerce). Die Offenbarung beschreibt einen gefritteten Stapel von Glasplatten bzw. Glasscheiben und eine Mehrzahl von Löchern durch die Platten. Verwendet wurde Niedertemperaturglas, so dass die Platten während dem Verfahren des Frittens bei verhältnismäßig niedriger Temperatur miteinander verbunden werden können. Die Offenbarung von Northrop umfasst jedoch reine amorphe Glasplatten, die in einem starren Zustand montiert werden, an Stelle von ungebrannten Keramik- oder Glaskeramikschichten oder einem anderen, anfänglich flexiblen Lagenmaterial. Die amorphen Glasplatten sind im Vergleich zu Glaskeramikplatten schwach. Ferner war der gefrittete Stapel von Glasplatten dafür vorgesehen, in einer Vakuumröhre platziert zu werden anstatt ihn direkt dicht mit dem Plattenstapel zu versiegeln und ohne selbsttragend an der Frontscheibe zu sein, wie dies bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist. Das dicke Adressierungsraster würde die Elektronenübertragung schwierig gestalten und für geringe Effizienz sorgen. Ferner könnten dabei nicht die nachstehend in Bezug auf die vorliegende Erfindung beschriebenen Sequenzen für die Löcherbildung und das Drucken von Spuren eingesetzt werden, und die Dichte der Löcher war zudem begrenzt. Die Northrop-Struktur unterschied sich in diesen und anderen Aspekten eindeutig von der vorliegenden Erfindung.
Siehe auch „A Digitally Addresses Flat-Panel CRT" von W.F. Goode, IEEE Transactions on Electron Devices, Band Ed-20. Nr. 11, November 1973, worin eine Adressierungsstruktur mit mehreren Platten und Codierungstechniken beschrieben werden.
Andere Arbeiten im Bereich der Flachbildschirm-CRT-Anzeigen stammen von Texas Instruments und Source Technology. Die Arbeiten von Texas Instruments umfassen ein Raster leitfähiger Bänder, die durch ein Fotoätzverfahren gebildet werden, wobei jedes Band mit einer Glasfritte überzogen ist. Die Bänder werden in einem Raster überlagert, und die Einheit wurde erhitzt, um die mit Glas überzogenen Bänder zu verschmelzen. Dies erzeugte eine sehr zerbrechliche Rastereinheit, und wobei häufig Kurzschlüsse an den Kreuzungspunkten der leitfähigen Bänder auftreten würden, aufgrund der fehlenden Gleichmäßigkeit der Glasschichten. Die Ergiebigkeiten waren außerordentlich niedrig, so niedrig, dass sie sich für die Herstellung als nicht wirtschaftlich herausgestellt haben.
Die Arbeiten von Source Technology umfassten Zuleitungen auf einem Substrat mit nur einer Ober- und einer Unterseite. Der hermetische Verschluss für die Einheit wurde direkt über den Zuleitungen vorgenommen. Bei dem Substrat von Source Technology handelte es sich um eine Lage Photoceram (ein Warenzeichen von Corning), mit geätzten Löchern und abgeschiedenen leitfähigen Spuren, gebildet durch eine feste Lage eines Leiters, die danach durch Laserschneiden zerteilt wurde. Die Dichte der Adressierung der Rasterlöcher war für die meisten der heutigen Anwendungen unzureichend.
Die folgende Tabelle führt die Merkmale der verschiedenen früheren Ansätze gemäß den vorstehenden Ausführungen auf, und zwar im Vergleich zu dem System gemäß der vorliegenden Erfindung. TABELLE I

A: Glasfritte, überzogen mit leitfähigen Bändern
B: Gefrittete Glasplatten
C: Eine Lage aus fotochemisch aktivem Glas

Den früher beschriebenen Flachbildschirmanzeigen ist es nicht gelungen, ein effizientes, herstellbares, hoch ergiebiges, kostenwirksames und zuverlässigeres System für eine Flachbildschirm-Bildröhre bereitzustellen, wie dies bei der nachstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung der Fall ist.
Zusammenfassung de Erfindung
Die vorstehend beschriebenen Probleme werden durch eine elektronische Vorrichtung gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1 und die Herstellungsverfahren gemäß den Ansprüchen 13 und 14 gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine dünne Flachbildschirm-CRT-Anzeige eine Konstruktion, die auf einer Reihe von Niedertemperatur-Glaskeramikschichten (oder anderen anfänglich flexiblen Schichten) basieren, die dahingehend außerordentlich vielseitig sind, dass sie es ermöglichen, dass sich ein Großteil der CRT-Einheit in dem flexiblen Zustand befindet. Die Konstruktion ermöglicht die effiziente Platzierung leitfähiger Spuren unter Verwendung einer Hybridschaltungstechnologie, Vakuumkompatibilität, Codierung zur Reduzierung von Zuleitungen und Treibern bzw. Steuereinrichtungen, selbsttragender Funktion der Einheit an der Frontscheibe und der Rückplatte, Platzierung praktisch aller elektronischer Komponenten auf einer einzigen „Platine", effizienter Abdichtbarkeit der laminierten Einheit und eines sehr flachen Profils für die Einheit. Darüber hinaus erreicht die Einheit niedrige Kosten und eine hohe Festigkeit.
Die Kennzeichnet der Anzeige bzw. des Displays als „flach" soll die Konstruktion nicht auf nicht gebogene Flachbildschirme einschränken, vielmehr bezieht sie sich auf einen Bildschirm, der im Verhältnis zu der CRT aus Gründen der Festigkeit nicht konvex gewölbt ist, und wobei die CRT dünn ist. „Dünn" bedeutet allgemein, dass die Röhre vorzugsweise eine einheitliche Dicke aufweist, ohne den hinteren Kolben von Elektronenkanonenröhren, und mit einer deutlich geringeren Tiefe als bei einer Elektronenkanonenröhre. In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist eine dünne CRT gemäß der vorliegenden Erfindung sehr dünn, im Bereich einer Dicke von weniger als einem Zoll (2,54 × 10^–2 m), unabhängig von der Schirmgröße.
Die Adressierungsrasterstruktur der Erfindung kann für andere Anwendungen eingesetzt werden, mit Manipulationen oder Erregungen geladener Teilchen an ausgewählten Stellen in einem Raster.
Eine Adressierungsrasterstruktur der CRT wird vorzugsweise durch laminierte Lagen eines Vakuum-/Elektronenstrahlkompatiblen Niedertemperatur-Glaskeramikwerkstoffs gebildet, mit leitfähigen Metallspuren auf Oberflächen der Schichten, die vor der Laminierung abgeschieden werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Adressierungsrasterlaminat insgesamt eine Dicke von etwa 0,032 Zoll (8,128 × 10^–4 m) auf. Eine Mehrzahl von Löchern durch die Glaskeramikschichten, mit einem Durchmesser von ungefähr 4 bis 10 Milliinch (10,16 × 10^–5 bis 25,4 × 10^–5 m) befinden sich in der laminierten Struktur in Passgenauigkeit und bilden ein Raster. Das Raster ermöglicht die Adressierung einzelner Pixel durch Modifikation des elektrischen Felds in jedem Loch. Das elektrische Feld in jedem Loch ist die Summe der durch jedes Rasterelement erzeugten elektrischen Felder aufgrund der jeweiligen Positionierung und angelegten Spannung. Das elektrische Feld ermöglicht und untersagt den Verlauf von Elektronen von den Kathoden zu der Anode und fokussiert und defokussiert den Strahl der Elektronen. Zusätzliche Löcher in der laminierten Rasterstruktur werden für leitfähige Durchkontaktierungen verwendet, welche einen leitfähigen Pfad zwischen leitfähigen Spuren auf einer Schicht und leitfähigen Spuren auf anderen Schichten überbrücken.
Ein Beispiel für einen Niedertemperatur-Glaskeramikwerkstoff, der in sehr vorteilhafter Weise für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist Green Tape von DuPont (Warenzeichen von DuPont). Dieses Material, das als dünne Lagen erhältlich ist (z.B. etwa 3 Milliinch (7,62 × 10^–5 m) bis 10,5 Milliinch (26,67 × 10^–5 m), weist eine verhältnismäßig niedrige Brenntemperatur auf, wie etwa von 900 bis 1.000°C, und es weist Plastifikatoren im ungebrannten Zustand auf, die ausgezeichnete Verarbeitungseigenschaften bereitstellen, im Besonderen beim Bilden winziger Löcher mit geringem räumlichem Abstand für das Adressierungsraster gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Produkt Green Tape ist eine Mischung aus Keramikpartikeln und amorphem Glas, ebenfalls in Teilchenform, mit Bindemitteln und Plastifikatoren. Siehe auch die U.S. Patente von DuPont US-A-4.820.661, US-A-4.867.935 und US-A-4.948.759. Das Material in der ungebrannten Form kann für die Abscheidung leitfähiger metallischer Spuren in einer Glasmatrix angepasst werden, wie etwa durch Siebdruck oder andere Techniken. Andere Materialien mit der gewünschten Geschmeidigkeit bzw. Biegsamkeit in dem ungebrannten Zustand, wie zum Beispiel entglasendes Glasband, Keramikband oder ein Glaskeramik-Bandwerkstoff, und möglicherweise amorphes Glas in einer flexiblen Matrix, können ebenfalls für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sein; der Begriff „Glaskeramik" oder „Keramik" wird hierin allgemein für den Verweis auf diese Materialkategorie verwendet. Allgemein ausgedrückt sind die Voraussetzungen bzw. Anforderungen für ein derartiges Material wie folgt gegeben: (a) es kann in dünnen Schichten erzeugt werden; (b) die Schichten sind im ungebrannten Zustand flexibel; (c) Löcher können in einer Schicht oder mehreren Schichten gemeinsam im ungebrannten Zustand erzeugt werden; (d) die Löcher können nach Wunsch mit Leitern gefüllt werden; (e) leitfähige Spuren können präzise auf den Oberflächen der ungebrannten Schichten platziert werden; (f) die Schichten können laminiert werden, wobei sie zumindest in einem finalen Brennvorgang miteinander verbunden werden; (g) die gebrannte Struktur weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der im Wesentlichen an den einer Frontscheibe und einer Rückplatte bevorzugter Materialien wie etwa Floatglas abgestimmt werden kann; (h) die gebrannte, laminierte Struktur kann starr und fest sein; (i) die gebrannte Struktur ist vakuumkompatibel; (j) die gebrannte Struktur weist keine Stoffe bzw. Materialien auf, welche die Kathode der CRT vergiften; und (k) alle Materialien und die Fertigung sind zu realisierbaren bzw. angemessenen Kosten möglich. Bei den bevorzugten Materialien handelt es sich scheinbar zwar um die Kategorie der vorstehend genannten Glaskeramikwerkstoffe, wobei aber auch andere Materialien bzw. Werkstoffe verfügbar werden, die diese Eigenschaften oder die meisten dieser Eigenschaften aufweisen. Zum Beispiel sind Polyimide Kunststoffe mit hoher Temperaturfestigkeit, hoher Festigkeit und Vakuumkompatibilität, die für die Fertigung von mehrschichtigen bzw. mehrlagigen gedruckten Leiterplatten bei Anwendungen eingesetzt werden, wie etwa der im Weltraum eingesetzten Elektronik.
Gemäß dem Einsatz in dem Verfahren und der Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung werden die ungebrannten Bandschichten mit ausgebildeten Löchern und abgeschiedenen Metallspuren auf entsprechenden niedrigen Temperaturen (für gewöhnlich 70°C im Falle des Produkts Green Tape (eingetragenes Warenzeichen) von DuPont und niedrigen Druckzuständen. Dieser Schritt verschmilzt die Schichten zu einer einzigen Einheit. Die laminierten Schichten werden danach gebrannt, um die Bindemittel und Plastifikatoren aus dem Band auszubrennen (im Falle des Produkts von DuPont bei ungefähr 350°C).
Das abschließende Brennen (im Falle des Produkts Green Tape von DuPont bei 900 bis 1.000°C) ist ausreichend hoch, um die Glaspartikel zu sintern, so dass diese ausreichend zusammenfließen, um die Glaskeramikschichten integral miteinander zu verbinden. Vorzugsweise wird ein Brennvorgang mit mehreren Temperaturen eingesetzt, der einem vorgeschriebenen Profil folgt, wobei die Temperatur von Zimmertemperatur über die Ausbrenntemperatur auf die letztendliche Temperatur gebracht wird und wieder zurück auf Zimmertemperatur. Auf diese Weise wird eine verschmolzene integrale Adressierungsrasterstruktur gebildet, mit leitfähigen Spuren zwischen integral verbundenen Schichten, und sich zu den Rändern der Struktur erstreckend, für Verbindungen mit der Steuerelektronik. Das Verschmelzen erfolgt im Fall des Produkts von DuPont durch Glasbildung zwischen den Schichten. Die integrale, selbsttragende bzw. eigenständige Adressierungsrasterstruktur wird mit lediglich niedrigen Brenntemperaturen erreicht, und die Materialien und das Verfahren zur Fertigung ermöglichen Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Fertigung.
Als Alternative zu dem Fixieren bzw. Verschmelzen der Schichten durch das beschriebene Brennen kann eine Bindung zwischen den Schichten durch Diffusions-Kontaktherstellung oder Kristallwachstum über die Begrenzung erreicht werden (oder eine Kombination dieser Verfahren). Bei diesen Verfahren wird häufig Druck eingesetzt, um einen engen Kontakt zu gewährleisten, um den Bindungsprozess zu erleichtern. Diese Bindungsarten können mit anderen Materialien als Glaskeramikwerkstoffen oder der Familie der Keramikbänder gemäß der Beschreibung hierin verwendet werden. Bei bestimmten Anwendungen kann zum Beispiel ein reiner Keramikwerkstoff (der kleine Glasphase aufweist) eingesetzt werden. Bei derartigen Anwendungen wird das Verschmelzen bzw. Fixieren der Schichten miteinander durch Festkörperdiffusion oder Kristallwachstum über die Grenzfläche ausgeführt.
Es konnte festgestellt werden, dass ein verhältnismäßig dichtes Raster von Löchern in dem ungebrannten Bandmaterial erreicht werden kann, wobei die Integrität und die Abstände dieser Löcher während dem Brennen beibehalten werden oder eine geregelte, einheitliche Schrumpfung aufweisen. In Bezug auf Löcher mit einem Durchmesser von 7,5 Milliinch (19,05 × 10^–5 m) wurde eine Dichte von 3.460 Löchern je Quadratzoll durch Schichten mit einer Dicke von etwa 10 Milliinch erreicht. Löcher mit einem Druchmesser von 4 Milliinch (10,16 × 10^–5 m) wurden mit 1.600 Löchern je Quadratzoll durch eine Dicke von 3,5 Milliinch (8,89 × 10^–5 m) erreicht, was zum Beispiel eine zweckmäßige Lösung für eine VGA-Anzeige mit einer Bilddiagonalen von 10 Zoll darstellen würde. Ein bevorzugtes Verfahren gemäß der Erfindung zur Bildung der Löcher umfasst das Stanzen der Löcher in dem ungebrannten Zustand unter Verwendung eines komprimierten Gas- oder hydraulischen (Fluid-Drucks. In dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine einzelne Schicht von Green Tape an einer Druckplatte (englisch: Die) mit dem Muster der Mehrzahl von Löchern platziert. Eine ähnliche, zusammenwirkende Druckplatte kann eingesetzt werden, wobei die Materiallage zwischen die beiden Druckplatten geklemmt ist, und wobei sich alle Löcher in Passgenauigkeit befinden. Hohe Druckluft oder anderes Gas oder Flüssigkeit (was in Form eines plötzlichen Impulses möglich ist) wird eingesetzt, um Stöpsel des Materials aus dem ungebrannten Band zu blasen, wobei das gewünschte Raster von Löchern verbleibt, ohne das verbliebene Material zu verzerren. Nachdem die Schichten in einem ungebrannten Laminat zusammengefügt worden sind, können die Löcher ferner frei gemacht, ausgerichtet und auf die vollständige Größe aufgeweitet werden, unter Verwendung eines Schleif-/Fluidmediums, das durch die Öffnungen geführt wird, während das Laminat in einer zusammenwirkenden Druck- bzw. Formplatte mit dem Lochmuster gehalten wird.
Die Löcher können auch eine andere als eine runde Form aufweisen; wobei zum Beispiel ovale, achterförmige, rechteckige und andere Formen vorteilhaft sein können, wie dies nachstehend im Text ausgeführt ist.
Die Schicht- bzw. Laminatstruktur mit mehreren Schichten stellt weitere Vorteile bereit. Die Anode, d.h. die Rückseite der Frontscheibe, und die Kathode müssen keine Durchführungen aufweisen, da alle Zuleitungen aus den Rändern bzw. Kanten geführt, in der mehrschichtigen Struktur eingebettet werden können, ohne jegliche Abdichtung zu beeinträchtigen. Die Spannungs- und Stromzuführungen in die Röhre für die Kathode und Anode können durch einen peripheren Bereich einer Schicht außerhalb des dichten Verschlusses geführt werden, danach durch leitfähige Durchkontaktierungen, und wobei sie unter der dichten Einheit auf unter der Oberfläche liegenden Ebenen zwischen den Schichten übertragen werden können. Eine weitere Durchkontaktierung oder eine Reihe von Durchkontaktierungen können diese elektrischen Pfade zurück nach oben zu der jeweils richtigen Schicht bringen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der flexible, ungebrannte Glaskeramikwerkstoff, aus dem das Adressierungsrasterlaminat gebildet wird, eine Metalloxidsubstanz auf, die verwendet wird, um einen ausreichenden integrierten Oberflächenwiderstand zu bilden, um die Ansammlung von Ladung auf den Oberflächen zu verhindern. Es ist bekannt, in Elektronenröhren einen leitfähigen Überzug zu platzieren, wie etwa eine dünne Titanschicht (gebildet in TiO_x, wobei x für gewöhnlich kleiner ist als 2) auf Isolatoren, um zu verhindern, dass sich diese im Betrieb aufladen. Verschiedenartige leitfähige Überzüge werden zu diesem Zweck eingesetzt, wobei sie für gewöhnlich durch Sputtern bzw. Kathodenzerstäubung auf frei liegenden Oberflächen aufgetragen werden. Das Sputtern ist ein Sichtlinienverfahren, so dass es schwierig ist, die Mehrzahl von Löchern in dem Adressierungsraster zu beschichten, wie dies gemäß der vorliegenden Erfindung der Fall ist. Eine Taumelscheibe oder eine ähnliche Anordnung kann eingesetzt werden müssen, um sicherzustellen, dass der leitfähige Überzug auf den Oberflächen der Löcher selbst aufgebracht wird. Ein weiterer Ansatz umfasst den Einsatz der Ionenplattierung, welche die meisten Oberflächen plattiert, auch außerhalb der Sichtlinie.
Eine Alternative zu der Hinzufügung eines Überzugs zu der Rasterlaminatstruktur ist es, ein Material zu nutzen, das in den ursprünglichen Glaskeramikschichten enthalten ist, die in einem späteren Brennvorgang leicht leitfähig gemacht werden können. Beschrieben wird dies in der U.S. Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 08/013.742 mit dem Titel „Method for Producing an Anti-Charge Layer in an Electron Addressing Grid Structure", übertragen auf den gleichen Zessionar wie die vorliegende Erfindung. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens weist die Glasphase des Bands Bleioxid auf (zum Beispiel weist das Green Tape von DuPont diese Komponente auf, wobei diese aber auch hinzugefügt werden kann, wenn sie nicht vorhanden ist). Nach dem Brennen in einer Reduzierungsumgebung wird ein Teil des Bleioxids in Bleisuboxide und metallisches Blei reduziert. Das Ergebnis ist ein leicht leitfähiger Überzug, begrenzt auf die Oberflächen, einschließlich der Oberflächen in den Löchern, aufgrund der geregelten Reduzierungsumgebung und der Isolierung bzw. Isolation des Bleioxid-basierten Materials unter der Oberfläche. Das Verfahren ist ein Diffusionsverfahren, wobei H2 PbO3 in Suboxide PbOX und reines Blei reduziert werden, wobei x kleiner oder gleich 3 ist. Das H2 muss in den Keramikwerkstoff diffundieren, um dies umzusetzen; die Reduzierung erfolgt somit zuerst auf den frei liegenden Oberflächen. Die Verarbeitungszeit und die Temperatur werden so eingesetzt, dass der resultierende Widerstand geregelt wird.
Die Erfindung umfasst ferner eine vollständige Flachbildschirm-CRT selbst, mit montiertem Adressierungsraster in Verbindung mit einer Rückplatte, einer Frontscheibe und einer Elektronen erzeugenden Kathodeneinheit, und im Wesentlichen luftleer gemacht und aneinander dicht versiegelt.
Die Frontscheibe wird in vorteilhafter Weise an der Adressierungsrasterstruktur getragen, die wiederum durch ähnliche Rippen oder andere Träger an der Rückplatte getragen wird, durch eine Reihe von Rippen, die an der äußeren Oberfläche der Adressierungsstruktur in einer Bienenwabenanordnung ausgebildet sind. Die Rippen, die einem Zickzack- oder serpentinenförmigen Pfad folgen können, um die Festigkeit und den entsprechenden Abstand von den Löchern zu gewährleisten, können auf der Oberfläche des Green Tape abgeschieden und gemeinsam mit dem Adressierungslaminat gebrannt werden, oder sie können nach dem Brennen durch ein entsprechendes, in Bezug auf die Dicke geregeltes Verfahren abgeschieden werden. Diskrete Punke oder Spalten bzw. Säulen können als Träger auf der Adressierungsrasteroberfläche an Stelle von Rippen bzw. Graten abgeschieden werden. Spritzgusstechniken können eingesetzt werden, um die Träger und Abstandselemente verwendet werden. Bei diesem Ansatz kann der Glaskeramikwerkstoff so zusammengesetzt sein, dass ein Spritzguss der Rippen bzw. Grate direkt auf die laminierte Rasterstruktur ermöglicht wird.
Ein anderer Ansatz umfasst den Einsatz des Äquivalents der erweiterten metallischen Bienenwabe über der Oberfläche. Streifen aus ungebranntem Glaskeramikwerkstoff werden periodisch verbunden, um ein rautenförmiges Muster zu bilden, wenn die Anordnung der Streifen erweitert oder getrennt wird. Verfahren, wie etwa Ultraschallschweißen, können eingesetzt werden, um die Schichten des ungebrannten Glaskeramikwerkstoffs periodisch zu verbinden. Die Gasströmung durch die Rasterlöcher kann die Bienenwabe aus dem Weg aller Rasterlöcher bewegen, was sicherstellt, dass keine Löcher verdeckt werden. Die Abstandselemente werden vorzugsweise gleichzeitig zu dem Brennen des Rasters gebrannt.
Ausführungsbeispiele für kleine Schirme können ohne Abstandselemente zwischen dem Raster und dem Leuchtschirm bzw. der Frontscheibe hergestellt werden, einfach aufgrund der Festigkeit der Glasplatte, wobei aber auch einfach nur deutlich weniger Abstandselemente eingesetzt werden können.
Bei Ausführungsbeispielen für große Schirme können mehrere Adressierungsrasterabschnitte oder Module Kante an Kante montiert werden, wobei Spuren über die Verbindungen zwischen den Modulen unterbrochen sind. Die Adressierung der Module wird für die zusammengesetzte Anzeige synchronisiert.
Gemäß einem weiteren wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung sorgt die Keramikplatte, welche die Adressierungsrasterstruktur umfasst, für die Anbringung der integrierten Schaltungen der Elektronik. Die auf den verschiedenen Schichten des Keramikwerkstoffs abgeschiedenen leitfähigen Spuren erstrecken sich zu den Außenkanten, über und unter eine Dichtung, welche die evakuierte bzw. luftleere Kammer um die Peripherie verschließt. Die leitfähigen Spuren sind vorzugsweise an den äußersten Schichten des Keramiklaminats nicht vorhanden, wo die Dichtung die Oberflächen berühren muss, jedoch nur zwischen den Schichten. Die Dichtung kann direkt über den Oberflächenspuren erfolgen, wobei dies jedoch eine Materialkompatibilität zwischen der dichteten Fritte und den Spuren voraussetzt, eine hermetische Dichtung zwischen der Spur und dem darunter liegenden Keramikwerkstoff, und wobei dies die Leitfähigkeit der Spuren kompromittieren kann. Dies begrenzt ferner den verfügbaren Oberflächenbereich für die Spuren, beschränkt die Arten von Lötglas, die eingesetzt werden können, und beschränkt den Verarbeitungszyklus. Außerhalb der Vakuumröhre, d.h. außerhalb der dichten Einheit in einem peripheren Raum an dem Keramiklaminat, sind die integrierten Schaltungen angebracht und befinden sich in leitfähigem Kontakt mit den leitfähigen Spurzuleitungen, um die Adressierung der einzelnen Pixellöcher in dem Adressierungsraster zu erleichtern, und zwar gemäß einem eingehenden Signal an die Elektronik.
Die Adressierung einzelner Pixel in dem erfindungsgemäßen System wird erreicht durch Festlegen eines Schwellenwertes für das elektrische Feld an dem Adressierungsraster in Verbindung mit der Kathodenanordnung, wobei dieser Wert erforderlich ist, um einen Elektronenfluss durch Adressierungslöcher des Rasters zu induzieren. Jede Schicht einer Reihe von Schichten weist leitfähige Spuren um die Adressierungslöcher auf, wie etwa drei bis zehn Schichten/Schnittstellen mit den leitfähigen Spuren. Wenn zum Beispiel vier Schichten oder Schnittstellen mit leitfähigen Spuren an jedem Adressierungsloch vorhanden sind, ist eine entsprechende, an alle vier Schichten angelegte Spannung erforderlich, bevor ein ausreichendes elektrisches Feld existiert, um Elektronen durch das Loch anzuziehen. Auf diese Weise fungieren die verschiedenen Schichten als ein AND- bzw. UND-Gatter, und die Adressierung wird erreicht durch Codierung von Gruppen von Löchern und Gruppen von Pixeln auf jeder Schicht, so dass keine einzelne Verdrahtung an jedes der vielen Löcher erforderlich ist. Eingesetzt werden kann eine binäre, oktale oder andersartige Codierung. Auf einer Ebene kann die ganze Mehrzahl der Löcher in nur zwei Bereiche unterteilt sein; während viele separate Bereiche, wie etwa vier, acht oder sechzehn Bereiche, wiederholt und entsprechend verdrahtet, an anderen Schichten/Schnittstellen vorhanden sein können.
Die Farbadressierung ist vorzugsweise Teil dieser Codierung. Das System adressiert vorzugsweise den Bildschirm bzw. das Raster durch Zeilenabtastungen, d.h. eine ganze Zeile wird gleichzeitig aktiviert, gefolgt von der nächsten darunter folgenden Zeile, etc. entlang des Rasters. Eine bestimmte Zeile wird ausgewählt, indem entsprechende Spannungen an alle der Zeile zugeordneten Spuren angelegt werden.
Ein spezielles Loch in der Zeile wird aktiviert durch die Aktivierung der leitfähigen Spur bzw. Spuren, die der Spalte zugeordnet sind, die das Loch aufweist.
Alle leitfähigen Spaltenspuren, die Informationen in der speziellen Zeilenabtastung bereitstellen, werden in einer bevorzugten Anordnung gleichzeitig aktiviert. Ferner ist es in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erforderlich, dass eine zusätzliche Schicht oder Schnittstelle erforderlich ist, um die UND-Funktion der leitfähigen Spuren – der Farbinformationen R, G oder B – abzuschließen. Das System verwendet vorzugsweise das Zeitmultiplexieren der R, G und B Informationen, wobei R Daten an eine ganze Spalte (R, G und B) eingegeben werden, wenn alle R Löcher aktiv sind, wobei G Daten an die Spalte eingegeben werden, wenn G Löcher aktiv sind, etc. Dieser bevorzugte Ansatz des Multiplexierens der Farbinformationen reduziert die Kosten für die Steuerelektronik. Wenn eine höhere Helligkeit gewünscht wird, so können alle drei Farben gleichzeitig angesteuert werden, wodurch die Helligkeit zu Lasten zusätzlicher Elektronik erhöht wird (sowie mehr Zuleitungen, die sich von dem Raster erstrecken). Drei separate Treiber wären für rote, grüne und blaue Daten erforderlich an Stelle eines einzigen Treibers bzw. einer Steuereinrichtung, der bzw. die Eingangsdaten (als Spaltendaten) in ein Drittel Zeitaufteilungen multiplexiert. In dem bevorzugten Ansatz weist jede Farbe potenziell ein Drittel der Zeit jeder Zeilenabtastung auf, wobei sie normalerweise über weniger als diese potenzielle Dauer aktiv ist, wobei die Dauer für jede Farbe bestimmt wird durch die vorgeschriebene Helligkeit für das jeweilige Pixel und die jeweilige Farbe. Jede Farbe wird in der entsprechenden Anordnung in die Spalte eingegeben.
Anders ausgedrückt kann die Codierung der einzelnen Farbpixel erreicht werden durch eine leitfähige Schicht, die eine einzelne Adressierung jeder Zeile (über) der Pixel bereitstellt (jedes Pixel ist eine Triade von Farbpunkten); eine weitere leitfähige Schicht, die einzeln jede Pixelspalte adressiert; und eine dritte leitfähige Schicht, die in Spalten alle roten (R) Daten als einen gemeinsamen Leiter adressiert, alle grünen (G) Daten als einen weiteren gemeinsamen Leiter und alle blauen (B) Daten als einen dritten gemeinsamen Leiter, so dass R Daten mit der R Lochaktivierung synchronisiert werden, wobei G Daten mit der G Lochaktivierung synchronisiert werden, und wobei B Daten mit der B Lochaktivierung synchronisiert werden. Somit erstrecken sich nur drei leitfähige Zuleitungen von der RGB-Schicht, und diese drei Zuleitungen können gemäß einem Multiplexer aktiviert werden, der ein Zeitmultiplexieren der Eingangsdaten nacheinander nach R Daten, G Daten und B Daten ausführt.
Hiermit wird festgestellt, dass das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Glaskeramikband dazu sehr geeignet ist, eine derartige Mehrzahl von Zuleitungen über eine einzige Schicht bereitzustellen. Das Bandmaterial ist für hybride Schaltungsvorrichtungen und mehrschichtige Zwischenverbindungen gestaltet und ist somit für feine Abstände optimiert, wie sie in diesem Fall benötigt werden. Das Drucken von ungebranntem Glaskeramikwerkstoff vor dem Brennen ermöglicht das Drucken feinerer leitfähiger Spurleitungen, da das Druckmaterial in gewisser Weise porös ist und die gedruckten Leitungen keine Schleier bilden, wie dies tendenziell bei nicht-poröser gebrannter Keramik der Fall ist.
Hiermit wird ferner festgestellt, dass der Einsatz des Niedertemperatur-Glaskeramikwerkstoffs, der in Verbindung mit der Erfindung beschrieben wird, ausreichend vielseitig ist, um den Einsatz von vier Farbpixeln an Stelle von drei Farbpixeln zu ermöglichen, der hierin primär beschrieben ist. Die Anzahl der Bandschichten kann von etwa vier oder drei bis etwa acht bis zehn oder mehr variieren. In kommerziellen Anwendungen integrierter Schaltungen dieser Art von Material überschreitet die Anzahl der Schichten 50 Schichten. Bei Versuchen wurden Zwischenverbindungsvorrichtungen wurde die Anzahl von 100 Schichten überschritten.
Ein weiterer Vorteil des Glaskeramikwerkstoffs ist die Fähigkeit dessen Wärmeausdehnungskoeffizienten an den der Frontscheibe (vorzugsweise eine Glasscheibe) und der Rückplatte anzugleichen bzw. abzustimmen. Der Koeffizient kann so gewählt werden (durch Formulierung des Glaskeramikwerkstoffs), so dass die Rasterstruktur beim Kühlen nach dem Brennen einer leichten Komprimierung ausgesetzt wird.
Es ist von Bedeutung, dass die Glaskeramikschichten jeweils dünn sind, so dass ein dünnes Adressierungsrasterlaminat resultiert. Die begrenzte Dicke ist dahingehend wichtig, dass der Spielraum der Fokussierung von Elektronen durch die Löcher durch die begrenzte Tiefe der Adressierungslöcher verbessert wird. Der Beitrag des Glaskeramikwerkstoffs (oder anderer dünner Schichten aus Glas und/oder Keramik oder anderer Materialien, die in dem ungebrannten Zustand bearbeitet werden können) in dieser Hinsicht ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung. Die Dicke jeder Schicht wird so ausgewählt, dass sichergestellt wird, dass die Spurkapazität innerhalb eines gewünschten Bereichs liegt und nicht so dünn ist, dass die Kapazität auf einen zu hohen Wert angehoben wird; wobei eine Dicke von 3 bis 5 Milliinch bevorzugt wird.
Siebdruck kann eingesetzt werden, um die leitfähigen Spuren zu platzieren, und wobei dies zurzeit bevorzugt wird. Die Siebdrucktoleranzen begrenzen die Nähe bzw. Dichtheit der Anordnung der gedruckten leitfähigen Spuren in der Praxis jedoch und folglich in Bezug auf die Unterscheidung zwischen den Löchern der benachbarten Spalten. Aktuelle Designbeschränkungen (Designvorgaben) des Rasterdrucks, mit einem Abstand von ungefähr vier Milliinch pro Spur/vier Milliinch Abstand, beschränken die kleine Raster- bzw. Siebgröße, die bei gegebener Auflösung erreicht werden kann. Andere Arten des Druckens können verwendet werden, um eine höhere Auflösung zu erreichen; oder im Zuge eventuell feiner werdender Designvorgaben für den Siebdruck kann die Bildgröße für eine bestimmte Auflösung reduziert werden. Jedoch selbst ohne Verbesserungen der Druckdesignvorgaben stellt die erfindungsgemäße Konstruktion eine Lösung dieses Problems bereit. In einem System, in dem jede Spalte roter, grüner oder blauer Löcher einzeln adressiert wird, was eine enge Abstandsanordnung zwischen benachbarten Spuren erfordert, können die leitfähigen Spuren in wechselweise Schichten unterteilt werden, was das Problem der Proximität löst. Das gleiche ist möglich für die Trennung der ganzen Pixelspalten in einer anderen Ausführung der Erfindung oder die Trennung bzw. Separierung der Zeilenspalten. Eine zusätzliche Schicht kann immer dazwischen angeordnet werden, so dass aufeinander folgende Schichten wechselweise Zeilenadressierungsspuren oder Spaltenadressierungsspuren aufweisen.
Allgemein ausgedrückt unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von früheren Systemen und Strukturen, in dem gleichzeitig eine große Anzahl von Merkmalen und Eigenschaften vorgesehen wird, die das System nicht nur normal arbeiten lassen, sondern auch eine wirtschaftliche Fertigung ermöglichen. Diese Merkmale werden größtenteils durch die Materialgruppe mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften unterstützt. Das ungebrannte Material ist flexibel und ermöglicht die Lochbildung, die präzise Abscheidung leitfähiger Spuren, die Bildung von Durchkontaktierungen und deren Füllen sowie die Handhabung ohne Bruch während dem Einsatz in sehr dünnen Lagen. In dem gebrannten Zustand ist das mehrschichtige starre Laminat stark bzw. fest und formbeständig, es ist unitär und wahrlich integral, jedoch ohne Spuren unterhalb der Oberfläche, es hält das präzise Muster der Löcher, Durchkontaktierungen und spuren aufgrund der einheitlichen Schrumpfung, es ist vakuumkompatibel und vergiftet die Kathode nicht, und es kann im Wesentlichen in Bezug auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten an eine Frontscheibe und eine Rückplatte angeglichen bzw. auf diese abgestimmt werden. Darüber hinaus ermöglicht die steife Laminatstruktur die direkte Anbringung von Steuer- bzw. Treiberchips an dem steifen Laminat. Hohlräume können in der Struktur in der Größe des Chips und durch eine oder mehrere Schichten gebildet werden, um die Chipposition für die Verbindung bzw. Bindung zu indizieren. Dies ermöglicht eine flexible Führung (Routing) für geringstes Nebensprechen und Kapazität, und es ermöglicht eine hohe Dichte von Spurverbindungen mit den Treiberchips. Die Struktur des steifen Laminats ermöglicht ferner alle Arten der Chip-Kontaktherstellung, so dass die kostengünstigste Technik eingesetzt werden kann (Ansatz bzw. Streifen, Flip-Chip, SMD, etc.).
Die anderen beschriebenen Versuche in Bezug auf Flachbildschirmanzeigen beziehen sich zwar wie die vorliegende Erfindung ebenfalls auf eine Mehrzahl kleiner Leiter, die in einem Raster oder in Rastern gehalten werden, und die getrennt sind durch Glas- oder Keramikisolationsmaterialien, wobei die vorliegende Erfindung sich jedoch dadurch unterscheidet, dass die Leiter durch Lithographie oder Siebdruck auf einer dünnen, flexiblen, nicht zerbrechlichen Reihe von Schichten gedruckt werden, die später mit zuverlässigen Ergebnissen zu einer festen, robusten Rasterstruktur laminiert werden. Hohe Ergiebigkeiten sind das Ergebnis aufgrund der Präzision der Spurbildung, der Handhabungsfähigkeit der Materialien und der Fähigkeit zur Untersuchung und Korrektur vor der Laminierung, einschließlich automatisierter Untersuchungstechniken. Eine wirtschaftliche Fertigung wird dabei erreicht, was allen vorherigen Versuchen in Bezug auf Flachbildschirm-CRT-Anzeigen nicht gelungen ist.
Zu den Aufgaben der vorliegenden Erfindung zählt es somit, eine verbesserte Konstruktion für eine Flachbildschirm-CRT-Anzeige bereitzustellen, im Besonderen in Bezug auf die Adressierungsrasterstruktur zur Einführung von Elektronen gegen ein durch Elektronen erregbares Anzeigemedium. Die Konstruktion gemäß der Erfindung verbessert die Zuverlässigkeit der Anzeige, das flache Profil der Anzeige und die Kosteneffizienz bezüglich der Herstellung von Teilen und der Montage der Anzeige.
Diese und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele deutlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist.
Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine vereinfachte Perspektivansicht einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittansicht eines Abschnitts der flachen CRT-Einheit aus 1;
3 eine schematische Vorderansicht der CRT-Einheit gemäß der Erfindung (mit entfernter Frontscheibe), wobei die Übertragung der leitfähigen Pfade von dem aktiven Bereich des Adressierungsrasters auf periphere Positionen außerhalb der Vakuumhülle ebenso veranschaulicht wird wie die Positionen anderer Merkmale;
4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 aus 3 (mit vorhandener Frontscheibe), wobei wiederum die Übertragung leitfähiger Pfade in einem peripheren Bereich der Einheit von dem aktiven Bereich nach außerhalb der Vakuumhülle veranschaulicht wird;
5 eine weitere Vorderansicht, die der Abbildung aus 3 ähnlich ist, mit entfernter Frontscheibe, wobei das Layout und die Anordnung der Komponenten um den aktiven Bildbereich der CRT veranschaulicht wird;
6 eine schematische Schnittansicht eines Dichtungsbereichs der Einheit aus den Abbildungen der 1 bis 5;
6A eine der Abbildung aus 6 ähnliche Ansicht, wobei ein alternatives Merkmal in Bezug zu Abstandselementen der Einheit dargestellt ist;
die 7A bis 7X (teilweise gemeinsam als 7 bezeichnet) gemeinsam die Schritte in einer Folge der Bildung und Montage der Komponenten, welche die Flachbildschirm-CRT-Anzeige gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
die 8A und 8B schematisch den Einsatz von Stiften zur Ausrichtung und Passgenauigkeit der Anode oder der Frontscheibe, des Adressierungsrasters und der Rückplatte nach der Montage der Flachbildschirm-CRT;
9 eine Schnittansicht einer Vorrichtung zur Bildung von Löchern in ungebrannten Glaskeramiklagen unter Verwendung von Fluiddruck durch eine Druckplatte bzw. eine Formplatte;
10 eine schematische Draufsicht der Elektronenadressierungslöcher auf verschiedenen Schichten in einem vereinfachten Adressierungsraster mit der einfachsten Form der Codierung von Adressierungslöchern nach Zeilen, Spalten und Farbe, wobei leitfähige Spuren die Löcher auf verschiedenen Ebenen umgeben;
11 eine weitere Prinzipskizze eines Keramikadressierungsrasters, das aus einem Stapel von Schichten gebildet wird, wobei die Schichten seriell weggebrochen dargestellt sind, um ein System zur Codierung einer Monochromanzeige zu zeigen;
11A eine vergrößerte schematische Schnittansicht eines einzelnen Pixellochs in dem Adressierungsraster, und wobei eine Reihe von Ebenen der leitfähigen Spuren angezeigt wird;
11B eine der Abbildung aus 11 ähnliche Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels, durch das die Helligkeit der Anzeige verdoppelt werden kann;
12 eine Prinzipskizze der Farbzeitsteuerungs-Ablauffolge gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei Zeitmultiplexieren eingesetzt wird;
13 eine schematische Draufsicht einer Anordnung, die verwendet werden kann, um alle roten Pixellöcher, alle grünen Pixellöcher und alle blauen Pixellöcher zur Verwendung beim Zeitmultiplexieren der drei Farben (oder anderer Farben als R, G und B, sofern dies gewünscht wird);
14A eine schematische Draufsicht des Einsatzes von Druckkonfigurationen zur Bildung leitfähiger Spuren um Adressierungsrasterlöcher und zur Veranschaulichung von Problemen der Proximität;
14B eine der Abbildung aus 14A ähnliche Ansicht, welche eine alternative Anordnung zur Platzierung leitfähiger Spuren auf eine Art und Weise zeigt, welche Probleme in Bezug auf die Proximität von Spuren vermeidet, indem zusätzliche Schichten eingesetzt werden;
15 eine vergrößerte schematische Schnittansicht einer Strukturanordnung zur Montage von zwei modularen Adressierungsrasterabschnitten in zweckmäßiger Passgenauigkeit aneinander und zur Bildung einer dichten Hülle in einem peripheren Bereich;
16 eine schematische Draufsicht eines Paars von Adressierungsrastermodulen, die Seite an Seite bzw. nebeneinander aneinander angebracht sind, mit einem Paar von Endmodulen;
17 eine der Abbildung aus 16 ähnliche Draufsicht, wobei sie drei zusammen montierte Module zeigt, zwei Endmodule und ein zentrales Modul, wobei verschiedene Spurführungsaspekte dargestellt sind;
18 eine weitere der Abbildung aus 16 ähnliche Draufsicht, die ein einzelnes Modul mit einer modularisierten Spurdruckanordnung zeigt, um die Kapazität und den Widerstand zu reduzieren, im Besonderen für sehr große Bildschirme;
19 eine stark vergrößerte Draufsicht verschiedener leitfähiger Spuren um Adressierungslöcher auf einer Schicht des Adressierungsrasters, und wobei leitfähige Durchkontaktierungen zwischen den Pixeln dargestellt sind, welche in den Ausführungsbeispielen der 17 und 18 eingesetzt werden;
20 eine schematische und Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Ausführungsbeispiels mit gewölbtem Schirm einer dünnen CRT gemäß der vorliegenden Erfindung;
21 eine weitere schematische Schnittansicht, die der Abbildung aus 20 in gewisser Weise ähnlich ist, wobei sie jedoch eine zweiseitige Flachbildschirm-CRT gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer gemeinsamen Kathode zeigt; und
22 ein vereinfachtes Blockdiagramm der Steuerelektronik für das System gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die Zeichnungen, im Besonderen die Abbildung aus 1, zeigt eine flache Flachbildschirm-CRT-Anzeige 10 mit einer Frontscheibe 12 über dem Sichtfeld, einem Dichtungsbereich 14 peripher zu dem Sichtfeld, einer Rückplatte 16 und einem peripheren Bereich 18 außerhalb des Dichtungsbereichs, mit einer Elektronik 20 mit Steuerschaltkreisanordnung zur Adressierung der Bewegung der Elektronen an die hintere, mit Leuchtstoff beschichtete Oberfläche der Frontscheibe 12, welche die Anode des Systems darstellt.
Die Abbildung aus 2 zeigt eine CRT-Anzeige 10 im Querschnitt, wobei bestimmte Komponenten schematisch angezeigt werden. Der Flachbildschirm 10 weist eine allgemein mit 22 bezeichnete Kathode auf, um Elektronen zur Verwendung für die Adressierung der hinteren Anodenoberfläche 24 der Frontscheibe 12 zuzuführen. Es können verschiedenartige Kathoden verwendet werden, wobei die veranschaulichte Kathode eine Glühkathode umfasst, in der Quellfäden 26 für die Abgabe von Elektronen erhitzt werden. Eine Rückelektrode 28 kann vorgesehen werden, um die Bewegung der Elektronen in die Richtung der Frontscheibe zu fördern und um die Richtung der meisten Elektronen umzukehren, die dem nicht folgen. Die Kathodenanordnung kann ferner ein Elektronenleitraster 30 (in gestrichelten Linien abgebildet) aufweisen sowie ein Beschleunigungsraster 32.
Eine Adressierungsrasterstruktur 35 befindet sich angrenzend an die Frontscheibe, und dieses Adressierungsraster, das vorzugsweise aus gemeinsam gebrannten Niedertemperatur-Glaskeramikwerkstoff oder „Green Tape" gebildet wird, weist eine vorteilhafte Konstruktion auf, die einen wichtigen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bildet. In der vorliegenden Beschreibung und den folgenden Ansprüchen wir der Begriff „Keramik" häufig im Zusammenhang mit Keramikband oder einer Keramikschicht oder einer Keramiklage verwendet. Der Begriff bezieht sich auf jede bekannte Familie von Glaskeramikbändern, entglasende Glasbänder, Keramikglasbänder, Keramikbänder und andere Bänder mit plastischen Bindemitteln und Keramik- oder Glaspartikeln, und welche im ungebrannten Zustand flexibel und bearbeitbar sind, wobei sie ferner durch Brennen zu einer harten und steifen Schicht aushärtbar sind, sowie andere äquivalente Materialien, die ursprünglich flexibel sind und zu einem letztendlichen harten und steifen Zustand verarbeitet werden können.
Die Abbildung aus 1 zeigt schematisch, dass Leiter 36, 38 und 40 in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entlang der Oberfläche 41 einer Glaskeramikschicht verlaufen können, welche die Außenoberfläche des Adressierungsrasters 35 in dem peripheren Bereich 18 umfasst. Diese Leiter, die Verbindungen für ein „Getter" bereitstellen können, für Kathodenleistung und Anodenleistung, verlaufen unter der Vakuumdichtung 14 auf eine nachstehend im Text näher beschriebene Art und Weise, was ein wichtiges Merkmal darstellt, das durch die Struktur des mehrschichtigen Adressierungsrasters gemäß der vorliegenden Erfindung möglich gemacht wird. Ein Getter ist ein Material, das in einer Vakuumröhre platziert wird, das dauerhaft gefährliches Gas wie etwa Sauerstoff einschließt.
Die Elektronik 20, die ebenfalls in dem peripheren Bereich 18 angebracht ist, der eine Erweiterung des Adressierungsrasters 35 umfasst, weist ASIC-Treiber auf, welche die Übertragung von Elektronen durch das Adressierungsraster 35 steuern.
Alternativ können diese Treiber 20 in dem Vakuum positioniert werden, d.h. außerhalb des Bereichs der Adressierungslöcher 44 und innerhalb des dicht verschlossenen Bereichs (was einen größeren peripheren Raum in der Dichtung voraussetzt).
Ferner zeigt die Abbildung aus 1 Abstandselemente 42 (auch Träger genannt) auf der Oberfläche des Adressierungsrasters 35, die verhältnismäßig dünn sein können, und die ein stützendes Netz für die Glasfrontscheibe 12 vorsehen, gegen den Effekt des nahezu perfekten Vakuums in der Röhre unter dem Glas. Die Träger 42 können, wie dies nachstehend im Text näher beschrieben ist, auf unterschiedliche Art und Weise gebildet werden und müssen um eine Mehrzahl kleiner Löcher 44 in dem Adressierungsraster positioniert werden, wobei die Löcher Pfade bzw. Durchgänge für die Bewegung der Elektronen von der Kathode 22 zur der Rückseite 24 der Frontscheibe bilden (siehe 2).
Hiermit wird festgestellt, dass die Zeichnungen nur Veranschaulichungszwecken dienen und nicht maßstabsgetreu sind und nicht die tatsächliche Anzahl oder Dichte der Löcher 44 zeigen, wobei sie ferner nicht in allen Fällen maßstabsgetreu sind.
Die Abbildungen der 2 und 4 zeigen, dass die Adressierungsrasterstruktur 35 aus einer Mehrzahl von laminierten Schichten gebildet wird, vorzugsweise aus Glaskeramikschichten gemäß der vorstehenden Beschreibung. Die Abbildung aus 4 zeigt somit vier Schichten 46, 48, 50 und 52. Diese schichten lassen sich in dem laminierten und gebrannten Adressierungsraster 35 nicht unterscheiden, wenn sie im Wesentlichen zu einer Struktur verschmolzen sind. Die Schichten werden durch den Fluss von amorphem Glas dazwischen unwiderruflich verbunden, wobei die Schichten in der vorliegenden Beschreibung jedoch weiterhin als getrennte Schichten dahingehend beschrieben werden, dass die leitfähigen Spuren auf ihren Oberflächen diskrete Ebenen in der monolithischen Struktur bilden. Die Spuren können sich an den ursprünglichen Schichtgrenzflächen 46a, 48a, 50a und 52a befinden (die untere Oberfläche 52b kann ebenso enthalten sein), bei einer Abscheidung auf die Oberseite einer Schicht oder auf die Unterseite der benachbarten Schicht.
Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, befinden sich die Löcher 44 durch die Glas-/Keramikschichten des Adressierungsrasters 35 von Schicht zu Schicht in Passgenauigkeit (die Schichten sind in 2 nicht sichtbar), und sie werden so positioniert, dass Elektronen von der Kathode 22 auf Leuchtpunkte bzw. Phosphorpunkte auf der Anode 24 geleitet werden, d.h. die Rückseite der Frontscheibe 12. In einer Farbanzeige umfasst jeder Leuchtpunkt einen Teil eines Pixels. Damit Elektronen durch ein bestimmtes Adressierungsloch 44 gelassen werden, muss ein bestimmter Pegel eines Felds gegeben sein, der den Schwellenwert (Grenzwert) überschreitet, und wobei dieser Schwellenwert nur erreicht wird, wenn alle Schichten/Grenzflächen der leitfähigen Spuren um das jeweilige Loch die richtige Spannung anliegen haben. Selbst wenn alle Schichten bis auf eine Schicht an dem jeweiligen Loch aktiviert sind, treten trotzdem keine Elektronen durch die Anode. Somit fungiert jede leitende Schicht als ein Teil eines UND-Gatters, was den Einsatz der Codierung der Adressierungslöcher ermöglicht, so dass deutlich weniger leitfähige Zuleitungen erforderlich sind, um das Adressierungsraster mit dem steuernden Chip bzw. den steuernden Chips zu verbinden. Codierungsanordnungen werden nachstehend im Text näher beschrieben.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegen die Spurspannungen im Bereich von 5 bis 25 Volt über der Kathodenspannung. Die Kathodenspannung weist für gewöhnlich Erdpotenzial auf, kann aber auch eine andere Spannung aufweisen. Um niedrige Kosten in Bezug auf die Treiber bzw. Steuereinrichtungen zu gewährleisten, sollte Spannungsausschlage beim Ein- und Ausschalten im Idealfall unter 25 Volt gehalten werden.
Die Schnittansicht aus 2 veranschaulicht ferner die Positionierung der Frontscheibenträger 42 zwischen den Adressierungslöchern 44. Diese Träger 42, die nicht zwischen jedem Paar benachbarter Löcher 44 oder jeder Zeile bzw. Reihe von Löchern vorhanden sein müssen, stellen eine ausreichend eng beabstandete Bahn oder ein Trägernetz für die Frontscheibe 12 bereit, so dass die Frontscheibe tatsächlich sehr dünn sein kann und gut in der Lage ist, dem Druck standzuhalten, der durch das in der Röhre existierende nahezu perfekte Vakuum gegeben ist. Auf diese Weise kann die Frontscheibe bei Bedarf absolut flach sein, im Gegensatz zu herkömmlichen CRTs, bei denen eine verhältnismäßig schwere Frontscheibe nach außen gewölbt oder gebogen ist, um unterstützend zu wirken, dem Vakuum standzuhalten. Die Träger 42 können sinusförmige Rippen umfassen, wie dies in der Abbildung aus 1 dargestellt ist. Der sinusförmige Aspekt erhöht die Festigkeit der vorzugsweise sehr dünnen Träger und Trägerrippen erheblich und kann auch sicherstellen, dass die Träger den Elektronenfluss von den Adressierungslöchern 44 nicht unzweckmäßig stören.
Diese Träger 42 können durch verschiedene unterschiedliche Verfahren gebildet werden, wie dies nachstehend im Text in Bezug auf die Abbildung aus 7 näher beschrieben wird. Ein bevorzugtes Verfahren ist jedoch der Einsatz von Glaskeramikschichten, wie diese etwa in dem Adressierungsraster selbst verwendet werden, wobei das ungebrannte Glas-/Keramikmaterial ausgestanzt wird, so dass ein gewünschtes Muster aus Rippen als eine Bahn verbleibt, die in der fertigen Einheit nicht mit den aktiven Adressierungslöchern 44 zusammenfällt.
Die Abbildung aus 2 zeigt ferner hintere Träger 51 für den Eingriff der Rückseite des Adressierungsrasters 35 zwischen den Löchern. Diese Träger oder Trägerrippen 51 befinden sich zwischen Wannen oder Aussparungen 53, die jeweils einen Raum für einen longitudinal verlaufenden Kathodendraht 26 bereitstellen. Halbkreisförmige/zylindrische Rippen sind in der Abbildung aus 2 dargestellt und werden bevorzugt, wobei aber auch andere Formen verwendet werden können. Techniken für die Bildung dieser Trägerrippen 51 und Wannen 53 sind nachstehend im Text beschrieben.
Die folgende Tabelle liefert ein Beispiel für die Abmessungen für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
TABELLE II ABMESSUNGEN FÜR EINE BEISPIELHAFTE ANZEIGE
Adressierungslochabmessungen, 17 Zoll (43,18 × 10^–2 m) Diagonale, Anzeige mit 1024 × 768 Punkten
Die Abbildungen der 3 und 4 veranschaulichen einen Aspekt der Erfindung, wobei der Dichtungsbereich 14 gemäß der vorstehenden Beschreibung mit der Leitung von Zuleitungen von dem Inneren der Röhre nach außen vermieden wird. Die Abbildung aus 4 zeigt ein Abstandselement 76 (siehe 6), das mit der Frontscheibe 12 und dem Adressierungsraster 35 dicht verschließt. Ein Abstandselement 78 (siehe 6) ist ebenfalls ersichtlich, das mit der Rückplatte 16 und dem Adressierungsraster 35 dicht verschlossen ist.
Wie dies in den Abbildungen der 3 und 4 veranschaulicht ist, eignet sich die laminierte Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung sehr gut für die Herstellung von Verbindungen mit dem Adressierungsraster, ohne dass ein dichtes Vakuum über den Leitern kreuzen muss. Die Schicht/Schnittstelle 50a ist mit einer leitfähigen Spur 54 oder einer Reihe paralleler Spuren 54 dargestellt. Bei der Montage der Schichten stellen die Spuren 54 Kontakt mit leitfähigen Durchkontaktierungen 56 und 58 oder einer Reihe von leitfähigen Durchkontaktierungen bereit, mit Löchern durch die Schichten 46 und 48, die mit leitfähigem Material gefüllt sind. Auf der oberen Oberfläche der laminierten Adressierungsrastereinheit wurden zusätzliche Spuren 60 und 62 abgeschieden oder gedruckt, und zwar als Kontaktanschlussflächen. Diese veranschaulichten Leiter können für die Leistungsdurchführung verwendet werden, wie etwa für Anodenspannung, Kathodenleistung, Getter und Erdungsebenen, wie dies in der Abbildung aus 5 schematisch an dem Bereich 64 dargestellt ist. Die Kontaktanschlussflächen 60 und 62 umfassen einige der Leiter 36, 38 und 40, die in 1 angezeigt werden. Es ist ein wichtiges Merkmal, dass die leitfähigen Spuren eine hohe Spannungs- oder hohe Stromdurchführung unter der Dichtung hindurch ermöglichen, und zwar unter Verwendung einer Reihe paralleler Spuren, sofern dies erforderlich ist.
Die Abbildung aus 3, bei er es sich um eine Ansicht der Adressierungsrasterstruktur mit entfernter Frontscheibe 12 handelt, zeigt ferner eine Reihe von Zuleitungen 66, die in der Praxis deutlich mehr sind als in der Darstellung, wobei sie sich als Spuren von Spalten der Löcher 44 erstrecken. Diese Spuren 66 verlaufen nicht durch die Dichtung 14, sondern darunter, wobei sie sich als externe Zuleitungen 68 fortsetzen, die mit den ASIC-Treiber-Chips 20 verbunden sind. Die obere Oberfläche 46a des laminierten Adressierungsrasters muss nicht für die leitfähigen Spuren verwendet werden; wenn sie jedoch verwendet wird, tragen die leitfähigen Durchkontaktierungen die Leiterpfade unter der Dichtung 14, und zwar auf die in Bezug auf die Stromzuleitungen aus 4 beschriebene Art und Weise.
Die Abbildung aus 5 zeigt eine weitere schematische Draufsicht eines Beispiels für ein Layout für das System und die Elektronik gemäß der Erfindung. Die mehrschichtige Laminatrasterstruktur 35 erstreckt sich außerhalb der Dichtung 14 mit zumindest einigen der Schichten, wie dies vorstehend im Text beschrieben worden ist. Die ASIC-Treiber 20a, 20b, etc. bis 20h sind an der Glaskeramik-Laminatstruktur nahe der Peripherie 18 der Struktur außerhalb der Dichtung dargestellt. Eine Reihe von Spuren 66 und 70 kann sich von dem Adressierungsrasterbereich auswärts erstrecken, wie dies dargestellt ist, und wie dies vorstehend im Text bereits beschrieben worden ist, können sich diese Spuren auf der obersten Oberfläche oder zwischen den Schichten befinden (vorzugsweise befinden sie sich jedoch zwischen Schichten, wenn sie unter der Dichtung 14 verlaufen). Die Zeichnung zeigt Schichtübertragungsbereiche oder Zwischenverbindungsbereiche 72 und 74 für die Zwischenschichtleitung der Spuren unter Verwendung leitfähiger Durchkontaktierungen. Die Bedeutung dieser Schichtübertragungs-Durchkontaktierungen wird aus der folgenden Beschreibung der Codierung besser verständlich. Die Zwischenschichtübertragung und der Einsatz der Durchkontaktierungen ermöglichen die Herstellung von Verbindungen ohne das Kreuzen anderer leitfähiger Pfade, und ermöglichen es, dass alle signalführenden Pfade zu einer einzigen Schicht geführt werden, wenn dies gewünscht wird, zur Verbindung zu Treibern, wie etwa den abgebildeten Treibern 20a bis 20h. Die Codierung von Pixelinformationen, welche die Anzahl der leitfähigen Zuleitungen deutlich reduziert, die aus den Treibern geführt werden müssen, macht diese Zwischenschichtübertragungen besonders wichtig.
Die Abbildung aus 6 zeigt eine Schnittansicht eines Rands bzw. einer Kante der Einheit, wobei die mehrschichtige Adressierungsrasterstruktur 35 dargestellt ist, die sich durch den Dichtungsbereich 14 erstreckt. Die Abstandselemente 76 und 78 sind oberhalb und unterhalb der mehrschichtigen Struktur 35 dargestellt, wobei sich die Frontscheibe 12 oberhalb der Rasterstruktur und die Rückplatte 16 darunter befinden. Einige wenige der Träger 42 (in 1 dargestellt) sind ebenfalls einwärts des Abstandselements 76 angezeigt, und die Abstandselemente halten die Frontscheibe 12 an der Verwendungsposition gegen den durch das in der Röhre existierende Vakuum. Rückplattenträger 51 sind in der Abbildung aus 6 ebenfalls sichtbar, wobei sie das mehrschichtige Raster 35 tragen, das von der Rückplatte 16 beabstandet angeordnet ist.
Die Abbildung aus 6A zeigt eine alternative Struktur, wobei die hinteren Abstandselemente 78 und die vorderen Abstandselemente 76 an der Dichtung vermieden werden. Die Rückplatte 16a wird durch eine Form- oder Gusstechnik gebildet, wobei ein integrales Abstandselement einen Vorsprung 78a mit einer flachen Rippe 78b an der Dichtung umfasst, mit im Wesentlichen der gleichen Höhe wie die Spitzen der Trägerrippen 51. Ein Verfahren zur Bereitstellung der Rückplatte mit Trägern 51 und Wannen 53 wird nachstehend im Text näher beschrieben.
Die Abbildung aus 6A zeigt ferner eine modifizierte Frontscheibe 12a mit einem integralen Abstandselement 76a mit einer flachen Oberflächen 76b zum Abdichten an der Rasterstruktur 35.
An dem Dichtungsbereich 14 wird der hermetische Verschluss an allen Grenzflächen um die Einheit aus Frontscheibe/Raster/Rückplatte hergestellt, vorzugsweise unter Verwendung von Lötglas 14a zum Abdichten zwischen den Glas-/Keramik- und Glaswerkstoffen (die Dicke des Lötglases ist nicht maßstabsgerecht dargestellt). In dem Ausführungsbeispiel aus 6 sind vier Grenzflächen vorgesehen; wobei in dem Ausführungsbeispiel aus 6A nur zwei Grenzflächen vorhanden sind. Die Lötglasabdichtung wird nachstehend im Text in Bezug auf die Abbildung aus 7 näher beschrieben.
Die Abbildung aus 7, welche die 7A bis 7X umfasst, zeigt eine schematische Veranschaulichung des Verfahrens und der Bildung der mehrschichtigen Rasterstruktur 35 und der Kathode und der Anode sowie der letztlichen Einheit dieser Komponenten.
Die Abbildung aus 7A zeigt eine der Lagen des ungebrannten Glaskeramikband-Rohlings. In der Abbildung aus 7B ist das Stanzen der Durchkontaktierungslöcher 92 durch eine oder mehrere der Schichten des Glaskeramikwerkstoffs 90 dargestellt, und diese Operation der Lochbildung kann gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden, die nachstehend in Bezug auf die Abbildung aus 8 beschrieben sind. Die Durchkontaktierungslöcher unterscheiden sich von den Elektronenadressierungslöchern, die vorzugsweise in einer anderen Phase erzeugt werden. Durchkontaktierungslöcher werden in dem Randbereich 18 gebildet und können zwischen Pixellöchern gebildet werden, um eine Zwischenverbindung der Spuren zwischen den Schichten zu ermöglichen (wie dies nachstehend in Bezug auf die Abbildung aus 20 beschrieben ist).
Die Abbildung aus 7C zeigt das Füllen der Durchkontaktierungslöcher mit leitfähigem Material, wobei leitfähige Durchkontaktierungen 94 gebildet werden. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Füllen der Durchkontaktierungen durch Siebdruck (oder andere Druckarten) des leitfähigen Materials in den Durchkontaktierungslöchern auf die bekannte Art und Weise erreicht, die für mehrschichtige Keramikschaltungen verwendet wird. Dies kann zum Beispiel unter Verwendung der Durchkontaktierungs-Füllpaste 6141D von DuPont erreicht werden.
In der Abbildung aus 7D ist das Abscheiden der leitfähigen Spuren 96 auf eine Lage 90 des Glaskeramikwerkstoffs dargestellt. Das für den Typ Green von DuPont spezifizierte Spurmaterial ist 6142D. Dies wird ferner vorzugsweise durch ebenfalls durch Siebdrucktechniken erreicht, wobei aber auch andere Druckverfahren verwendet werden können. Es kann ein Trocknungsschritt folgen, in dem die Schichten ausreichend erwärmt werden, um flüchtige Stoffe aus den Tinten der leitfähigen Spuren zu entfernen bzw. zu entziehen. Die leitfähigen Spuren 96 (die in verschiedenen Richtungen auf verschiedenen Lagen des Materials liegen) sind in Pfaden positioniert, in denen sich die Pixellöcher befinden sollen. Die leitfähigen Durchkontaktierungen 94 können ferner leitfähige Spuren aufweisen, die darüber auf einigen Schichten abgeschieden werden. Gemäß der Darstellung sind die leitfähigen Durchkontaktierungen 94 in Bereichen außerhalb des Sichtfelds angeordnet, d.h. außerhalb des Bereichs mit den Pixellöchern (obgleich die Durchkontaktierungen in einem weiteren, nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zwischen und unter den Pixeladressierungslöchern ausgebildet werden, so dass die peripheren Bereiche frei bleiben für die modulare Verbindung mit Rasterabschnitten.).
Die Abbildung aus 7E zeigt den Schritt der Bildung der Mehrzahl von Pixellöchern 44 in der Lage 90 des ungebrannten Glaskeramikwerkstoffs. Wie für die Durchkontaktierungslöcher 92 (7B) kann dieses Raster aus sehr kleinen Löchern in vorteilhafter Weise gemäß einem Lochblaseverfahren gebildet werden, wie dies nachstehend im Text in Bezug auf die Abbildung aus 8 beschrieben wird.
In der Abbildung aus 7F ist die Reihe der Schichten 90, welche die Schichten 90a, 90b, 90c, 90d, 90e aufweisen, gestapelt und zusammen laminiert. Die Pixellöcher 44 sind in jeder Schicht identisch ausgebildet, so dass sie sich in guter Passgenauigkeit in dem resultierenden Stapel 90x befinden. Die Laminierung wird auf dieser Stufe durch Wärmeanwendung bzw. Wärmezufuhr mit niedriger Temperatur erreicht, wie etwa von etwa 70°C zwischen heißen Platten unter Druck. Diese geringe Wärme reicht aus, um die Plastifikatoren zwischen Schichten miteinander zu verschmelzen, so dass die Schichten durch die Plastifikatoren miteinander verbunden werden. Die Abbildung aus 7F zeigt leitfähige Spuren 96, die in die horizontale Richtung verlaufen. Weitere Spuren 96a, 96b, 96c sind darunter durch folgende aufgeschnittene Schichten unten links abgebildet.
Die Abbildung aus 7G zeigt einen weiteren Schritt gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Mehrzahl von Löchern 44, die in dem laminierten Stapel der Schichten 90x in Passgenauigkeit aneinander liegen, mit einem durchfließenden, Schleifmittel enthaltenden Fluid behandelt werden, vorzugsweise einer Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser, das Siliziumkarbidteilchen im Submilliinch-Bereich enthält). Diese Operation wird mit einem Paar von gegenüber liegenden Formplatten durchgeführt, welche die laminierte Struktur stützen bzw. tragen, wie dies nachstehend in Bezug auf die Abbildung aus 9 beschrieben wird. Das Pumpen der Schleifmittel enthaltenden Flüssigkeit durch das Muster von Löchern, wobei die Formplatten auf jeder Seite den Fluss kanalisieren, räumt alle Löcher wirksam frei, um sicherzustellen, dass diese die richtige gewünschte Größe und Form aufweisen, wobei etwaige kleine Unregelmäßigkeiten in Bezug auf die Passgenauigkeit zwischen den schichten berichtigt werden, die weiterhin plastisch und ungebrannt sind.
In der Abbildung aus 7H wird die laminierte Struktur gebrannt, in einem abgestuften oder Profil-Brennvorgang. Dies kann auf einer Ausgangstemperatur von etwa 350°C erfolgen, wobei organische Stoffe ausgebrannt werden, wobei die Temperatur in einem vorgeschriebenen Profilbildungsmodus abhängig von den Materialien bzw. Werkstoffen auf bis zu etwa 950°C erhöht wird.
Wie dies bereits vorstehend im Text in Bezug auf die Abbildungen der 1, 2 und 3 im Besonderen beschrieben worden ist, muss das Adressierungsraster an der Vorder- und Rückseite (mit Ausnahme der Ausführungsbeispiele für kleine Bildschirme) getragen werden, wie zum Beispiel durch vordere Träger 42 und hintere Träger 51, die zwischen der Adressierungsrasterstruktur 35 und entsprechend der Frontscheibe 12 oder der Rückplatte 16 eingreifen.
In Bezug auf die Abstandsanordnung der Träger zwischen dem Adressierungsraster und der Anode oder Frontscheibe, können verschiedene Techniken eingesetzt werden. Ein Verfahren umfasst den Einsatz einer Schicht eines fotoreaktiven Glaswerkstoffs, der deutlich dicker ist als die Adressierungsrasterstruktur 35 (es können mehrere Schichten verwendet werden). Das Adressierungsraster 35 kann als eine Maske für die Exposition bzw. Belichtung der fotoreaktiven Schichten verwendet werden, wobei das W-Licht vorzugsweise einen geregelten divergierenden Kegel in dem Glas bildet, wenn es durch jedes Rasterloch projiziert wird. Ein thermischer Schritt kann danach erforderlich sein, um die exponierten bzw. belichteten Volumen säureätzbar zu machen. Die Schicht wird danach säuregeätzt, um Material in allen Bereichen zu entfernen, mit Ausnahme zwischen den Adressierungsrasterlöchern und somit zwischen Pixelpunkten, an denen eine Stützfunktion gewünscht wird. Der resultierende Abstandselementträger wird danach thermisch verarbeitet, um dessen Festigkeit zu erhöhen.
Ein weiteres Verfahren zur Bildung der Vorderseitenträger oder der Abstandselemente umfasst erneut den Einsatz der Adressierungsrasterstruktur als eine Fotomaske. Verwendet werden kann ungebranntes Glaskeramikband in einer dicken Schicht oder in einer Reihe gestapelter Schichten, wobei das Band eine fotolithographische Eigenschaft aufweist. Das fotoempfindliche Glaskeramikband ist durchscheinend bzw. lichtdurchlässig und nahezu transparent, so dass entsprechendes reaktives Licht (wie etwa ultraviolettes Licht) durch die Abstandsschicht (oder eine Reihe separater Schichten) in dem plastischen, ungebrannten Zustand treten kann. Das Licht wird durch die ungebrannte Adressierungsrasterstruktur (nach dem vorstehenden Schritt aus 7G) geführt und in das Abstandselementmaterial. In diesem Fall verändert sich das plastische Bindemittel in dem Glaskeramikwerkstoff durch Lichtexposition, wobei es so verändert wird, dass eine Entfernung ermöglicht wird. Nach der entsprechenden Belichtung können die Scheiben oder kegelförmigen Volumen in dem plastischen Abstandsmaterial im Gegensatz zu dem Rest des Abstandsmaterials entfernt werden, indem das plastische Bindemittel mit einer entsprechenden Säure oder einem Lösemittel angegriffen wird. Die Glas- und/oder Keramikpartikel werden mit der Entfernung des Bindemittels weggewaschen. Nach dieser Operation kann bzw. können die plastische perforierte Abstandslage (oder Lagen) mit dem Glaskeramikraster selbst zusammengefügt werden und gemeinsam gebrannt werden, wie in dem Schritt aus 7H.
Ein weiteres Verfahren, das für die vorderen Abstandselemente oder die Abstandslage verwendet werden kann, ist das bereits vorstehend im Text beschriebene Verfahren des Ausblasens von Löchern durch ungebranntes Glaskeramikband. Als ein Beispiel können fünf Lagen von ungebranntem Band, die jeweils eine Dicke von ungefähr 0,030 Zoll (0,0762 × 10^–2 m) aufweisen, durch Fluiddruck unter Verwendung eines entsprechend geeigneten Formplattenpaares gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgeblasen werden. An Stelle der Gestaltung eines einzelnen Lochs, so dass es jedem Adressierungsrasterloch entspricht, können größere Löcher gebildet werden, wie etwa für eine Triade von Leuchtpunkten, d.h. eins für jedes Pixel von Löchern in dem Adressierungsraster. Auf diese Weise kann das Seiten- bzw. Längenverhältnis der Materialdicke zu dem Lochdurchmesser oder der -breite beibehalten werden, für eine effiziente Bildung der Löcher durch das Fluiddruckverfahren. Wie vorstehend beschrieben, können die Öffnungen in den Abstandslagen befreit und ausgeräumt werden auf die richtige Größe und Form unter Verwendung einer Schleifflüssigkeit, die durch die Löcher der Abstandslage zwischen den Formplatten gepumpt wird.
Ein weiteres Verfahren, das eingesetzt werden kann, um die vordere Abstandselementstruktur zu bilden, umfasst ebenfalls den Einsatz der Adressierungsrasterstruktur. Bei einem Verfahren, das bestimmte Grundsätze eines Verfahrens für die schnelle Prototypengestaltung verwendet, kann die perforierte Adressierungsrasterstruktur auf der Oberfläche eines Flüssigkeitspools platziert werden, mit der vorderen Oberfläche nach unten. Die Flüssigkeit umfasst durch UV-Strahlung aushärtbare Polymere, und deren Tiefe, d.h. die Tiefe von der Oberfläche des Adressierungsrasters zu dem Boden des Pools, ist die gewünschte Tiefe für die Abstandslage. Utraviolettes Licht wird durch die Adressierungsrasterlöcher und nach unten in die Flüssigkeit geführt, und zwar auf eine Art und Weise, so dass eine geregelte Divergenz des Lichts durch die Tiefe der Flüssigkeit erreicht wird. Die Flüssigkeit ist nicht absolut durchlässig, was die Lichtstreuung in eine allgemeine Kegelform unterstützt. Das Ergebnis des Schritts der Belichtung bzw. der Lichtexposition ist das Aushärten der oberen Oberfläche der Flüssigkeit (für den Fall, das sich diese leicht über das Adressierungsraster erstreckt), sowie durch alle gewünschten Lochpositionen und in der gewünschten allgemein konisch divergierenden Form über die Löcher hinaus. Ein Vorteil der W aushärtbaren Flüssigkeiten (wie diese etwa von UVEXS* (*eingetragenes Warenzeichen), Inc., Sunnyvale, Kalifornien, USA, hergestellt werden) ist es, dass das flüssige Material keine flüchtigen Stoffe enthält, und somit trocknet das Material nicht, wenn es Luft ausgesetzt wird.
Nachdem die gewünschten Bereiche gehärtet worden sind, wird die Adressierungsrasterstruktur aus dem Flüssigkeitsbad entfernt und invertiert, so dass eine Form vorgesehen wird, die für die Erzeugung der gewünschten Abstandslage eingesetzt werden kann. Ein gießbarer Glaskeramikwerkstoff, d.h. ein ungebrannter Glaskeramikwerkstoff, der in einer gießbaren Form zusammengesetzt ist, wird auf die Oberfläche des Adressierungsrasters vakuumgegossen, und zwar bis auf eine Tiefe, die sich zu den Spitzen der feinen, fadenähnlichen Stifte erstreckt (z.B. jeweils mit einem Durchmesser zwischen etwa 4 und 8 Milliinch an deren oberen Ende). Das gegossene Material, das zu der Abstandslage wird, errichtet sich und kann danach mit dem Adressierungsraster in den Ofen gegeben und gemeinsam mit dem Raster gebrannt werden. Die gegossene Keramiklage härtet aus und ihrer Bindemittel werden ausgebrannt, wobei die Lage auf die gleiche Größe schrumpft wie das Adressierungsraster (sofern keine nicht schrumpfenden Keramikwerkstoffe verwendet werden), und die plastischen Fäden oder Säulen, die sich durch die Adressierungsrasterlöcher und von diesen nach oben erstrecken, werden ausgebrannt.
Einige der vorstehend beschriebenen Verfahren zur Bildung von Abstandselementen an der Vorderseite des Adressierungsrasters werden beschrieben in der U.S. Patentanmeldung mit der Anmeldungsnummer 08/012.542, eingereicht am 1. Februar 1993 unter dem Titel „Internal Support Structure For Flat Panel Display", übertragen auf den gleichen Zessionar wie die vorliegende Erfindung.
Nach dem Schritt des abgestuften oder Profilbrennens gemäß der Abbildung aus 7H (was das Brennen einer Abstandselementstruktur in Verbindung mit dem Raster umfassen kann) ist das amorphe Glas in den Glaskeramikschichten zwischen den Schichten verschmolzen, wobei die Schichten dauerhaft zu einem integralen Schichtlaminat verbunden werden, wobei sich die leitfähigen Spuren zwischen den Schichten befinden, und wobei sie sich auch, sofern dies gewünscht wird, auf der exponierten Vorder- oder Rückseite oder auf beiden Seiten befinden können). Wenn alle leitfähigen Spuren sich unterhalb der Oberfläche befinden, werden sie durch die leitfähigen Durchkontaktierungen 94 an die Oberfläche gebracht, oder in einer alternativen Konfiguration, die nicht veranschaulicht ist, können sich die verschiedenen Schichten abgestuft lateral von der Dichtung auswärts erstrecken, so dass Kontakte, welche den leitfähigen Spuren zugeordnet sind, auf diese Weise nach Schicht seriell ausgesetzt bzw. belichtet werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel jedoch werden alle Zuleitungen an den intergrierten Schaltungen in einer Anbringung bereitzustellen, wie dies in der Abbildung aus 1 schematisch dargestellt ist. Dies verwendet in vorteilhafter Weise die Eigenschaften, für welche das gemeinsam gebrannte Niedertemperatur-Keramikband entwickelt worden ist (zum Beispiel die in der oben genannten Zusammenfassung ausgeführten Eigenschaften), und beseitigt die Notwendigkeit und die zugeordneten Kosten, die inhärent mit dem Einsatz von Verbindern und der Anbringung der Steuerschaltungen entfernt von der Anzeige verbunden sind.
Die Abbildung aus 7I zeigt das Auftragen von Lötglas 98 (ähnlich einer Tinte oder Farbe bzw. einem Lack) auf die vorderen und hinteren Oberflächen in einem peripheren rechteckigen Muster an der Position des Dichtungsbereichs 14 gemäß der Abbildung aus 1. Nach dem Auftragen wird das Lötglas vorglasiert (auch in 7I dargestellt) durch Erwärmung der laminierten Struktur auf eine Temperatur, die ausreichend hoch ist, um die Bindemittel auszubrennen und um Glaspartikel zu verschmelzen, wobei sie gleichzeitig ausreichend niedrig ist, um keine Entglasung zu bewirken (für Lötglas, das entglast bzw. devitrifiziert). Die Vorglasierungstemperatur liegt allgemein zwischen 400°C und 600°C, abhängig von dem verwendeten Bindemittel und dem Lötglas (siehe die nachstehend in Tabelle III in Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel aufgeführten Schritte). Die Vorglasierung stellt sicher, dass die Bindemittel, einschließlich organischer Stoffe, sauber verbrannt werden, bevor die Röhre dicht verschlossen wird. Dies ist besonders wichtig in einem hohen inneren Strukturoberflächenbereich zu einer Röhre mit innerem Vakuumvolumen gemäß der Beschreibung hierin, um Verunreinigungsstoffe zu vermeiden. Ohne Vorglasierung kann eine Röhrenkontamination in einer fertigen Luft- oder Vakuumhülle durch Fehlen von ausreichend Sauerstoff zur vollständigen Verbrennung des Bindemittels auftreten.
Zu anderen Dichtungstechniken zählen Laserschweißen von Metallflanschen oder Laserschweißen von Glaskeramikwerkstoffen.
Das Adressierungsraster 90x, das integrale Träger gemäß der vorstehenden Beschreibung aufweisen kann, ist nun als Raster 35 gemäß der Darstellung in den Zeichnungen angezeigt.
Die Abbildungen der 7J bis 7N zeigen schematisch die Herstellung der Kathodeneinheit, die an dem mehrschichtigen Adressierungsraster und an der Anodeneinheit montiert wird. In diesen Abbildungen und in der Beschreibung wird angenommen, dass eine Glühkathode bzw. eine „heiße" Kathode verwendet wird. Die Kathode kann aber auch eine geeignete Form einer kalten Kathode aufwiesen (Feldemittervorrichtung, FED).
Die Abbildung aus 7J zeigt die Bildung einer gerippten Rückplatte 16b, welche die Kathode trägt und die zu der Rückplatte 16 der Einheit wird. Die Lage 16b ist steif, wie zum Beispiel eine Glasplatte oder eine Keramikplatte, die gebrannt worden ist (wobei auch Metalllegierungen eingesetzt werden können, mit abgestimmtem Wärmekoeffizient des Adressierungsrasters).
Die Rückplatte 16b (16) und deren Träger an dem Adressierungsraster mit dazwischen angeordneter Kathodenstruktur, kann auf unterschiedliche Weise gebildet werden. In einem Beispiel kann die Rückplatte aus dem gleichen Glaskeramikwerkstoff Green Tape hergestellt werden wie das Adressierungsraster gemäß der vorstehenden Beschreibung. In dem Fall können die Träger für den Kontakt mit dem Adressierungsraster zu der Oberfläche des grünen Glaskeramikwerkstoffs in einer gerippten Konfiguration geformt werden, wobei Wannen oder Reihen von Aussparungen verbleiben, in denen Glühkathodendrähte positioniert werden können, wie dies in den Abbildungen der 2 und 6 dargestellt ist. Bei dem derartigen Bilden der Green Tape-Oberfläche kann es sich um Form- oder Stanztechniken handeln. Es ist von Bedeutung, dass die Träger präzise positioniert werden und eine geregelte und schmale Abmessung aufweisen, da jeder Träger eine Linie (oder eine Reihe von Spalten) bildet, die das Adressierungsraster zwischen Adressierungslöchern berühren muss. Ein Verfahren zur Erreichung einer derartigen Präzision in Kathodenwannen und in Trägern liefert ein Ergebnis, das in der Abbildung aus 2 allgemein veranschaulicht ist. Durch ein Verfahren werden die hinteren Träger 80 integral in der vorderen Oberfläche der Rückplatte 16 durch Formen des ungebrannten Glaskeramikwerkstoffs unter Verwendung einer entsprechend geformten Form gebildet. Die Form der Wannen ist zylindrisch, wobei sie in anderen Ausführungsbeispielen aber auch andere Formen als eine zylindrische Form aufweisen können.
Wie dies in der Abbildung aus 2 dargestellt ist, kann sich ein einzelner Kathodendraht 26 longitudinal durch jede durch dieses Verfahren gebildete Wanne erstrecken. Der Zwischenabstand zwischen zwei Wannen kann etwa 200 Milliinch betragen, und 16 Adressierungsrasterlöcher können angrenzend an jede Kathodenwanne angeordnet sein.
Es können auch alternative Verfahren zur Bildung der Rückplattenträger 80 eingesetzt werden, wie etwa die Abscheidung von vakuumkompatiblen Materialien auf der Rückplatte vor oder nach dem Brennen, die Positionierung einer vakuumkompatiblen Abstandsbahn zwischen der Rückplatte und dem Adressierungsraster nach der Montage oder andere geeignete Techniken.
Eine andere Form der Rückplatte kann wiederum eine Glaskeramikplatte sein, jedoch ohne Träger, wobei die Träger an der Rückseite des Adressierungsrasters ausgebildet sind. Bei einer anderen Anordnung kann es sich bei der Rückplatte um eine Glaslage bzw. Glasplatte handeln, und wobei die Träger entweder auf der Rückseite des Adressierungsrasters ausgebildet werden können oder durch ein geeignetes Verfahren auf der mit Glas unterlegten Platte abgeschieden werden können.
Einige der vorstehend beschriebenen Techniken zur Bildung von hinteren Trägern sind in der bereits vorstehend genannten U.S. Patentanmeldung mit der Anmeldungsnummer 08/012.542, eingereicht am 1. Februar 1993, beschrieben.
Die Abbildung aus 7K zeigt das Brennen des Lötglases 98 auf der Materiallage 16b, was bei etwa 400°C bis 600°C erfolgen kann.
In der Abbildung aus 7L ist die Befestigung eines Kathodenrahmens 100 dargestellt. Der Kathodenrahmen umfasst vorzugsweise einen leitfähigen Metallstreifen auf der Ober- und der Unterseite, an dem alle Kathodendrähte angebracht werden; wobei eine oder beide Seiten vorzugsweise Federstreifen (nicht abgebildet) aufweisen, an denen die Kathodendrahtenden gesichert werden, so dass die Spannung in den Drähten über thermische Veränderungen aufrechterhalten wird. Die Federstreifen umfassen in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel chemisch gemahlene Streifen in einem aus einem Metall gebildeten Rahmen, der seine federnde Eigenschaft auch bei hoher Temperatur behält, wie zum Beispiel Hastalloy B.
Die Abbildung aus 7M zeigt eine Drahtkathode 22, die durch den Kathodenrahmen 100 gesichert ist.
Zur Reduzierung der Effekte des Spannungsabfalls entlang der Kathodendrähte, wenn die Kathodendrähte senkrecht zu den Reihen bzw. Zeilen verlaufen (wie in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel), so kann die an die Kathodendrähte angelegte Spannung zeitlich variieren, so dass die Spannung des Kathodendrahts angrenzend an die adressierte Reihe nahe dem Erdpotenzial liegt.
Zur Reduzierung der erforderlichen Leistung für den Betrieb der Röhre können die Kathodendrähte parallel zu den Reihen bzw. Zeilen laufen, und die Kathode wird nur dann eingeschaltet, wenn dies während der Zeilenadressierung erforderlich ist. Dieser Ansatz erfordert es, dass die Kathodenträger elektrisch voneinander isoliert sind, so dass die Kathoden synchron zu der Zeilenadressierung eingeschaltet werden können.
In der Abbildung aus 7N sind die Kathodendrähte 22 mit Tricarbonat überzogen, wobei es sich dabei um ein herkömmliches Verfahren handelt, das durch Elektrophorese erreicht werden kann. Sprühen ist ein alternatives Verfahren. Durch dieses Verfahren werden Karbonate verschiedener Metalle wie etwa Strontium, Kalzium und Barium auf einem Wolframdraht überzogen (der wie in bekannten Verfahren thoriert bzw. thoriumlegiert werden kann). In einem späteren Ausbrennschritt unter Vakuumbedingungen werden die auf den Kathodenfäden abgeschiedenen Karbonate in Oxide umgewandelt, und alle Bindemittel werden entfernt, wobei dieser Vorgang im Fach allgemein bekannt ist. Diese Schritte stellen sicher, dass die montierte Röhre eine saubere Kathode aufweist. Alternativ liefern Bikarbonatmischungen ebenfalls gute Ergebnisse, wobei sie eine nützliche und effiziente Oxidkathode bilden. Dies vollendet die Einheit aus Rückplatte und Kathode.
Die Abbildung aus 7N' zeigt den Rahmen 100 mit von der Rückplatte 16b entfernter Kathode 22 in einer auseinander gezogenen Ansicht zur besseren Veranschaulichung (wobei dies nicht die Reihenfolge der Montage anzeigt).
Die Abbildungen der 7P bis 7S betreffen die Produktion der Anodeneinheit. Auf eine Glaslage 104 wird ein rechteckiges Band Lötglas 98 aufgetragen (oder die Einheit kann eine Lage des vorstehend beschriebenen Glaskeramikwerkstoffs verwenden, wobei Glaspunkte in Löchern eingebettet sind).
Die Abbildung aus 7Q zeigt das Brennen des Lötglases 98 auf einen Vorglasierungszustand.
Die Abbildung aus 7R zeigt das Verfahren des Aufbringens von Phosphor bzw. Leuchtstoff auf die Frontscheibe 104. Die Leuchtpunkte, welche diskrete Farbpunkte für jedes Pixel aufweisen, werden vorzugsweise auf das Glas durch eine Methode aufgetragen, die für herkömmliche Bildröhren verwendet wird, wie etwa das „Photo-Tacky" Verfahren. Photo-Tacky ist ein Verfahren, bei dem eine Materialschicht für eine bestimmte Zeit haftend wird, nachdem sie Licht ausgesetzt worden ist. Das Phosphorpulver wird auf das Material gestäubt und haftet nur dort, wo das Material klebrig bzw. haftend ist. An Stelle der Leuchtpunkte R, G und B für jedes Pixel können Phosphorstreifen R, G und B auf herkömmliche Art und Weise aufgetragen werden. Der Einsatz einer flachen Glasoberflächenplatte ermöglicht den Einsatz alternativer Verfahren, wie etwa des Offset-Drucks für das Auftragen des Phosphormaterials. Der Phosphor ist allgemein in der Abbildung aus 7R unter 106 dargestellt.
Die Abbildung aus 7S zeigt die Aluminisierung der Anode, d.h. den Überzug des Phosphors mit einer dünnen Schicht Aluminium 108, um die Integrität der Leuchtpunkte zu schützen und zu erhalten und um die Röhrenhelligkeit zu erhöhen, indem ein Teil der nach hinten gerichteten Photonen in Richtung des Betrachters umgeleitet wird. Bei einer Aluminisierung müssen die Elektronen einen Energieschwellenwert aufweisen, um in das Aluminium einzudringen und den Leuchtstoff zu erregen. Dies schließt die Herstellung Anode/Frontscheibe 12 ab.
Die Abbildungen der 7T bis 7X zeigen Schritte der Montage der folgenden drei Komponenten aneinander: der Einheit aus Rückplatte/Kathode 110, der mehrschichtigen Adressierungsrasterstruktur 35 und der Anodeneinheit 12. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel wird vollständig unter Vakuumbedingungen ausgeführt. Die Abbildung aus 7T zeigt das Ausbrennen der drei Komponenten unter Vakuumbedingungen, und die Abbildung aus 7U zeigt die Laminierung/Montage der drei Komponenten aneinander, wodurch die Einheit 111 erzeugt wird. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Röhre unmontiert ausgebrannt, da der hohe Oberflächenbereich der inneren Struktur im Vergleich zu dem inneren Röhrenvolumen das herkömmliche Tabulationsauspumpen ungeeignet lang gestaltet.
In der Abbildung aus 7V wird die Einheit so weit erwärmt, dass die Lötglasdichtungen erweichen und miteinander verschmelzen, für gewöhnlich bei 450°C bei bestimmten Arten von Lötglas und zeitweise gemäß den Vorschriften in der Materialspezifikation. Die Vorglasierungs- und Dichtungstemperaturen von Lötglas sowie die Zeiten werden allgemein durch den Glashersteller vorgegeben oder sie werden durch den Benutzer bzw. Anwender unter Verwendung von für den Fachmann auf dem Gebiet allgemein bekannten Techniken bestimmt. Die folgende Tabelle III zeigt ein Beispiel für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
Die Abbildung aus 7W zeigt ein oder mehrere Getter, die verarbeitet werden. Wenn zum Beispiel ein Blitz-Getter verwendet wird, wird ein dünner Film oder Streifen Metall (mit einer Affinität für Sauerstoff) durch elektrischen Widerstand erhitzt und an den entsprechenden Oberflächen in der Röhre plattiert, wie etwa in einem oder mehreren peripheren Bereichen der Glaskeramikrasterplatte, außerhalb des aktiven Adressierungsbereichs. Aktive Getter können ebenfalls verwendet werden, wobei die Getter als Vakuumionenpumpen fungieren, die immer aktiv sind, wenn die Röhre mit Leistung bzw. Strom versorgt wird.
Schließlich zeigt die Abbildung aus 7X die Verbindung der ASIC-Treiber 20 mit der fertig gestellten Adressierungsrasterstruktur 35, die sich von der Kathoden-/Rückplatten-Einheit 110 (16) und der Anodeneinheit 12 auswärts erstreckt. Dies umfasst die Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen den ASIC-Treibern 20 und den leitfähigen Spuren, Durchkontaktierungen oder Bussen, die sich entlang den Oberflächen der peripheren Bereiche 18 der Adressierungsrasterstruktur 35 erstrecken.
Die Abbildungen der 7A bis 7X veranschaulichen zwar das bevorzugte Ausführungsbeispiel, jedoch können auch alternative Ausführungsbeispiele das Adressierungsraster laminieren und brennen, bevor die Adressierungslöcher (zu unterscheiden von den Durchkontaktierungslöchern) gebildet werden. Danach können Löcher durch einen in Bezug auf Laser schleifenden Wasserstrahl oder ein anderes Bohrverfahren gebildet werden, wobei diese Verfahren jedoch aus Gründen der zeitlichen Anforderungen als weniger geeignet gelten.
Die folgende Tabelle führt die in den Abbildungen der 7A bis 7X dargestellten Verfahren auf sowie Zeiten, Temperaturen und Materialien für bestimmte der in diesen Abbildungen dargestellten Fertigungsschritte. Die meisten dieser Schritte sind an anderer Stelle in der Beschreibung in Bezug auf die Beschreibung der jeweiligen Abbildung beschrieben.
TABELLE III
Die Gleichmäßigkeit der Schrumpfung ist wichtig für die Herstellung einer Adressierungsstruktur und die Herstellung einer montierten CRT, die Präzision besitzt und ordnungsgemäß arbeitet. Im Besonderen müssen die Positionen der Pixellöcher ausrechend vorhersehbar und präzise sein, so dass sich jedes Loch in Pass- bzw. Deckungsgenauigkeit mit dem entsprechenden Leuchtpunkt befindet und diesen adressiert. Die meisten Keramikbänder weisen eine ungleichmäßige Schrumpfung auf, wobei jedoch Glaskeramikbandsysteme entwickelt worden sind, die eine hohe Schrumpfung und eine X-Y-Schrumpfung von Null aufweisen. Material wie etwa das 851U Green Tape von DuPont weist eine Schrumpfung von 12% in X und Y und 17% in Z auf. Wenn während dem Brennen Druck auf Z ausgeübt wird, so kann die X-Y-Schrumpfung auf Null reduziert werden, während die Z-Schrumpfung erhöht wird. Die Gleichmäßigkeit der Schrumpfung ist die Variation der Schrumpfung vom Sollwert während dem Brennvorgang. Die Gleichmäßigkeit bzw. Einheitlichkeit der Schrumpfung ist definiert als die Änderung oder Variation der Schrumpfung von dem Soll- bzw. Nominalwert. Somit würde eine Gleichmäßigkeit der Schrumpfung von 0,2% um nominale 12% Schrumpfung dazu führen, dass das Teil im Bereich von 87,8% bis 88,2% dessen ursprünglichen Größe schrumpft. Somit könnten zwei zehn Zoll auseinander liegende Löcher im ungebrannten Zustand nach dem Brennen im Bereich von 8,820 Zoll bis 8,780 Zoll auseinander liegen. Bei einer Gleichmäßigkeit der Schrumpfung von 0,01% würde der Bereich für das gleiche Beispiel zwischen 8,801 Zoll und 8,799 Zoll liegen. Bei einem Material mit hoher Schrumpfung, wie etwa DuPont 851U, beträgt die nominale Gleichmäßigkeit der Schrumpfung 0,2%. Bei bestimmten Anzeigeanwendungen, wie etwa VGA oder SVGA, würden Variationen in dieser Größe es nicht ermöglichen, dass Rasterpixellöcher mit unabhängig gebildeten Leuchtpunkten ausgerichtet werden. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Schrumpfung reduziert, um dadurch die Variation der Schrumpfung zu reduzieren. Die gewünschte Gleichmäßigkeit der Schrumpfung beträgt 0,04 für VGA-Auflösung und 0,025 für SVGA-Auflösung. Durch Reduzierung der Schrumpfung auf nahe Null kann die Gleichmäßigkeit der Schrumpfung verbessert werden, unter Verwendung von Materialien, die eine Kompression bzw. Komprimierung während dem Brennen zum Regeln der Schrumpfung aufweisen. Bei höheren Auflösungen kann dies mit verfügbaren Materialien oder Verfahren, die für jedes Raster als eigene Maske für die photolithographische Anwendung der Leuchtpunkte verwendet werden können, wodurch jede fehlerhafte Ausrichtung zwischen einzelnen Pixellöchern in dem Raster und dem entsprechenden Leuchtpunkt vermieden wird.
Die Abbildungen der 8A und 8B betreffen den Zusammenbau der drei Hauptkomponenten der Kathodenstrahlröhre 10, d.h. der Frontscheibe oder Anode 12, der Adressierungsrasterstruktur 35 und der Rückplatte/Kathode 110. Diese Abbildungen veranschaulichen den Einsatz von Ausrichtungs- oder Passgenauigkeitsstiften 113 oder 112 in Löchern 114, um die ordnungsgemäße Passgenauigkeit der drei Komponenten nach dem Zusammenbau zu gewährleisten. Die Abbildung aus 8A zeigt eine Draufsicht, während die Abbildung aus 8B eine Schnittansicht zeigt, wobei es sich bei beiden Abbildungen um schematische Darstellungen handelt, die nicht alle Komponenten zeigen.
Die Abbildungen der 8A und 8B zeigen zwei unterschiedliche Alternativen. Auf der linken Seite jeder Abbildung tritt ein Passgenauigkeitsstift 113 durch ein genau bemessenes Loch in dem Adressierungsraster, jedoch in Aussparungen 114a in der Anodenplatte und der Rückplatte gemäß der Abbildung, ohne dabei hindurch zu der Vorder- und Rückseite zu treten (die Rückplatten-/Kathoden-Einheit ist in der Abbildung aus 8A an zwei Ecken aufgebrochen dargestellt). Die Stifte 113 werden somit in der Einheit erfasst und darin gehalten. In diesem Fall kann die Dichtung 14 außerhalb der Position der Stifte 113 positioniert sein, wie dies abgebildet ist. Andererseits tritt der Stift 112 auf der rechten Seite der Zeichnungen durch Passgenauigkeitslöcher 114 in allen drei Komponenten, wobei der Stift entfernt wird, nachdem der Zusammenbau abgeschlossen ist. In diesem Fall sind die Stifte 112 außerhalb der Dichtung 14 positioniert, da die Passgenauigkeitslöcher 114 durch die ganze Einheit treten.
Die Abbildung aus 9 zeigt eine Schnittansicht, die ein Verfahren und eine Formeinrichtung zur Erzeugung der Mehrzahl von Adressierungsrasterlöchern 44 in jeder Lage des ungebrannten Glaskeramikmaterials zeigt. Die Formeinrichtung, die allgemein mit 115 bezeichnet ist, verwendet Fluiddruck, um Löcher durch das ungebrannte, flexible Glaskeramikmaterial der Lagen zu blasen, wie dies in der Abbildung aus 7E dargestellt ist. Eine Materiallage wird an einer unter 116 in 6 dargestellten Position platziert, vorzugsweise zwischen einem Paar zusammenpassender Formeinrichtungen 117 und 118, die jeweils ein Muster einer Mehrzahl von Bohrungen 119 aufweisen, die der gewünschten Position der Pixellöcher 44 für jede Lage oder jede Schicht des Adressierungsrasters entsprechen. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird nur die hintere Formeinrichtung 118 mit einer in gewisser Weise reduzierten Lochgüte verwendet, abhängig von der Banddicke, der Lochgröße, dem Seitenverhältnis, etc. Ein Druckkammerkopf 120 weist eine Fluidkammer 122 auf, die Fluiddruck über eine Druckeinlassleitung 124 empfängt, wie dies in der Abbildung schematisch dargestellt ist. Vorzugsweise ist zwischen dem Fluideinlass und den Bohrungen 119 gemäß der Abbildung eine Stauscheibe oder eine andere Gas dispergierende Struktur 125 angeordnet. Die Druckkammer 122 schließt an der Oberfläche der ersten Formeinrichtung 117 dicht ab, wie etwa durch eine periphere O-Ring-Dichtung 126.
Wenn die Lage des Glaskeramikwerkstoffs in dieser Einheit fest zwischen die Formeinrichtungen 117 und 118 geklemmt ist, wird ein plötzlicher Impuls von Hochdruckluft oder einem anderen Gas oder Flüssigkeit durch die Kammer 122 durch die Bohrungen 119 gedrückt, wobei Stöpsel des Glaskeramikwerkstoffs an den gewünschten Positionen für die Pixellöcher herausgeblasen werden. Die Pixellöcher weisen in einem besonderen Ausführungsbeispiel zum Beispiel einen Durchmesser von 4 Milliinch (10,16 × 10^–5 m) und auf 13,3 Milliinch (33,78 × 10^–5 m) Pixel-Triadenmitten auf. Sie können gemäß der vorstehenden Beschreibung in einem dicht aneinander angeordneten, hexagonalen Muster angeordnet sein oder in einer linearen Anordnung von Löcher, Schlitzen oder anderen Formen, gemäß den gewünschten Vorgagen für ein besonderes Ausführungsbeispiel.
Die Dicke der Lage des grünen ungebrannten Keramikwerkstoffs und im Besonderen das Verhältnis zwischen der Dicke und dem Lochdurchmesser ist ein wichtiger Aspekt bei der Bestimmung des zum Bilden der Löcher erforderlichen Drucks. Mit zunehmendem Verhältnis zwischen Dicke und Durchmesser steigt der erforderliche Druck stark an. Dies wird auch teilweise durch die Dichte des eingesetzten Fluids bestimmt. Ein schweres Gas liefert allgemein bessere Ergebnisse als ein leichtes Gas, und Flüssigkeit, die nicht komprimierbar ist, kann noch effektiver sein. Experimentell wurde zum Beispiel bestimmt, dass ein Raster von 5 Löchern auf 5 Löcher mit Löchern von 12 Milliinch (30,48 × 10^–5 m) auf Mitten von 25 Milliinch (63,5 × 10^–5 m) leicht erreicht werden konnte unter Verwendung eines grünen Glaskeramikwerkstoffs mit einer Dicke von 5 Milliinch (12,7 × 10^–5 m) unter Verwendung von Heliumgas mit einem Druck von 200 psi.
Dieses Lochbildungsverfahren kann verbessert werden durch Hochglühen oder Aussetzen von Chemikalien wie etwa MEK seitens des Glaskeramikwerkstoffs nur an den Lochpositionen vor dem Druckstoß. Die Formeinrichtung kann als eine Maske zu diesem Zweck eingesetzt werden. Zum Beispiel können präzise Löcher von zwei Einheiten unter Verwendung von MEK durch Band mit 5 Milliinch (12,7 × 10^–5 m) erzeugt werden. Eine derartige Behandlung an den Lochpositionen erhöht die Dicke, die durch den Lochbildungsprozess gestanzt werden kann, und sie kann einen laminierten Stapel ungebrannter Glaskeramikschichten für die Bildung von Löchern durch alle Schichten zusammen ermöglichen. Die Behandlung reduziert den erforderlichen Druck zum Ausblasen des Materials und verbessert die Qualität des gefertigten Lochs.
Hiermit wird festgestellt, dass die Lochbildungs-Formeinrichtung 115 nicht groß genug sein muss, um die Löcher für die ganze Anzeigefläche in einem Schritt zu bilden. Die Lage des Glaskeramikwerkstoffs kann an eine Reihe unterschiedlicher Stellen bewegt werden, alle in ordnungsgemäßer Passgenauigkeit in Bezug auf die Anordnung zu der Formeinrichtungseinheit 115.
Es konnte festgestellt werden, dass die Gruppe der für die vorliegende Erfindung bevorzugten Werkstoffe, die generisch hierin als Keramikbänder oder Glaskeramikbänder bezeichnet werden, dazu neigt, in Richtung einer Oberfläche eine höhere Dichte aufzuweisen als zu der anderen Oberfläche. Dies kann durch den kennzeichnenden Bildungsprozess begründet sein, wobei ein Bandschlamm auf einem plastischen Lagenträger abgeschieden und auf die gewünschte Dicke abgestrichen wird. Dies kann auch begründet sein durch die asymmetrische Evaporation flüchtiger Stoffe, die sich in dem Bandschlamm befinden, d.h. die flüchtigen Stoffe können nur von der oberen Oberfläche austreten. Diese Bewegung des Lösemittels durch das Band kann auch Bindemittel zu der oberen Oberfläche transportieren, wobei der obere Abschnitt des Bandbindemittels fett bzw. angereichert bleibt. In jedem Fall neigt das am nächsten an dem plastischen Lagenträger liegende Bandmaterial dazu, eine in gewisser Weise höhere Dichte zu besitzen. Unter Anerkennung dieses Effekts oder dieser Eigenschaft des Bandmaterials konnte es als vorteilhaft ermittelt werden, die durch Fluidblasen gebildeten Löcher zu bilden, indem die Seite des Bands, die auf dem Trägerfilm erzeugt wird, an der oberen Seite der Blasevorrichtung platziert wird.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die anfänglich rauen bzw. groben Durchgangslöcher durch eine Schnellstanztechnik oder andere mechanische Mittel gebildet werden, wobei die Löcher danach durch Schleifwirkung ausgeräumt werden, während die Schichten aufeinander gestapelt sind, wie dies vorstehend im Text bereits beschrieben worden ist.
Wie dies bereits vorstehend in Bezug auf die Abbildung aus 7G beschrieben worden ist, kann sobald alle Glaskeramikschichten mit den gebildeten Löchern in dem Laminat aus 7F zusammengelegt worden sind, ein Schleifmittel enthaltender Fluid-Schlamm durch die Lochspalten bzw. Lochsäulen durch den Stapel der Schichten gedrückt werden. Dies wird vorzugsweise wiederum unter Verwendung der Lochblase-Formeinrichtung 115 erreicht werden. Wenn die laminierte und ungebrannte Glaskeramikstruktur zwischen die Formteile 117 und 118 geklemmt ist, räumt ein schleifender Fluid-Schlamm, der mit hoher Geschwindigkeit durch die Bohrungen 119 strömt, effektiv die Löcher des ganzen gewünschten Durchmessers aus, wobei geringfügige Fehler in Bezug auf die Passgenauigkeit zwischen den Schichten berichtigt werden.
Die Abbildungen der 10 bis 13 veranschaulichen Strukturen für die Implementierung von Codierungsmethoden gemäß der vorliegenden Erfindung zur Reduzierung der Anzahl der erforderlichen Zuleitungen zur Adressierung bestimmter Pixellöcher, zur Reduzierung der Anzahl der Treiber bzw. Steuereinrichtungen und zur Adressierung der Löcher nach Zeilen und Spalten. Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, müssen leitfähige Spuren auf allen Schichten aktiviert werden, um es zu bewirken, dass Elektronen durch ein bestimmtes Pixelloch treten. Eine UND-Operation der Schichten ermöglicht eine starke Reduzierung der Anzahl der Treiber bzw. der Steuereinrichtungen.
Die Abbildung aus 10 zeigt einen Abschnitt des dreischichtigen Laminats 130, wobei der einfachste Fall für eine Farbanzeige veranschaulicht wird, ohne Gruppencodierung der Zeilen und mit einer leitfähigen Zuleitung, die für jede Spalte und jede Zeile erforderlich ist. Die UND-Operation wird in dem Ausmaß verwendet, dass Pixellöcher nach Zeilen und Spalten adressiert werden und durch die jeweilige Farbe (R, G oder B), die ebenso für ein zu adressierendes Pixel aktiv sein muss.
Wie dies in der Abbildung aus 10 dargestellt ist, sind in dem Ausführungsbeispiel drei Glaskeramikschichten vorhanden, eine obere Schicht 132, eine mittlere Schicht 134 und eine untere Schicht 136. Die obere Schicht 132 weist leitfähige Spuren 132a auf, die um Spalten von Löchern 44 gemäß der Abbildung angeordnet sind, mit Zwischenräumen 132b zwischen den leitfähigen Spurspalten. Wie dies veranschaulicht ist, sind für dieses Farbanzeigeraster Gruppen von drei Löchern 44r, 44g und 44b vorgesehen, die als Pixel-Triaden in jeder Spalte fungieren (eine beispielhafte Triade ist durch gestrichelte Linien dargestellt). Spaltendaten werden auf die leitfähigen Spuren 132a angewendet, vorzugsweise alle Spalten gleichzeitig für eine spezielle Zeile, auf die vorstehend beschriebene Art und Weise.
Die untere Schicht 136 weist leitfähige Spuren 136a für den Empfang von Zeilendaten auf, wobei jede Zeile eine Zeile von Pixeln umfasst, d.h. eine Zeile von Triaden von Löchern. Die Zeilenadressierung umfasst in dem hierin vorgesehenen Codierungsmuster einfach die Auswahl jeder Zeile einzeln und sequentiell entlang der Anzeige nach unten in einer Zeitdivisionsfolge.
Somit kann ein Pixel (das eine Triade von drei Pixellöchern für Farbe in dem vorliegenden RGB-Ausführungsbeispiel umfasst) eindeutig durch Spalte und Zeile adressiert werden. Alle Pixel einer Zeile können gleichzeitig adressiert werden, wobei jedoch unterschiedliche Daten zu jeder Spalte gehen, abhängig von dem Eingangssignal. Zur Farbunterscheidung, d.h. unter den drei Farbpunkten in jedem Pixel, handelt es sich bei der bevorzugten Methode gemäß der vorliegenden Erfindung um Zeitmultiplexieren unter R, G und B, während eine bestimmte Zeile auf die bereits vorstehend im Text beschriebene Art und Weise adressiert wird. Dies erfordert den Einschluss der Schicht 134, in der die R, G und B Löcher durch leitfähige Spuren 134r, 134gi und 134b als Unterspalten umgeben sind, mit leitfähiger Zwischenverbindung aller R Unterspalten, aller G Unterspalten separat und aller B Unterspalten separat. Die Abbildung aus 13 zeigt eine Anordnung zur Umsetzung dieser Zwischenverbindung unter Verwendung leitfähiger Durchkontaktierungen 94a für die Zwischenverbindung der R Unterspalten, wobei eine leitfähige Spur 140r als Verbindungsleiste auf einer anderen Ebene in der laminierten Einheit dient (die leitfähige Spure 140r kann sich auf der gleichen Schicht befinden wie die veranschaulichten Unterspaltenspuren für eine Farbe, da dies gemäß der Abbildung aus 10 nicht das Kreuzen etwaiger anderer Unterspaltenspuren umfasst). In ähnlicher Weise können alle leitfähigen Spuren der G Unterspalte durch eine leitfähige Spure 140g auf anderer Ebene verbunden werden, und die leitfähigen Spuren 134b der B Unterspalte über eine leitfähige Spur 140b darunter. Die Verbindungsleisten 140r, 140g und 140b können sich alle auf einer einzigen Ebene befinden, und die Ebene kann natürlich entweder oberhalb oder unterhalb der Position der leitfähigen Spuren der Unterspalte liegen.
In Bezug auf die Anordnung aus den Abbildungen der 10 und 13 sind somit nur drei Zuleitungen von der Farbauswahlschicht 134 und eine Zuleitung für jede Spalte auf der Spaltenspurschicht 132 erforderlich. In dem vereinfachten Beispiel ist jedoch auf der Zeilenspurschicht 136 eine leitfähige Zuleitung für jede einzelne Zeile erforderlich. Die Zeilencodierung kann die Anzahl der Zuleitungen reduzieren, indem mehr Schichten eingesetzt werden, wie dies nachstehend im Text beschrieben wird.
Hiermit wird festgestellt, dass für den Fall, dass es gewünscht wird, die Helligkeit in der Anzeige gemäß der vorstehenden Beschreibung zu maximieren, so können die R Daten, die G Daten und die B Daten gleichzeitig zu den Pixellöchern gesendet werden anstatt durch Zeitmultiplexieren. Dies umfasst im Wesentlichen das Eliminieren der Pixelspaltenschicht 132 und das einzelne Adressieren von R, G und B Unterspalten der Schicht 134, ohne die Farben wie in 13 miteinander zu verbinden. Nur die Schichten 134 und 136 sind involviert. Somit verdreifacht sich die Zeitdauer der Aktivierung jedes Pixellochs, wodurch die Helligkeit verdreifacht wird. Die Anzahl der Spaltenzuleitungen verdreifacht sich, wodurch die Anzahl der erforderlichen Treiber bzw. Steuereinrichtungen verdreifacht wird, da R, G und B Daten gleichzeitig übertragen werden.
Die Abbildung aus 12 zeigt ein vereinfachtes Zeitsteuerungssignaldiagramm für ein Farbanzeige-Adressierungsraster. Das Diagramm zeigt, dass die ganze Zeile, in diesem Beispiel die Zeile N, über eine bestimmte Zeiteinheit (zum Beispiel 1/30 Sekunde) aktiviert wird. Dieses Intervall ist unter 145 dargestellt. Die Zeichnung zeigt die Anwendung der Spaltendaten, mit Zeitaufteilung zwischen R, G und B Daten. Spaltendaten können mit R Daten aus dem maximalen Potenzialintervall 146 (gestrichelte Linien) angewandt werden, das einem Drittel des gesamten Zeilenintervalls 145 entspricht. Die gestrichelten Linien 147 zeigen die Aufteilung des Intervalls 145 in Drittel. Beispiele zeigen für die Spalten 1, 2 und 3 das Zuführen bzw. Anwenden von R Daten für die entsprechenden Intervalle 148, 150 und 152. Diese Intervalle sind von der für den R Punkt in jedem Pixel der Zeile spezifizierten Helligkeit abhängig.
Die G Spaltendaten werden gemäß der Abbildung für das potenziell nächste Drittel der gesamten Zeilendauer 145 angewandt, wobei unterschiedliche G Intervalle 154, 156 und 158 für die beispielhaften Pixel (Spalten) 1, 2 und 3 angewandt werden. Die B Daten werden für das verbleibende Drittel des Zeilenintervalls 145 auf die für die R und G Daten beschriebene Art und Weise angewandt.
Die Abbildung aus 11 veranschaulicht ein Beispiel für die Zeilencodierung. In Bezug auf die vereinfachte Situation einer Monochromanzeige wird in vorteilhafter Weise die binäre Codierung eingesetzt; wobei aber auch eine quartäre oder oktale oder 16-Unterteilungs- oder höhere Codierung eingesetzt werden kann, um die Anzahl der Schichten auf Wunsch zu reduzieren.
In dem monochromen Adressierungsraster 165 werden Spalten von Pixeln mit einem Punkt einzeln adressiert. Spaltendaten können ähnlich codiert werden, wie Zeilendaten codiert werden, wobei dies jedoch die Fähigkeit eliminieren würde, alle Pixel in einer Zeile gleichzeitig zu adressieren.
Die Codierung wird durch eine UND-Operation an einer Reihe von Schichten 166, 167, 168, 170, 172 und 174 ereicht, wobei es sich bei letzterer um die Spaltendatenschicht handelt. Bei der veranschaulichten binären Codierung umgibt eine einzelne leitfähige Spur 166a alle A Pixellöcher auf der Schicht 166, wie dies abgebildet ist, während eine einzelne leitfähige Spure 166b alle Pixellöcher in der zweiten Hälfte der Anzeigefläche oder des Bereichs B umgibt.
Auf der nächsten Schicht 167 wird der erste Bereich (über oder unter 166a) in A und B unterteilt, und der zweite Bereich (über oder unter 166b) wird ebenfalls in die Abschnitte A und B unterteilt. Die Schicht wird somit in vier Viertel unterteilt, wobei die leitfähigen Spuren A miteinander verdraht sind, und wobei die leitfähigen Spuren B miteinander verdrahtet sind (die Verbindungen sind nicht abgebildet). Auf der nächsten Ebene 168 wird jeder Abschnitt weiter unterteilt in einen Abschnitt A und B, und wiederum werden alle Spuren A auf dieser Ebene miteinander verdrahtet, und wobei alle Spuren B auf dieser Ebene miteinander verdrahtet sind (die Verbindungen sind nicht abgebildet).
Auf der Ebene 170 der leitfähigen Spuren werden die Abschnitte wiederum unterteilt, jetzt mit 16 verschiedenen Zeilen von Spuren, wobei die Abschnitte der Schicht unmittelbar darüber/darunter wiederum jeweils in die Abschnitte A und B unterteilt werden. Eine weitere Unterteilung ist auf der nächsten Schicht 172 dargestellt. In dieser schematischen Darstellung ist die Schicht 172 unterteilt in einzelne Pixel dargestellt, wobei in der Praxis ein Vielfaches der veranschaulichten 32 Zeilen vorhanden ist, was mehrere zusätzliche Schichten erforderlich macht. Die erforderliche Anzahl von Schichten kann reduziert werden durch den Einsatz einer Codierungsunterteilung höherer Ordnung auf bestimmten Schichten, wie etwa eine quartäre, oktale oder 16-Zuleitungs-Unterteilung. Diese Codierung weist den zusätzlichen Vorteil der Reduzierung der Kapazität je Unterteilung auf. Dies ist wünschenswert, um sicherzustellen, dass der erforderliche Steuerstrom sich innerhalb der Fähigkeit für eine kostengünstige Treiber- bzw. Steuereinrichtung befindet.
Für die in der Abbildung aus 11 veranschaulichten fünf Codierungs-Zeilenschichten treten nur zwei Zuleitungen aus jeder Schicht aus, eine Zuleitung A und eine Zuleitung B. Die Spuren A einer bestimmten Schicht sind durch leitfähige Durchkontaktierungen miteinander verbunden, und die Spuren auf einer anderen Ebene (nicht abgebildet) sind zum Beispiel auf die Art und Weise miteinander verbunden, die vorstehend im Text in Bezug auf die Abbildung aus 13 beschrieben worden ist.
Wenn die Zeilenspuren ein Signal empfangen, das zum Beispiel AAAAB umfasst, (für die Schichten 166, 168, 167, 170 bzw. 172) so aktiviert dies die zweite Zeile von der Oberseite aus 11. Wenn das Signal BABBA lautet, so aktiviert dies die unterste Zeile in Bezug auf die Abbildung aus 11.
Die Abbildung aus 11A zeigt eine schematische Ansicht, im stark vergrößerten Querschnitt, eines Abschnitts eines Adressierungsrasters gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei sechs Schichten 181 bis 186 dargestellt sind sowie die leitfähigen Spuren zwischen den Schichten, die Ringe um das Pixelloch 44 bilden. In dem vorliegenden Beispiel sind die leitfähigen Spuren 181a, 182a, 183a, 184a und 185a nur zwischen den Schichten dargestellt, wobei die Spuren auch auf den obern und unteren Oberflächen der Rastereinheit aufgetragen werden können, wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist. Die am nächsten an der Kathode liegenden Spuren weisen eine niedrigere Grenzspannung auf, die Spannung, die erforderlich ist, um alle Elektronen abzustoßen, als die Spuren, die am nächsten an der Anode liegen. Die erforderliche Leistung zum Laden einer bestimmten Spur ist gleich P = i²R, wobei i für den erforderlichen Strom steht und R dem Spurwiderstand entspricht. Der erforderliche Strom i ist gegeben durch CV/t, wobei C die Kapazität der Spur bezeichnet, während V für die gewünschte Spannung steht, und wobei t der Zeit zum Laden der Spur entspricht. Für eine bestimmte Ladungszeit, Kapazität und Widerstand entspricht die Leistung dem Quadrat der erforderlichen Spannung. Somit ist es wichtig, dass die sich am schnellsten verändernden Signale den Spuren zugeführt werden, die am nächsten an der Kathode liegen, wo die erforderliche Spannung am niedrigsten ist, und wobei die erforderliche Leistung somit so gering wie möglich gehalten werden kann. Die niedrigsten leitfähigen Spuren 181a können für Spaltendaten vorgesehen sein, wie in Bezug auf die Spuren 174 des monochromen Beispiels aus 11. Die nächsten vier Schichten darüber können vier Ebenen der Zeilencodierung führen bzw. tragen, d.h. auf den Spuren 182a, 183a, 184a und 185a. Die Codierung, welche den schnellsten Wechsel erfordert, sollte auf der niedrigsten Spannung erfolgen, wie dies vorstehend bereits angezeigt worden ist. Wenn somit binäre Codierung eingesetzt wird (wie in 11), sollte die Zeilencodierung auf höchster Ebene in den Spuren 185a die wenigsten Spuren aufweisen (z.B. nur zwei Spuren, wie in der Abbildung aus 11). Hiermit wird festgestellt, dass Gray-Codierungstechniken (die allgemein bekannt sind) verwendet werden können, um die erforderliche Leistung für das Umschalten des Adressierungsrasters zu reduzieren. Gray-Codierungstechniken reduzieren die Anzahl der Schichten leitfähiger Spuren, die beim Übergang von einer Zeile zu der nächsten verändert werden müssen.
Der Leistungsverbrauch beim Ansteuern der Spuren in dem Raster stammt von dem Laden der Spuren auf die erforderliche Spannung, nicht vom Entladen der Spuren. Gray-Code minimiert die Anzahl der Übergänge in den Codierungsebenen, wodurch die erforderliche Leistung minimiert wird. Gray-Codes sind in dem mehrschichtigen Keramikwerkstoff nicht schwerer mechanisch zu codieren als jede andere Codierungsmethode, wie etwa die erörterte binäre Codierung, die oktale Codierung, etc.
Zur Minimierung der erforderlichen Wechsel- bzw. Schaltspannung auf der am nächsten an der Anode liegenden Schicht können leitfähige Spuren oder eine lagenartige leitfähige Schicht auf der oberen Oberfläche der oberen Schicht 186 platziert werden, oder die leitfähige Schicht kann sich unterhalb der oberen Oberfläche befinden (die Spuren sind in 11A nicht abgebildet). Eine derartige leitfähige Schicht, die als die nächste leitfähige Schicht an der Anode angeordnet ist, schirmt den Schaltbereich bzw. den Wechselbereich von elektrischen Feldern ab, die durch die Anodenspannung erzeugt werden. Dies modifiziert ferner die Feldlinien bzw. Feldleitungen in den Adressierungslöchern 44, um die erforderliche Spannung zum Ein- und Ausschalten des Gatters zu reduzieren. Dies ist dahingehend wichtig, dass bei bestimmten Konfigurationen eine verhältnismäßig hohe Schaltspannung erforderlich ist, um das letzte Element des Adressierungsloch-Gatters zu schalten bzw. zu wechseln, d.h. die oberste leitfähige Spur 185a aus 11A.
Auf der Kathodenseite des Adressierungsrasters 44 können ferner leitfähige Spuren oder eine leitfähige Schicht vorgesehen sein, um die Beschleunigung der Elektronen durch das Raster zu unterstützen. Diese Schicht verbessert die Extrahierung von Elektronen aus der Kathode und unterstützt die einheitlichere Gestaltung des Elektronenflusses. Eine derartige Schicht auf dem Raster auf der Kathodenseite (in 11A nicht abgebildet) fungiert als Senke für die Leistung, wobei sie jedoch die Leistungsfähigkeit der Kathodenstrahlröhre verbessern kann, indem eine höhere Dichte von Elektronen an die Rückseite des Rasters bereitgestellt wird.
Die Abbildung aus 11B zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer codierten Rasterstruktur 165a, durch welche die Helligkeit der Anzeige durch gleichzeitige Aktivierung von zwei Zeilen von Pixeln verdoppelt werden kann. Zur Vereinfachung ist die Anzeige als monochrome Anzeige dargestellt, wobei die Adressierungslöcher in einfachen orthogonalen Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei hiermit festgestellt wird, dass diese Anordnung für eine Farbanzeige besonders vorteilhaft ist, bei denen die Helligkeit häufiger kritisch bzw. von größerer Bedeutung ist. Durch die angezeigte Anordnung wird das Adressierungsraster durch eine horizontale Trennlinie 176 in Hälften geteilt, wobei die Spaltenspuren an der Linie unterbrochen sind. Die obere Hälfte 176a und die untere Hälfte 176b jeder Spalte werden gleichzeitig mit unterschiedlichen Daten gespeist. Die obere Pixelzeile der oberen Hälfte 176a wird vorzugsweise gleichzeitig zu der oberen Pixelzeile der unteren Hälfte 176b aktiviert. Somit werden gleichzeitig zwei parallele horizontale Linien entlang des Schirms verfolgt, und die Helligkeit verdoppelt sich.
Für die Zeilencodierung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel (oder einem äquivalenten Farbausführungsbeispiel) ist im Vergleich zu dem vorstehend in Bezug auf die Abbildung aus 11 beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Schicht weniger erforderlich. Die Schicht 167 ist somit die Zeilenschicht mit den wenigsten Spuren, dargestellt mit vier Spuren A, B, A, B in dem vorliegenden Beispiel für ein Ausführungsbeispiel mit binärer Codierung. Die aktiven Zeilen werden gleichzeitig und parallel zueinander betrieben, so dass bei einer Adressierung der obersten Zeile der oberen Hälfte durch AAAA die untere Hälfte ebenfalls durch AAAA adressiert wird. Diese Anordnung erfordert eine zusätzliche Gruppe von Treibern bzw. Steuereinrichtungen für die zweite Gruppe von Spalten. Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, empfängt jede Spalte in einer Zeile zu einem bestimmten Zeitpunkt andere Daten, und in dem Ausführungsbeispiel mit verdoppelter Helligkeit, empfängt jede Spalte zwei Datengruppen bzw. Datensätze, eine obere Gruppe und eine untere Gruppe.
Hiermit wird festgestellt, dass die Anordnung zur Helligkeitsverdoppelung in Verbindung mit anderen möglichen Anordnung zur Erhöhung der Helligkeit eingesetzt werden kann. Wie dies an anderer Stelle hierin beschrieben ist, können die einzelnen Farben (wie etwa R, G und B) gleichzeitig aktiviert werden, anstatt durch Zeitaufteilung. Dies setzt ebenfalls zusätzliche Treiber voraus, wobei in den speziellen Anwendungen jedoch nach Bedarf die Veränderung der Farbansteuerung die Helligkeit um einen Faktor von drei erhöhen kann. Gekoppelt mit der doppelten Zeilenansteuerung (wobei es sich alternativ um eine dreifache, vierfache, etc. Zeilenansteuerung handeln kann) kann die Helligkeit um einen Faktor von sechs erhöht werden.
Die Abbildungen der 14A und 14B zeigen Alternativen für die Bildung von leitfähigen Spuren um Pixellöcher, abhängig von der erforderlichen Dichte. Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, weisen Siebdrucktechniken eine begrenzte Präzision und Auflösung auf. Für hoch auflösende Fernsehbildschirme, die verhältnismäßig kleine Größen aufweisen, geraten die leitfähigen Spuren 134r, 134g und 134b verhältnismäßig dicht aneinander, und es können Grenzen in Bezug auf die Präzision sehr feiner Breiten der Spuren und der dazwischen liegenden Zwischenräume erreicht werden. In der Abbildung aus 14A sind die Spuren nebeneinander veranschaulicht, wobei die Farbunterspalten R, G, B, R, G, B nacheinander auftreten. Eine durch die mehrschichtige Adressierungsrasterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichte Alternative ist es jedoch, nur R Spuren auf einer Schicht (nicht abgebildet) zu platzieren. G Spuren und B Spuren (nicht abgebildet) befinden sich auf verschiedenen Schichten, und wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, können alle R Spuren miteinander verbunden werden, ebenso wie alle G Spuren und alle B Spuren. In diesem Fall können die R Spuren alle direkt auf der gleichen Ebene verbunden werden, da keine G Spuren oder B Spuren gekreuzt werden, und diese Situation verhält sich ebenso in Bezug auf G Spuren und B Spuren.
Eine weitere Alternative, die in der Abbildung aus 14b dargestellt ist, ist es zu alternieren, indem jede zweite Unterspalte leitfähiger Spuren auf einer bestimmten Schicht angeordnet wird. Diese erfordert zwei Schichten die R, G und B Farbauswahl anstatt drei Schichten. Eine derartige Anordnung erfordert es, dass Spuren für alle drei Farben auf jeder der beiden Schichten erscheinen, wobei sich die Rs leicht durch leitfähige Durchkontaktierungen und Spuren miteinander verbinden lassen, und wobei das gleiche für Gs und Bs gilt. Die Abbildung aus 14b zeit somit eine Schicht mit einer R Spur 190r, ohne Spur an der angrenzenden G Unterspalte, gefolgt von einer B Spur 190b. Die R Unterspalte wird danach übersprungen bzw. ausgelassen, und als nächstes erscheint eine G Spur 190g. Jede der beiden Schichten weist somit R, G und B Spuren auf.
Die Abbildung aus 15 zeigt schematisch als teilweise Querschnittsansicht eine Verbindungsstelle oder Verbindung 210 zwischen einem Paar von Adressierungsrastermodulen 212 und 214. Die Abbildung aus 16 zeigt eine Draufsicht einer auf diese Weise gebildeten modularisierten Adressierungsrasterstruktur 215 insgesamt.
Gemäß der Abbildung aus 15 weisen die Ränder bzw. Kanten jedes Adressierungsrastermoduls 212 und 214 vorzugsweise gekerbte oder gezahnte Bereiche 218 auf, um eine ordnungsgemäße Pass- bzw. Deckungsgenauigkeit zwischen den Modulen und den Zeilen des Adressierungsrasters nach dem Zusammenbau zu gewährleisten. Der Dichtungsbereich 220, der sich um das Paar montierter Module nahe deren Peripherie erstreckt, ist mit einer Aussparung oder Kerbe 222 gekerbt, die an jedem Modul ausgebildet ist und sich von der Außenkante an eine Position 224 erstreckt, die sich innerhalb des durch den Dichtungsbereich 220 definierten Bands befindet. Diese Kerbung bzw. Einkerbung stellt ein Mittel für das Auftragen des Glasfritte-Dichtungsmaterials nicht nur für die oberen Oberflächen der Module zum Abdichten der Anode und der Rückplatte bereit, sondern auch zum direkten Auftragen auf die zueinander ausgerichteten Oberflächen, wo die beiden Module 212 und 214 an einem Rand bzw. einer Kante aufeinander treffen, in der Kerbe (senkrecht zu der Ebene aus 15). Auf diese Weise wird ein dichter Abschluss zwischen den zueinander gerichteten Oberflächen gewährleistet.
Die Abbildung aus 16 zeigt, dass die beiden Endtypmodule 212 und 214 weiterhin einen Zwischenraum für die Übertragungsbereiche 226 und 228 links und rechts hinterlassen, einen an jedem Modul 212 und 214. Bei dieser modularen Anordnung übernehmen Treiber 230 die Adressierung von Pixeln auf jeder entsprechenden Seite der Einheit, wobei diese beiden Gruppen von Treibern entsprechend synchronisiert sind.
Hiermit wird festgestellt, dass die Flexibilität in Bezug auf das Design, welche das mehrschichtige Raster vorsieht, es ermöglicht, dass die Module so gestaltet werden können, dass keine Spuren zwischen den zusammenpassenden Modulen kreuzen müssen. Auf diese Weise müssen die Module nur mechanisch ausgerichtet werden.
Die Abbildung aus 17 zeigt eine Reihe von Modulen, die als die drei Module 232, 234 und 236 dargestellt sind, welche eine Anzeige 238 bilden. In diesem Fall, wie bei allen modularen Einheiten mit drei oder mehr Modulen, weist das zentrale Modul 234 keine linken oder rechten Ränder zur Positionierung von Spurübertragungen zu der Peripherie der Anzeigeeinheit 238 auf, d.h. keine Übertragungsbereiche, die den Bereichen 226 und 228 an den Endmodulen ähnlich sind. Verbindungen zwischen den Zeilenspuren und den Treibern müssen vollständig auf einem einzelnen Modul erfolgen. Dies erfordert den Einsatz von leitfähigen Durchkontaktierungen, die zwischen den Pixellöchern und miteinander verbundenen Spuren platziert werden, um die Zeilenspuren mit einer oder mehreren Übertragungsschichten zu verbinden (wie dies nachstehend im Text in Bezug auf die Abbildung aus 19 näher beschrieben ist). Von der Übertragungsschicht kann der leitfähige Pfad zu den Treibern bzw. Steuereinrichtungen 240 auf der Oberseite und der Unterseite der Einheit geführt werden. Die Treiber 240 sind mit Treibern an den Endmodulen 232 und 236 verbunden, für einen synchronisierten Betrieb der Zeilenspuren sowie der Spaltenspuren und der Farbauswahlspuren.
Der Einsatz von Zwischenpixel-Durchkontaktierungen ist allgemein nur für Anzeigedesigns erforderlich, bei denen mehrere Module benötigt werden. Diese Anzeigen sind für gewöhnlich große Anzeigen (mit einer Diagonalen von über 25 Zoll) mit großem Pixelzwischenabstand, die ausreichend Platz für derartige Durchkontaktierungsdesigns bieten. Für kleine Anzeigen, bei denen der Zwischenraum zwischen Pixeln begrenzter ist, sind diese Durchkontaktierungen normalerweise nicht erforderlich.
Die Abbildung aus 18 zeigt eine Draufsicht einer Anzeigeeinheit 250, die ein einziges Modul umfasst, an Stelle von verbundenen bzw. zusammengeführten Modulabschnitten. Die Abbildung aus 18 veranschaulicht den Grundsatz, dass die Elektronik trotzdem modular in der Anzeige sein kann, wenn eine sehr große Anzeige 250 gegeben ist. Die vertikalen Trenn- bzw. Unterteilungslinien 252, 254 und 256 sind in der Abbildung aus 18 durch gestrichelte Linien dargestellt, um anzuzeigen, dass die horizontalen Spuren in vier Abschnitte unterteilt sind, was die Steuerelektronik anbelangt. Bei sehr langen leitfähigen Spuren treten Probleme in Bezug auf die Kapazität und den Widerstand auf, welche die Übertragung von Elektronen und den Betrieb der Anzeige negativ beeinflussen. Eine Mehrfachdruckmethode wird eingesetzt, um jede horizontale Spur in mehrere Abschnitte zu unterteilen, wie etwa in vier Abschnitte, wie dies in dem Ausführungsbeispiel aus 18 der Fall ist. Jeder Abschnitt entlang einer Spurlinie bzw. Spurleitung wird separat angesteuert, jedoch koordiniert über eine verbundene Steuerelektronik 260. Wiederum werden leitfähige Durchkontaktierungen zwischen den Pixeln eingesetzt, um die Spurabschnitte auf eine oder mehr Übertragungsschichten herunter zu bringen, da an den Unterteilungen 252, 254 und 256 kein Rand verfügbar ist, um die Spuren nach außen zu den Rändern zu bringen.
Die Abbildung aus 19 zeigt eine stark vergrößerte schematische Ansicht der leitfähigen Durchkontaktierungen 252 zwischen den Pixeln. Unter 264 sind zum Beispiel leitfähige Spuren in der Form abgebildet, die vorstehend in Bezug auf die Abbildungen der 14A und 14B beschrieben worden ist. Gemäß der Abbildung werden die leitfähigen Durchkontaktierungen 262 zwischen den Pixeln, die deutlich kleiner sein können als die Adressierungslöcher, an Positionen angeordnet, an denen die gedruckten leitfähigen Spuren 264 durch einen angemessenen Abstand getrennt sein können, ohne dabei einen wesentlichen Teil des leitfähigen Pfads zu verlieren.
Die Abbildung aus 20 zeigt einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit gewölbtem Schirm. Die gewölbte, dünne Bildschirmanzeige 226 entspricht in Bezug auf die Abmessungen und die Proportionen den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei sie jedoch im Verhältnis zu dem Betrachter konkav gewölbt ist, für spezielle Anwendungen wie Simulatoren, Zieleinrichtungsanwendungen für militärische Zwecke oder Spezialeffekte für den Einsatz in Verbindung mit einem sehr großen Bildschirm. Die Bildschirmanzeige bzw. der Monitor kann für bestimmte Anwendungen auch konvex gewölbt sein. Die veranschaulichten Komponenten entsprechen den bereits vorstehend im Text beschriebenen Komponenten.
Die Abbildung aus 21 zeigt eine weitere Variation der Erfindung. Ein Teilstück bzw. Abschnitt der zweiseitigen dünnen CRT-Anzeige 270 ist dargestellt, mit zwei separaten Adressierungsrastern 35 und einer gemeinsamen Kathode 272, welche Elektronen in beide Richtungen bereitstellt, für jede Anode/Frontscheibe 12.
Ferner wird hiermit festgestellt, dass die Erfindung auch nicht rechteckige Bildschirmformen und unregelmäßige Bildschirmformen zulässt bzw. ermöglicht, da die CRT-Anzeige selbsttragend ist und keine Elektronenkanone beinhaltet. Ein Bildschirm kann zum Beispiel auch rund sein, wie etwa ein Radarbildschirm, wobei er aber auch eine ungleichmäßige Form aufweisen kann, die zum Beispiel in ein Armaturenbrett eines Fahrzeugs passt oder die Armaturentafel in einem Luftfahrzeug. Die Raster müssen keine orthogonal angeordneten Adressierungslöcher aufweisen, vielmehr können sie auch als Polarkoordinaten angeordnet sein. Bei einem runden Bildschirm können die Löcher zum Beispiel auf radialen Linien liegen, wobei die Spuren radialen Linien folgen, während andere konzentrischen Kreisen folgen.
Die Abbildung aus 22 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch die Steuerelektronik für einen Flachbildschirm gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Videosignal tritt gemäß der Darstellung unter 300 in einen analogen Separator 302 ein, wo das Signal in die Komponenten Rot, Grün und Blau (R, G und B) des Videosignals unterteilt wird. An diesem Punkt werden die roten, grünen und blauen Komponenten durch Analog-Digital-Umsetzer 304, 306 und 308 gemäß der Darstellung digitalisiert. Jede der roten, grünen und blauen Komponenten des Videosignals wird in einem eigenen Analog-Digital-Umsetzer 304, 306 und 308 digitalisiert.
Wenn es sich bei dem Videosignal nicht um ein analoges Signal sondern um ein digitales Signal handelt, so wird das Signal an Stellen in der Zeichnung rechts von den ADUs eingefügt, ohne die analoge Separation und ohne den Einsatz von Analog-Digital-Umsetzern.
Die digitalisierten Videosignale Rot, Grün und Blau werden durch Speicherregister 310, 312 und 314 geführt. Dem roten Pfad folgend verläuft das Signal durch einen Zweiwegschalter 316 in eines der beiden Register 320 oder 322. Zwei Registerzähler werden verwendet; dabei wird einer geladen, während der andere zur Anzeige an den MUX ausgegeben wird. Die Registerzähler werden seriell geladen, auch bekannt als „Eimerkette", wobei von links nach rechts gefüllt wird, bis alle Spaltendaten gespeichert sind. Sobald die Registerzähler gefüllt sind, werden sie durch den Zweiwegschalter 324 in den Multiplexer oder MUX 330 geschaltet. Dies entspricht dem Verfahren, das für die grünen und blauen Signale über die Registerzähler 326 und 328 ausgeführt wird. Das ursprüngliche Videosignal hat einen Synchronisierungsimpuls 333 bereitgestellt, der durch den Synchronisierungsgenerator 334 verläuft und als Taktsignal 335 heraus kommt, das zum Ansteuern beider Registerzähler zum Laden der digitalen Daten in die Zähler verwendet wird, und ein anderer Ausgang 335a des Synchronisierungsgenerators stellt Signale an eine Divisionseinrichtung/einen Codierer 336 bereit. Die Ausgabe der Divisionseinrichtung/des Codierers 336 wird zum Ansteuern der Zeilenauswahlleitung 340 verwendet. Darüber hinaus stellt der analoge Separator 302 Ausgangssignale 341 zum Ansteuern sowohl des Multiplexers 330 als auch der RGB-Auswahlleitungen 342 der Anzeige bereit. Auf diese Weise koordiniert das gleiche synchronisierte Auswahlsignal die Auswahl entweder von R, G oder B Daten durch den MUX, während gleichzeitig die entsprechenden R, G oder B Auswahlleitungen in dem Glaskeramikraster ausgewählt werden. Wenn somit für den MUX ausgewählt worden ist, dass dieser R Daten an die Anzeigespalten überträgt, so sind nur rote Leuchtpunkte in jeder Spalte aktiv, da nur die roten Auswahlleitungen aktiviert worden sind.
Somit wird das analoge Signal in dessen Farbkomponenten unterteilt, die durch die Analog-Digital-Umsetzer zu Speicherregistern verlaufen und schließlich nacheinander in eine Zeile in den Spalten der Anzeige 35 eingefügt werden, während gleichzeitig Zähler die Zeileninformationen aufgeteilt und in die Zeilenauswahl und Farbauswahldaten zu entsprechenden Zeitpunkten eingefügt haben.
Bestimmte Begriffe werden in der vorsehenden Beschreibung verwendet und sollen weit gefasst ausgelegt werden. Der Begriff „Loch" umfasst nicht nur runde Löcher, sondern auch schlitzförmige Löcher, elliptische Löcher, hexagonale Löcher, dreiecksförmige Löcher und jede andere Form, die für eine bestimmte Anwendung oder eine ausgesuchte Anordnung des Adressierungsrasters und der Pixel geeignet sein kann. Unterschiedlich geformte Löcher eignen sich für verschiedenartige Bildschirme und auch in Bezug auf die Anzahl der in einem Farbkomplement für ein Pixel ausgewählten Farben. Wenn vierfarbige Pixel ausgewählt werden, können quadratische oder rautenförmige Löcher bevorzugt werden.
Obwohl in der vorliegenden Beschreibung auf rote, grüne und blaue Farben Bezug genommen wird, soll dies in diesem Zusammenhang die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aspekt beschränken, wobei alternativ auch vierfarbige Pixel verwendet werden können.
Hierin wird ferner der Begriff „plastisch" einige Male im technischen Sinne verwendet, wobei damit eine Bearbeitungsfähigkeit oder Verformbarkeit auf unelastische Weise gemeint ist.
Der hierin häufig verwendete Begriff „Glaskeramik" oder „Keramik" betrifft die Familie von Glas-, Keramik-, Glaskeramik- oder Keramikglaswerkstoffen gemäß der vorstehenden Beschreibung. Dies gilt insbesondere in Bezug auf Keramikbänder, wobei der Begriff in den Ansprüchen häufig verwendet wird.
In der Beschreibung wird häufig das Abscheiden leitfähiger Spuren und der Siebdruck erwähnt. Der Verweis auf Siebdruck ist weit gefasst gemeint und umfasst Lithographie und Flachbettdrucktechniken sowie andere Drucktechniken.
Lithographie kann in der Praxis eine größere Dichte der leitfähigen Spuren erreichen, wobei allgemein eine Auflösung von 1/4 Mikron erreicht werden kann, was einer deutlich höheren Auflösung als beim Siebdruck entspricht.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele dienen zur Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung, ohne dadurch den Umfang der Erfindung zu beschränken. Andere Ausführungsbeispiele und Abänderungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele sind für den Fachmann auf dem Gebiet erkennbar.

Claims

Elektronische Vorrichtung (10), die eine Adressierungsstruktur (35) zur Steuerung des Verlaufs von Elektroden durch Öffnungen in einer Rasterstruktur umfasst, wobei die Adressierungsstruktur (35) folgendes umfasst: einen integral aneinander fixierten Stapel dielektrischer Schichten (46, 48, 50, 52) mit Löchern (44), die sich durch den Stapel erstrecken, wobei benachbarte dielektrische Schichten direkt miteinander gebondet sind, so dass sie in dem Stapel im Wesentlichen einzeln nicht feststellbar sind; und leitfähige Spuren (54), die auf einer Oberfläche mindestens einiger der dielektrischen Schichten (46, 48, 50, 52) ausgebildet sind, mit einem Abschnitt einer leitfähigen Spur angrenzend an jedes Loch, so dass der Abschnitt der leitfähigen Spur angrenzend an jedes Loch ein elektrisches Feld erzeugen kann, um den Verlauf von Elektroden durch das Loch zu regeln.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei dielektrischen Schichten (46, 48, 50, 52) durch Diffusions-Kontaktherstellung aneinander gesichert sind.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die dielektrischen Schichten (46, 48, 50, 52) keramische Schichten umfasst, die durch Glas-Kontaktherstellung zwischen den keramischen Schichten aneinander gesichert sind.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Adressierungsstruktur (35) Teil einer Vakuumröhre ist, wobei die elektronische Vorrichtung ferner folgendes aufweist: eine Frontscheibe (12) als eine äußere Begrenzung der Vakuumröhre; und eine Mehrzahl von Phosphorpixeln auf der inneren Oberfläche der Frontscheibe (12), wobei jedes Pixel ein Komplement von Phosphorelementen umfasst, wobei jedes unterschiedliche Loch durch die Adressierungsstruktur (35) angrenzend an ein entsprechendes Phosphorelement ist, zur entsprechenden und separaten Adressierung jedes Phosphorelements jedes Pixels.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Adressierungsstruktur (35) Teil einer Vakuumröhre ist, wobei die elektronische Vorrichtung ferner folgendes aufweist: eine Frontscheibe (12) als eine äußere Begrenzung, die aus einer Glasplatte gebildet wird; auf der inneren Oberfläche der Frontscheibe (12) ausgebildetes Phosphor; und eine Abstandseinrichtung (42, 76, 78), die an dem Stapel der dielektrischen Schichten (46, 48, 50, 52) angeordnet ist und von der Oberfläche einer äußeren der dielektrischen Schichten zwischen den Löchern (44) vorsteht, wobei eine Reihe von Trägern bereitgestellt wird, an denen die Frontscheibe (12) eingreift.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Adressierungsstruktur (35) Teil einer Kathodenstrahlröhreneinheit ist, wobei die elektronische Vorrichtung ferner folgendes aufweist: eine Frontscheibe (12) als eine äußere Begrenzung; auf der inneren Oberfläche der Frontscheibe (12) ausgebildetes Phosphor; eine Rückplatte (16) hinter der Adressierungsstruktur (35); eine Kathode (22) zwischen der Rückplatte (16) und der Adressierungsstruktur (35); und eine Dichtungseinrichtung (14a, 98) zum luftdichten Verschließen der Einheit.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei die dielektrischen Schichten (46, 48, 50, 52) ursprünglich aus nicht gebranntem und flexiblem Glaswerkstoff gebildet werden, der nachdem die Schichten zusammengefügt worden sind, gebrannt wird, wobei die Glaskeramikschichten durch Brennen mittels Glas-Kontaktherstellung zwischen den Glaskeramikschichten aneinander gesichert werden.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Adressierungsstruktur (35) Bestandteil einer Vakuumröhre ist, die eine Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhre implementiert, wobei die elektronische Vorrichtung ferner folgendes aufweist: eine Frontscheibe (12) als eine äußere Begrenzung der Vakuumröhre; eine Rückplatte (16) hinter der Adressierungsstruktur (35); eine Kathode (22) zwischen der Rückplatte (16) und der Adressierungsstruktur (35); eine hermetische Dichtungseinrichtung (14a, 98), die entlang eines peripheren Dichtungsbereichs zwischen der Adressierungsstruktur (35) und der Rückplatte (16) und zwischen der Adressierungsstruktur und der Frontscheibe (12) angeordnet ist, wobei die Adressierungsstruktur einen peripheren Randbereich aufweist, der sich außerhalb des Dichtungsbereichs erstreckt; und ASIC-Treiber (20), die an dem peripheren Randbereich der Adressierungsstruktur (35) angebracht und entsprechend mit den genannten leitfähigen Spuren (54) verbunden sind.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Adressierungsstruktur (35) Bestandteil eines Flachbildschirms ist, wobei die elektronische Vorrichtung ferne folgendes aufweist: eine Kathodeneinrichtung (22), die allgemein auf der Rückseite des Flachbildschirms angeordnet ist, um eine Quelle für Elektronen in einer allgemein planaren Anordnung zu erzeugen; und eine Adressierungsrastereinrichtung angrenzend an die und vor der Kathodeneinrichtung (22), wobei die Adressierungsrastereinrichtung folgendes umfasst: (a) die Adressierungsstruktur, wobei jedes Loch einem durch Elektronen erregbaren Pixel entspricht, wobei es die leitfähigen Spuren (54) ermöglichen, dass jedes Pixel einzeln adressiert wird, indem eine Spannung an einen Abschnitt der leitfähigen Spur angrenzend an das Pixel angelegt wird; und (b) eine Einrichtung zum Verbinden der leitfähigen Spuren (54) mit der Außenseite der Adressierungsstruktur (35), so dass Spannungen von außerhalb der Adressierungsstruktur an die leitfähigen Spuren angelegt werden können; und eine Rückplatteneinrichtung (12) vor der Adressierungsrastereinrichtung, wobei die Rückplatteneinrichtung eine vordere Oberfläche und eine hintere Oberfläche aufweist, wobei die hintere Oberfläche die Pixel trägt, wobei die genannte Frontscheibeneinrichtung angrenzend an die Löcher (44) positioniert ist, so dass Elektronen empfangen werden, die durch die Adressierungsrastereinrichtung gegen die hintere Oberfläche der Frontscheibeneinrichtung beschleunigt werden, so dass ein Glühen jedes Pixels bewirkt wird, wenn es durch Elektronen erregt wird.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei jedes Loch eine Innenwand aufweist, die auf verschiedenen Tiefen durch das Loch elektrische Leiter (36, 38, 40) aufweist, die dem Loch frei ausgesetzt sind, und wobei bestimmte der leitfähigen Spuren (54) von jedem der frei liegenden Leiter (36, 38, 40) zu Positionen außerhalb der Adressierungsstruktur (35) führen, wobei unterschiedliche der leitfähigen Spuren (54) auf unterschiedlichen Niveaus in der Adressierungsstruktur (35) liegen, wobei verschiedene Spannungen an verschiedene der elektrischen Leiter an jedem Loch (44) angelegt werden, so dass elektrische Felder erzeugt werden, die entweder Elektroden durchlassen oder das Hindurchtreten von Elektronen verhindern.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei: die dielektrischen Schichten (46, 48, 50, 52) aus ursprünglich ungebranntem und flexiblem Keramikwerkstoff gebildet werden; wobei die Glaskeramikschichten schichtweise miteinander verbunden werden, so dass eine mehrlagige Struktur gebildet wird; wobei die Löcher (44) durch die mehrlagige Struktur an den gewünschten Positionen gebildet werden; und wobei die mehrlagige Struktur gebrannt wird, um die Glaskeramikschichten aneinander zu sichern.
Elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei: die Schichten (46, 48, 50, 52) aus ursprünglich ungebranntem und flexiblem Glaskeramikwerkstoff gebildet werden; die Löcher (44) durch jede der Glaskeramikschichten (46, 48, 50, 52) an gewünschten Positionen gebildet werden; die Glaskeramikschichten (46, 48, 50, 52) schichtweise miteinander verbunden werden, so dass eine mehrlagige Struktur gebildet wird, so dass sich die Löcher (44) der verschiedenen Schichten in Passgenauigkeit befinden; die mehrlagige Struktur gebrannt wird, um die Glaskeramikwerkstoffe (46, 48, 50, 52) aneinander zu sichern.
Verfahren zum Erzeugen einer Adressierungsrasterstruktur (35) zur Regelung der Elektronenbewegung in Richtung der Phosphor-Frontscheibe (12) in einer Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhre, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Bilden von Metallspuren (54) auf einer Reihe von Schichten (46, 48, 50, 52) aus einem flexiblen Lagenmaterial, wobei einer der folgenden Schritte ausgeführt wird: (a) das Laminieren der Schichten (46, 48, 50, 52) zu einer mehrlagigen Struktur, so dass bestimmte der Metallspuren zwischen den Schichten liegen; (b) das Bereitstellen einer Mehrzahl von Löchern (44) durch jede der Schichten (46, 48, 50, 52), wobei sich die Löcher in Passgenauigkeit befinden, so dass sie mit den Metallspuren (54) zusammenfallen, und so dass die leitfähigen Spuren im Wesentlichen zumindest den Großteil der Löcher (44) umgeben; und (c) das Aussetzen der mehrlagigen Schichtstruktur einer spezifizierten Behandlung, um die mehrlagige Schichtstruktur in eine starre und Vakuum-kompatible Struktur umzuwandeln, in welcher die Schichten (46, 48, 50, 52) integral aneinander gesichert werden, so dass sie im Wesentlichen einzeln nicht feststellbar sind, wobei ein anderer der Schritte der Laminierung, der Bereitstellung von Löchern und des Aussetzens der Behandlung ausgeführt wird; und das Ausführen des dritten Schritts der Schritte des Laminierens, des Bereitstellens von Löchern und des Aussetzens der Behandlung unter der Voraussetzung, dass der Laminierungsschritt vor dem Schritt des Aussetzens der Behandlung ausgeführt wird.
Verfahren zum Bilden eines präzisen Musters kleiner Löcher (44) in einer mehrlagigen Schichtstruktur, die leitfähige Zwischenschicht-Spuren (54) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Bilden unfertiger Durchgangslöcher (44) in jeder Schicht einer Reihe ursprünglicher Kunststoffbandschichten, entweder gemeinsam oder einzeln, welche die mehrlagige Schichtstruktur bilden, unter Verwendung eines Mikroplättchens auf jeder Seite der Lochpositionen und dem Ausüben von Fluiddruck auf einer Seite, um Material von jedem der Durchgangslöcher wegzublasen; und wobei die Schichten (46, 48, 50, 52) gemeinsam gestapelt und laminiert werden, allerdings weiterhin in dem Kunststoffzustand, und wobei sich das Muster der Löcher (44) allgemein in Passgenauigkeit befindet, wobei ein Fluid, das ein Schleifmaterial aufweist, durch jedes unfertige Durchgangsloch des laminierten Stapels geführt wird, mit einem Mikroplättchen auf jeder Seite des Stapels, das die gewünschte Größe jedes Lochs definiert, wenn das Fluid dort hindurch geführt wird, wodurch die Löcher befreit und vergrößert werden, wobei raue Kanten entfernt, eine präzise Passgenauigkeit der Löcher durch den Stapel der Schichten erzeugt und gewährleistet wird, dass etwaige unbeabsichtigte Kurzschlüsse zwischen dem Material der leitfähigen Spuren auf verschiedenen Schichten entfernt werden.