DE69936098T2

DE69936098T2 - Struktur und herstellungsverfahren einer flachanzeigevorrichtung mit einem abstandhalter mit einer in längsrichtung segmentierten wandelektrode

Info

Publication number: DE69936098T2
Application number: DE69936098T
Authority: DE
Inventors: Christopher J. Menlo Park SPINDT; John E. Santa Cruz FIELD
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2019-03-27
Also published as: EP1068628B1; JP2003524858A; KR100401082B1; KR20010042247A; US6406346B1; EP1068628A4; WO1999050881A1; JP3776314B2; EP1068628A1; US6107731A; DE69936098D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Flachbildschirmanzeigen und im Besonderen die Konfiguration eines Abstandshaltersystems, das in einer Flachbildschirmanzeige eingesetzt wird, im Besonderen in einer Anzeige vom Typ der Kathodenstrahlröhre ("CRT").
STAND DER TECHNIK
Eine Flachbildschirm-CRT-Anzeige ist eine dünne, flache Anzeige, die ein Bild auf der Betrachtungsoberfläche der Anzeige als Reaktion auf das Auftreffen von Elektronen auf Licht emittierendem Material darstellt. Die Elektronen können durch Mechanismen wie die Feldemission und die thermionische Emission erzeugt werden. Eine Flachbildschirm-CRT-Anzeige weist für gewöhnlich eine Leuchtschirmstruktur (oder Frontplatte) und eine Rückplattenstruktur (oder Grundplatte) auf, die über eine ringförmige äußere Wand miteinander verbunden sind. Die resultierende Einfassung wird unter hohem Vakuum gehalten. Um es zu verhindern, dass externe Kräfte, wie zum Beispiel Luftdruck, ein Zusammenfallen der Anzeige verursachen, sind für gewöhnlich ein oder mehrere Abstandshalter zwischen den Plattenstrukturen in der äußeren Wand angeordnet.
Die Abbildungen der 1 und 2, die senkrecht zueinander dargestellt sind, veranschaulichen schematisch einen Teil einer herkömmlichen Flachbildschirm-CRT-Anzeige, wie diese etwa in dem U.S. Patent US-A-5.675.212 an Schmid et al. offenbart wird. Die Komponenten dieser herkömmlichen Anzeige umfassen eine Rückplattenstruktur 20, eine Frontplattenstruktur 22 und eine Gruppe von Abstandshaltern 24, die zwischen den Plattenstrukturen 20 und 22 angeordnet sind, um externen Kräften zu widerstehen, die auf die Anzeige ausgeübt werden. Die Rückplattenstruktur 20 weist Bereiche 26 auf, die selektiv Elektronen emittieren. Die Frontplattenstruktur 22 weist Elemente 28 auf, die Licht emittieren, nachdem Elektronen auf ihnen aufgetroffen sind, die von Elektronen emittierenden Bereichen 26 emittiert werden. Jedes Licht emittierende Element 28 ist gegenüber einem entsprechenden der Elektronen emittierenden Bereiche 26 angeordnet.
Jeder der Abstandshalter bzw. jedes der Abstandselemente 24, von denen einer in den Abbildungen der 1 und 2 vollständig bezeichnet ist, besteht aus einer Hauptabstandshalterwand 30, Endelektroden 32 und 34, einem Paar von Vorderseitenelektroden 36 und einem weiteren Paar von Vorderseitenelektroden 38. Die Endelektroden 32 und 34 sind an entgegengesetzten Enden der Abstandshalterwand 30 angeordnet, so dass sie die Plattenstrukturen 20 und 22 berühren. Die Vorderseitenelektroden 36 bilden eine ununterbrochene U-förmige Elektrode mit der Endelektrode 32. Die Vorderseitenelektroden 38 bilden eine ununterbrochene U-förmige Elektrode mit der Endelektrode 34.
Es ist wünschenswert, dass die Abstandshalter in einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige keine elektrischen Effekte erzeugen, die es bewirken, dass Elektronen auf der Frontplattenstruktur der Anzeige an Positionen auftreffen, die sich signifikant von den Positionen unterscheiden, an denen die Elektronen bei fehlenden Abstandshaltern auf der Frontplattenstruktur auftreffen würden. Die Nettohöhe, in der die Abstandselemente eine seitliche Ablenkung der Elektronen bewirken, sollte nahe null liegen. Das Erreichen dieser Vorgabe ist eine besonders große Herausforderung, wenn der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden wandförmigen Abstandselementen größer ist als zwei Elektronen emittierende Bereiche, wie dies in der herkömmlichen Anzeige aus den Abbildungen der 1 und 2 der Fall ist. Wenn die Abstandshalter 24 Nettoelektronenablenkungen bewirken, unterscheiden sich die Nettoablenkungen der von den Elektronen, die aus den Regionen 26 emittiert worden sind, die mit unterschiedlichen Abständen von dem nächsten Abstandshalter 24 angeordnet sind, für gewöhnlich. Dies kann zu einer Bildverschlechterung führen, wie zum Beispiel zum Auftreten unerwünschter Merkmale auf der Betrachtungsoberfläche der Anzeige.
Die Vorderseitenelektroden 36 und 38 werden zur Steuerung des elektrischen Spannungsfelds entlang der Abstandshalter 24 eingesetzt, um deren Nettoeffekt auf die Flugbahnen der Elektronen zu reduzieren, die sich aus den Bereichen bzw. Regionen 26 zu den Elementen 28 bewegen. Wie dies jedoch in dem Patent an Schmid et al. beschrieben wird, werden die Abstandshalter 24 für gewöhnlich durch ein Verfahren hergestellt, bei dem große Lagen von Wandmaterial an den Lagen ausgebildete Elektrodenstreifen 36 und 38 mit doppelter Breite aufweisen, die mechanisch entlang den Mittellinien der Elektroden 36 und 38 geschnitten werden. Aufgrund der mechanischen Einschränkungen in Bezug auf die Ausführung des Schneidevorgangs kann die Breite jeder Vorderseitenelektrode 36 oder 38 entlang ihrer Länge variieren.
Die variable Breite der Vorderseitenelektrode bewirkt wiederum, dass der elektrische Effekt, den Abstandshalter 24 auf die Elektronenflugbahnen haben, entlang der Länge des Abstandshalters variiert. Die von den Abstandshaltern 24 resultierende Nettoablenkung der Elektronen variiert somit entlang deren Länge. Selbst wenn die Nettoablenkung der Elektronen an einer Position entlang der Länge des Abstandshalters größtenteils null ist, kann die Nettoablenkung der Elektroden an anderen Positionen entlang der Länge des Abstandshalters eine erhebliche Verschlechterung des Bilds bewirken. Es ist wünschenswert, die Bildverschlechterung zu vermeiden, die aus Breitenschwankungen der Vorderseitenelektroden resultiert, welche die Endelektroden berühren.
ALLGEMEINE OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung überlagert eine segmentierte Vorderseitenelektrode eine Seite eines Hauptabschnitts eines Abstandshalters, der zwischen einem Paar von Plattenstrukturen einer Flachbildschirmanzeige angeordnet ist. Die segmentierte Vorderseitenelektrode ist von den beiden Plattenstrukturen räumlich getrennt angeordnet, von denen eine das Bild der Anzeige bereitstellt, und ferner ist sie auch räumlich getrennt angeordnet von den Abstandshalter-Endelektroden, welche die Plattenstrukturen berühren. Die Vorderseitenelektrode ist lateral segmentiert. Das heißt, die Vorderseitenelektrode ist in eine Mehrzahl von Elektrodensegmenten aufgeteilt, die voneinander räumlich getrennt sind, bei einer Betrachtung allgemein senkrecht zu einer der Plattenstrukturen.
Bei der Flachbildschirmanzeige handelt es sich für gewöhnlich um eine Flachbildschirm-CRT-Anzeige, bei der Bild erzeugende Plattenstruktur als Reaktion auf von der anderen Plattenstruktur emittierte Elektronen Licht emittiert. Wenn Elektronen von der Elektronen emittierenden Plattenstruktur zu der Licht emittierenden Plattenstruktur verlaufen, bewirken die lateral getrennten Segmente der Vorderseitenelektrode für gewöhnlich, dass die Elektronen so abgelenkt werden, dass andere durch den Abstandshalter verursachte Elektronenablenken kompensiert werden. Durch geeignete Auswahl der Position und der Größe der Elektrodensegmente kann die durch den Abstandshalter verursachte Nettoablenkung der Elektronen verhältnismäßig gering sein.
Die Segmente der Vorderseitenelektrode erreichen normalerweise elektrische Potenziale, die größtenteils durch die Widerstandseigenschaften des Abstandshalters bestimmt werden. Zwar nimmt das Potenzial entlang dem Abstandshalter allgemein zu von der Elektronen emittierenden Plattenstruktur zu der Licht emittierenden Plattenstruktur, wobei das Potenzial entlang jedes Elektrodensegments größtenteils konstant ist. Der Effekt dieses konstanten Potenzials erzeugt die kompensatorische Elektronenablenkung.
Die Aufteilung der Vorderseitenelektrode in mehrere lateral getrennte Segmente erleichtert das Erreichen der entsprechenden kompensatorischen Elektronenablenkung entlang der ganzen Länge des aktiven Bereichs des Abstandshalters, wobei die Länge des Abstandshalters lateral gemessen wird, allgemein parallel zu den Plattenstrukturen. Im Besonderen variiert der Wert des elektrischen Potenzials, das jedes Elektrodensegment erreichen muss, um das erforderliche Ausmaß an kompensatorischer Elektronenablenkung zu bewirken, mit der Entfernung von der Plattenstruktur ungefähr auf die gleiche Weise, wie die Widerstandseigenschaften des Abstandshalters eine Variation des Segmentpotenzials mit der Entfernung von den Plattenstrukturen bewirken. Sobald das gewünschte Segmentpotenzial für einen Abstand zu den Plattenstrukturen erreicht worden ist, kann der Abstand von jedem Segment zu den Plattenstrukturen in gewisser Weise variieren, ohne die Höhe der kompensatorischen Elektronenablenkung signifikant zu beeinflussen.
Im Gegensatz dazu ist zu berücksichtigen, was passieren würde, wenn (a) eine nicht segmentierte Vorderseitenelektrode die vorliegende segmentierte Vorderseitenelektrode ersetzen würde; und (b) die nicht segmentierte Vorderseitenelektrode ungefähr an der gleichen Position über dem Hauptabstandshalterabschnitt platziert werden würde, wie die segmentierte Vorderseitenelektrode. Die ganze nicht segmentierte Vorderseitenelektrode würde im Wesentlichen ein einziges Potenzial aufweisen. Wenn die nicht segmentierte Vorderseitenelektrode aus irgendeinem Grund im Verhältnis zu der Plattenstruktur geneigt sein sollte, wie zum Beispiel durch eine fehlerhafte Ausrichtung bei der Herstellung, könnte ein vertikaler Schnitt durch die nicht segmentierte Vorderseitenelektrode großteils das richtige Potenzial aufweisen. Wobei jedoch ein vertikaler Schnitt an beliebiger Stelle durch die nicht segmentierte Vorderseitenelektrode normalerweise ein falsches Potenzial aufweisen würde, was zu einem falschen Ausmaß der kompensatorischen Elektronenablenkung führen würde. Die Segmentierung der Vorderseitenelektrode stellt in der vorliegenden Flachbildschirmanzeige eine Toleranz in Bezug auf die Positionierung der Elektrodensegmente bereit, um die gewünschte kompensatorische Elektronenablenkung über im Wesentlichen die ganze Länge des aktiven Bereichs des Abstandshalters zu erreichen, wodurch die fehlende Positionierungstoleranz überwunden wird, die in Verbindung mit einer nicht segmentierten Vorderseitenelektrode auftreten würde.
Die Höhe der kompensatorischen Elektronenablenkung, die durch jedes Segment der vorliegenden Vorderseitenelektrode verursacht wird, ist von der Segmentbreite abhängig. Folglich müssen die Breiten der Elektrodensegmente normalerweise gut kontrolliert werden.
Bei der Anwendung der Lehren der vorliegenden Erfindung auf die Herstellung einer Flachbildschirmanzeige, im Besonderen vom Typ einer CRT, wird bei der Definition der Breiten der Segmente der Vorderseitenelektrode für gewöhnlich ein Maskierungsschritt eingesetzt. Im Allgemeinen kann mit einer Maskierungsoperation eine bessere Abmessungskontrolle erreicht werden, im Besonderen mithilfe einer fotolithografischen Maskierung, wie sie normalerweise zur Implementierung des Maskierungsschrittes eingesetzt wird, als mit einem mechanischen Schneidevorgang, wie er auf herkömmliche Weise von Schmid et al. in dem U.S. Patent US-A-5.675.212 eingesetzt wird, um die Breiten der Vorderseitenelektroden zu definieren. Die aus dem Vorhandensein eines Abstandshalters resultierende Nettoablenkung von Elektronen kann somit durch die vorliegende Erfindung einheitlicher näher an null vorgesehen werden als bei Schmid et al. Die Erfindung reduziert die zugeordnete Bildverschlechterung erheblich, die in dem Stand der Technik auftreten kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
Die 1 und 2 schematische Querschnittsseitenansichten eines Teils einer herkömmlichen Flachbildschirm-CRT-Anzeige. Die Querschnittsansicht aus 1 verläuft durch die Ebene 1-1 aus 2. Der Querschnitt aus 2 verläuft durch die Ebene 2-2 aus 1.
Die 3 und 4 Querschnittsseitenansichten eines Teils einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige, die gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist. Der Querschnitt aus 3 verläuft durch die Ebene 3-3 aus 4. Der Querschnitt aus 4 verläuft durch die Ebene 4-4 aus 3.
5 einen Graphen des elektrischen Potenzials als eine Funktion des vertikalen Abstands an verschiedenen Positionen in der Flachbildschirmanzeige der 3 und 4.
Die 6a-6d Querschnittsseitenansichten der Schritte in einem Verfahren zur Herstellung eines Abstandshalters, der sich für die Flachbildschirmanzeige aus den 3 und 4 eignet.
Die 7 und 8 Querschnittsseitenansichten eines Teils einer weiteren Flachbildschirm-CRT-Anzeige, die gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist. Der Querschnitt aus 7 verläuft durch die Ebene 7-7 aus 8. Der Querschnitt aus 8 verläuft durch die Ebene 8-8 aus 7.
Ähnliche bzw. die gleichen Bezugszeichen werden in den Zeichnungen und in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele eingesetzt, um die gleichen oder sehr ähnliche Elemente darzustellen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Gemäß den Ausführungen in dem folgenden Absatz zu bestimmten Arten dünner Überzüge, betrifft der hierin verwendete Begriff "elektrisch widerstandsfähig" allgemein auf ein Objekt, wie etwa eine Platte oder einen Hauptabschnitt eines Abstandshalters, mit einem Schichtwiderstand von 10¹⁰-10¹³ Ohm/Quadrat. Ein Objekt mit einem Schichtwiderstand von über 10¹³ Ohm/Quadrat ist hierin allgemein als "elektrisch isolierend" (oder "dielektrisch") gekennzeichnet. Ein Objekt mit einem Schichtwiderstand von unter 1010 Ohm/Quadrat ist hierin allgemein als "elektrisch leitfähig" gekennzeichnet.
Ein dünner Überzug, ob ein Flächenüberzug oder ein mit Muster versehener Überzug, der über einem elektrisch widerstandsfähigen Hauptabschnitt eines Abstandshalters ausgebildet ist, ist hierin als "elektrisch widerstandsfähig", "elektrisch isolierend" oder "elektrisch leitfähig" gekennzeichnet, abhängig von dem Verhältnis zwischen dem Schichtwiderstand des Überzugs und des Schichtwiderstands des Hauptabstandshalterabschnitts. Der Überzug ist "elektrisch widerstandsfähig", wenn dessen Schichtwiderstand zwischen 10% und dem 10fachen des Schichtwiderstands des darunter liegenden Hauptabstandshalterabschnitts liegt. Der Überzug ist "elektrisch isolierend", wenn dessen Schichtwiderstand größer ist als das 10fache des Schichtwiderstands des Hauptabstandshalterabschnitts. Der Überzug ist "elektrisch leitfähig", wenn dessen Schichtwidersand kleiner ist als 10% des Schichtwiderstands des Hauptabstandshalterabschnitts.
Der Begriff "elektrisch nicht isolierend" betrifft ein Objekt, einschließlich eines dünnen Überzugs, das bzw. der elektrisch widerstandsfähig oder elektrisch leitfähig ist. Zum Beispiel ist ein Objekt mit einem Schichtwiderstand von nicht mehr als 10¹³ Ohm/Quadrat hierin als "elektrisch nicht isolierend" gekennzeichnet. Der Begriff "elektrisch nicht leitfähig" betrifft in ähnlicher Weise ein Objekt, das elektrisch widerstandsfähig oder elektrisch isolierend ist. Ein Objekt mit einem Schichtwiderstand von mindestens 10¹⁰ Ohm/Quadrat ist hierin allgemein als "elektrisch nicht leitfähig" gekennzeichnet. Diese elektrischen Kategorien werden bei einem elektrischen Feld von nicht mehr als 10 Volt/μm bestimmt.
Ein Abstandshalter zwischen einer Rückplattenstruktur und einer Frontplattenstruktur einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige gemäß der folgenden Beschreibung besteht aus (a) einem Hauptabstandshalterabschnitt, (b) einem Paar von Endelektroden, die entsprechend die Rückplatten- und Frontplattenstrukturen berühren, und (c) einer oder mehreren Vorderseitenelektroden. Die Endelektroden erstrecken sich entlang entgegengesetzten Enden (oder Endoberflächen) des Hauptabstandshalterabschnitts. Wenn diese beiden entgegengesetzten Enden des Hauptabstandshalterabschnitts auch Kanten darstellen, wie dies der Fall ist, wenn der Hauptabstandshalterabschnitt wie eine Wand geformt ist, so können die Endelektroden auch als Kanten- oder Randelektroden bezeichnet werden. Jede Vorderseitenelektrode erstreckt sich entlang einer Seite (oder Vorderseitenoberfläche) des Hauptabstandshalterabschnitts und ist normalerweise von beiden Endelektroden räumlich getrennt.
Der Abstandshalter weist zwei elektrische Enden auf, die hierin allgemein als die elektrischen Enden der Rückplattenseite und der Frontplattenseite bezeichnet werden, in den unmittelbaren Umgebungen der Stellen, an denen die Endelektroden entsprechend die Rückplatten- und Frontplattenstrukturen berühren. Die Positionen der beiden elektrischen Enden des Abstandshalters im Verhältnis zu den physikalischen Enden des Abstandshalters an den beiden Endelektroden werden wie folgt bestimmt für den Fall, dass jede Vorderseitenelektrode von beiden Endelektroden räumlich getrennt ist. Wenn sich erstens eine Endelektrode entlang im Wesentlichen des ganzen Endes des Hauptabstandshalterabschnitts erstreckt, tritt das entsprechende elektrische Ende des Abstandshalters an dieser Endelektrode auf und fällt somit mit dem entsprechenden physikalischen Ende des Abstandshalters zusammen. Wenn sich zweitens eine Endelektrode entlang nur eines Teils eines Endes des Hauptabstandshalterabschnitts erstreckt, wird das entsprechende elektrische Ende des Abstandshalters in einem ohmsch bestimmten Ausmaß über das physikalische Ende des Abstandshalters hinaus bewegt. Im Besonderen weist der Abstandshalter (einschließlich beider End- und Vorderseitenelektroden) einen Widerstand auf, der ungefähr dem Widerstand eines längeren Abstandshalters mit einer Endelektrode entspricht, die sich entlang dem gesamten entsprechenden Ende des Abstandshalters erstreckt. Die Differenz in Bezug auf die physikalische Länge zwischen den beiden Abstandshaltern, d.h. der eine mit der verkürzten Endelektrode und der längere mit der vollständigen Endelektrode, ist die Strecke, um welche das angezeigte elektrische Ende des Abstandshalters mit der verkürzten Endelektrode über das physikalische Ende des Abstandshalters hinaus bewegt wird.
In bestimmten Ausführungsbeispielen einer Flachbildschirmanzeige, die gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist, kann eine Vorderseitenelektrode eine Endelektrode berühren. Wenn dies eintritt, wird das entsprechende elektrische Ende des Abstandshalters um eine ohmsch bestimmte Höhe nach oben in Richtung der anderen Endelektrode bewegt. Sollte eine Vorderseitenelektrode eine Endelektrode berühren, die sich entlang nur eines Teils des Endes des Hauptabstandshalterabschnitts erstreckt, wird das entsprechende elektrische Ende des Abstandshalters entweder entlang dem Abstandshalter nach oben in Richtung der anderen Endelektrode bewegt oder über den Abstandshalter hinaus, und zwar in einem ohmsch bestimmten Ausmaß, das von verschiedenen Faktoren abhängig ist. Die Strecke, um welche sich die elektrischen und physikalischen Enden des Abstandshalters in diesen beiden Fällen unterscheiden, wird gemäß der in dem vorstehenden Absatz beschriebenen Technik bestimmt.
Die Abbildungen der 3 und 4, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind, veranschaulichen schematisch einen Abschnitt mit aktivem Bereich einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige mit einem Abstandshaltersystem mit einer Konfiguration gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Flachbildschirm-CRT-Anzeige aus den 3 und 4 kann als Flachbildschirmfernseher oder Flachbildschirmmonitor für einen Personalcomputer, einen Laptop-Computer oder eine Workstation dienen. Bei der Erörterung der elektrischen Fähigkeiten dieser Flachbildschirmanzeige handelt es sich bei den elektrischen Potenzialen allgemein um Oberflächenpotenziale, einschließlich der Arbeitsfunktionen, an Stelle der Spannungsversorgungspotenziale.
Die Flachbildschirmanzeige der 3 und 4 weist eine Rückplattenstruktur 40, eine Frontplattenstruktur 42 und ein Abstandshaltersystem auf, das zwischen den Plattenstrukturen 40 und 42 angeordnet ist. Das Abstandshaltersystem besteht aus einer Gruppe lateral räumlich getrennter Abstandshalter 44. In dem Beispiel aus den 3 und 4 ist jeder Abstandshalter 44 ungefähr wie eine Wand geformt.
Die Anzeige aus den 3 und 4 weist ferner eine ringförmige äußere Wand (nicht abgebildet) auf, die sich zwischen den Plattenstrukturen 40 und 42 befindet, um eine abgeschlossene Einfassung zu bilden, in der sich die Abstandshalter 44 befinden. Die abgeschlossene Einfassung wird auf einem niedrigen Druck gehalten, für gewöhnlich von 10^–7 Torr oder darunter. Das Abstandshaltersystem, das mit den Abstandshaltern 44 ausgebildet ist, widersteht externen Kräften, wie zum Beispiel Luftdruck, der auf die Anzeige ausgeübt wird, und es erhält eine verhältnismäßig einheitliche Abstandsanordnung zwischen den Plattenstrukturen 40 und 42.
Die Rückplattenstruktur 40 weist eine Anordnung von Zeilen und Spalten lateral getrennter Bereiche 46 auf, die selektiv als Reaktion auf geeignete Steuersignale Elektronen emittieren. Jeder Elektronen emittierende Bereich 46 besteht für gewöhnlich aus mehreren Elektronen emittierenden Elementen. Die Bereiche 46 überlagern eine flache, elektrisch isolierende Rückplatte (nicht separat dargestellt). Weitere Informationen über typische Implementierungen von Elektronen emittierenden Bereichen 46 finden sich in der am 15. Januar 1999 eingereichten Internationalen Anmeldung PCT/US99/01026 an Spindt et al.
Die Rückplattenstruktur 40 weist ferner eine primäre Struktur 48 auf, die im Verhältnis zu den Elektronen emittierenden Bereichen 46 erhöht ist. Das heißt, die primäre Struktur 48 erstreckt sich weiter weg von der äußeren Oberfläche der Rückplattenstruktur 40 als die Bereiche 46. Die Struktur 48 ist für gewöhnlich lateral in einem waffelartigen Muster konfiguriert. Die Bereiche bzw. Regionen 46 liegen durch Öffnungen 52 in der Struktur 48 frei.
Die primäre Struktur 48 ist für gewöhnlich ein System, das von den Elektronen emittierenden Bereichen 46 emittierte Elektronen fokussiert. Zu diesem Zweck besteht das Elektronenfokussierungssystem 48 aus einer elektrisch nicht leitfähigen Grundfokussierungsstruktur 52 und einem elektrisch leitfähigen Fokusüberzug 48, der auf der Grundfokussierungsstruktur 52 liegt und sich auf deren Seitenwände erstreckt. In dem Beispiel aus den Abbildungen der 3 und 4 erstreckt sich der Fokusüberzug 48 nur teilweise entlang der Seitenwände der Fokussierungsstruktur 52 und ist somit von den Elektronen emittierenden Bereichen 46 getrennt. Alternativ kann sich der Fokusüberzug 54 vollständig entlang den Seitenwänden der Struktur 52 nach unten erstrecken, vorausgesetzt dass der Überzug 54 räumlich von den Bereichen 46 getrennt is. In jedem Fall empfängt der Fokusüberzug 54 ein niedriges Elektronenfokussierungspotenzial V_L, das während dem Anzeigebetrieb normalerweise konstant ist.
Die Frondplattenstruktur 42 weist eine Anordnung von Zeilen und Spalten lateral getrennter Licht emittierender Elemente 56 auf, die entsprechend den Elektronen emittierenden Bereichen 46 entsprechen. Licht emittierende Elemente 56, für gewöhnlich Phosphor, überlagern eine transparente, elektrisch isolierende Frontplatte (nicht einzeln dargestellt). Nach dem Auftreffen von Elektronen, die selektiv von den Elektronen emittierenden Bereichen 46 emittiert worden sind, emittieren die Licht emittierenden Bereiche 56 Licht, um ein Bild auf der äußeren Oberfläche der Frontplattenstruktur 42 zu erzeugen.
Die Flachbildschirmanzeige aus den Abbildungen der 3 und 4 kann eine Schwarzweiß- oder eine Farbanzeige darstellen. Bei einer Schwarzweißanzeige bilden jeder Licht emittierende Bereich 56 und der entsprechende Elektronen emittierende Bereich 46 ein Bildelement (Pixel). Bei einer Farbanzeige bilden jedes Licht emittierende Element 56 und ein entsprechender Elektronen emittierender Bereich 46 ein Teil- bzw. Subpixel. Ein Farbpixel besteht aus drei aneinander angrenzenden Teilpixeln, eines für rot, eines für grün und ein drittes für blau. Die Anzeige weist einen aktiven Bereich auf, der durch das laterale Ausmaß der Pixel definiert ist.
Die Frontplattenstruktur 42 weist ferner eine elektrisch leitfähige Anodenschicht 58 auf. In dem Beispiel aus den Abbildungen der 3 und 4 handelt es sich bei der Anodenschicht 58 um einen Lichtreflektor, der auf den Licht emittierenden Elementen 56 liegt und sich in eine allgemein waffelförmige Region erstreckt, welche die Elemente 56 lateral trennt. Dieser waffelförmige Bereich der Frontplattenstruktur 42 weist normalerweise eine "schwarze" Matrix auf, welche unter der Anodenschicht 58 liegt. Während dem Anzeigebetrieb reflektiert die Anodenschicht 58 einen Teil des nach hinten gerichteten Lichts zurück, um die Bildintensität zu erhöhen. Alternativ kann die Licht reflektierende Anodenschicht 58 durch eine transparente, elektrisch leitfähige Schicht ersetzt werden, welche unter den Licht emittierenden Elementen 56 liegt. In jedem Fall empfängt die Anodenschicht ein hohes Anodenpotenzial V_H, das während dem Anzeigebetrieb normalerweise konstant ist. Das Anodenpotenzial V_H liegt für gewöhnlich zwischen 4 und 10 Kilovolt und liegt für gewöhnlich ungefähr in diesem Ausmaß über dem Fokuspotenzial V_L.
Wandförmige Abstandselemente 44 erstrecken sich lateral in die Zeilenrichtung, d.h. entlang den Zeilen der Elektronen emittierenden Bereiche 46 oder der Licht emittierenden Elemente 56. Die Zeilenrichtung erstreckt sich in die Ebene aus 3 und horizontal in 4. Die Länge jedes Abstandshalters 44 wird in die Zeilenrichtung gemessen. Die Breite (oder Höhe) jedes Abstandshalters 44 wird in den 3 und 4 vertikal gemessen, d.h. von der Rückplattenstruktur 40 zu der Frontplattenstruktur 42 oder vice versa. Wie dies in 3 dargestellt ist, sind die Abstandshalter 44 lateral um mehr als zwei Zeilen der Bereiche 46 (oder Elemente 56) getrennt. Bei einer typischen Implementierung trennen dreißig Zeilen der Bereiche 46 aufeinander folgende Abstandshalter 44.
Jeder Abstandshalter 44 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Hauptabstandshalterabschnitt 60, einer elektrisch leitfähigen Rückplattenseite-Endelektrode 62, einer elektrisch leitfähigen Frontplattenseite-Endelektrode 64 und einer lateral segmentierten, elektrisch leitfähigen Frontelektrode 66. Der Hauptabstandshalterabschnitt 60 ist für gewöhnlich als Wand geformt, die sich mindestens über den aktiven Bereich der Anzeige erstreckt. Die vertikal gemessene Breite (oder Höhe) der Hauptabstandshalterwand 60 liegt zwischen 0,3 und 2,0 mm, für gewöhnlich beträgt sie 1,25 mm. Die Dicke der Hauptwand 60 liegt zwischen 40 und 100 μm, für gewöhnlich zwischen 50 und 60 μm. Die Hauptwand 60 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, das in der Wand 60 so verteilt ist, dass die Beschaffenheit der Wand 60 insgesamt von ihrem oberen Ende bis zu ihrem unteren Ende elektrisch widerstandsfähig ist.
Jede Hauptwand 60 kann innen unterschiedlich konfiguriert sein. Die Hauptwand 60 kann als eine Schicht gebildet werden oder als eine Gruppe laminierter Schichten. In einem typischen Ausführungsbeispiel besteht die Wand 60 primär aus einem wandförmigen Substrat, das mit einem elektrisch widerstandsfähigen Material gebildet ist, dessen Schichtwiderstand auf einer bestimmten Temperatur verhältnismäßig einheitlich ist, wie etwa auf der Standardtemperatur (0 °C). Alternativ kann die Wand 60 als ein elektrisch isolierendes wandförmiges Substrat gebildet werden, das auf beiden Substratseiten mit einem elektrisch widerstandsfähigen Überzug mit verhältnismäßig einheitlichem Schichtwiderstand bei einer bestimmten Temperatur versehen ist. Die Dicke des widerstandsfähigen Überzugs liegt für gewöhnlich im Bereich von 0,1 μm. In jedem Fall erstreckt sich das widerstandsfähige Material der Wand 60 ununterbrochen entlang der gesamten Breite der Wand 60.
Ferner ist das widerstandsfähige Material der Hauptwand 60 für gewöhnlich auf beiden Seiten mit einem dünnen, elektrisch nicht leitfähigen Überzug überzogen, der eine sekundäre Emission von Elektronen verhindert. Der sekundäre Emissionen verhindernde Überzug besteht für gewöhnlich aus einem elektrisch widerstandsfähigen Material. Spezielle Beispiele für die Beschaffenheit der Hauptwand 16 werden beschrieben in dem U.S. Patent US-A-5.675.212 an Schmid et al., vorstehend im Text bereits genannt, dem U.S. Patent US-A-5.532.548 an Spindt et al. und der am 23. Juni 1998 eingereichten Internationalen Anmeldung PCT/US98/13141 .
Die Endelektroden 62 und 64 jedes Abstandshalters 44 befinden sich an entgegengesetzten Enden der Hauptabstandshalterwand 60 und erstrecken sich für gewöhnlich entlang der Gesamtheit dieser beiden Wandenden. Die Rückplattenseiten-Endelektrode 62 berührt die Rückplattenstruktur 40 entlang der Oberseite des Fokussierungssystems 48, im Besonderen der oberen Oberfläche des Fokusüberzugs 54. Die Frontplattenseiten-Endelektrode 64 berührt die Frontplattenstruktur 42 entlang der Anodenschicht 58 in der waffelartigen Aussparung zwischen den Licht emittierenden Elementen 56. Die Dicke der Endelektroden 62 und 64 liegt zwischen 50 nm und 1 μm, für gewöhnlich beträgt sie 100 nm. Die Endelektroden 62 und 64 bestehen für gewöhnlich aus Metall, wie etwa Aluminium, Chrom, Nickel oder einer Nickel-Vanadium-Legierung.
Die Hauptabstandshalterwand 60 jedes Abstandshalters 44 weist zwei gegenüber liegende Seiten auf. Die Vorderseitenelektrode 66 liegt auf einer dieser Seiten, räumlich getrennt von den Endelektroden 62 und 64. Folglich ist die Vorderseitenelektrode 66 physikalisch und elektrisch räumlich getrennt von beiden Plattenstrukturen 40 und 42. Die Vorderseitenelektrode 66 liegt auf mindestens ungefähr einem Viertel des Wegs von der Frontplattenstruktur 42 zu der Rückplattenstruktur 40. Das heißt, ohne dass die Elektrode 66 die Frontplattenstruktur 44 elektrisch berührt, beträgt der Mindestabstand von der Rückplattenstruktur 40 zu der Elektrode 66 bei ungefähr einem Viertel der Strecke zwischen den Plattenstrukturen 40 und 42. Normalerweise liegt die Elektrode 66 etwas näher an der Struktur 42 als an der Struktur 40. Die Dicke der Elektrode 66 liegt zwischen 50 nm und 1 μm, wobei sie für gewöhnlich 100 nm entspricht. Die Elektrode 66 besteht aus Metall, wie etwa aus Aluminium, Chrom, Nickel oder einer Nickel-Vanadium-Legierung.
Das Fokussierungssystem 48 stellt in hohem Maße vorteilhafte Positionen für die Abstandshalter 44 für einen Kontakt der Rückplattenstruktur 40 bereit. Aus nachstehend im Text näher beschriebenen Gründen werden die von den Elektronen emittierenden Bereichen 46 emittierten Elektronen, im Besonderen den Bereichen 46 direkt angrenzend an die Abstandshalter 44, von den am nächsten liegenden Abstandshaltern 44 abgelenkt, aufgrund der Art und Weise, wie die Abstandshalter 44 im Verhältnis zu den Plattenstrukturen 40 und 42 angeordnet sind, im Besonderen zu der Rückplattenstruktur 40. Das Vorhandensein der Vorderseitenelektroden 66 bewirkt eine Ablenkung der Elektronen zurück in Richtung der am nächsten liegenden Abstandshalter 44, um die Ablenkung weggehend von den am nächsten liegenden Abstandshaltern 44 zu kompensieren. Die Nettoablenkung der Elektronen liegt nahe an null.
Zur präzisen Bereitstellung der kompensatorischen Elektronenablenkung ist die Vorderseitenelektrode 66 jedes Abstandshalters 44 in N Elektrodensegmente 66₁ , 66₂ , ... 66_N aufgeteilt. Die Abbildung aus 4 zeigt sieben Elektrodensegmente 66₁ -66₇ , wobei N dabei mindestens gleich 7 ist. Die Elektrodensegmente 66₁ -66_N sind lateral zueinander mit Zwischenabständen angeordnet. Das heißt, bei einer Betrachtung in die laterale Richtung senkrecht zu der Hauptabstandshalterwand 60 oder bei einer Betrachtung in die vertikale Richtung von der Rückplattenstruktur 40 zu der Frontplattenstruktur 42 (oder vice versa) sind die Elektrodensegmente 66₁ -66_N lateral getrennt. Die Segmente 66₁ -66_N sind allgemein in einer Linie angeordnet, die sich in die Zeilenrichtung parallel zu der äußeren Oberfläche der Rückplattenstruktur 40 erstreckt. Die Elektrodensegmente 66₁ -66_N erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des aktiven Bereichs der Wand 60.
Die Elektrodensegmente 66₁ -66_N jedes Abstandshalters 44 weisen alle für gewöhnlich die gleiche Größe und Form auf. In dem Beispiel aus der Abbildung aus 3 sind die Segmente 66₁ -66_N als Rechtecke der gleichen Größe dargestellt. Für den Fall der Rechtecke weist jedes Segment 66_i eine Breite w_Fi auf, die vertikal gemessen zwischen 50 und 500 μm liegt, für gewöhnlich beträgt sie 70 μm, wobei i eine ganze Zahl zwischen 1 und N darstellt. Jedes Segment 66_i in dem Fall der Rechtecke weist eine Länge gemessen in die laterale Zeilenrichtung zwischen 100 μm und 2 mm auf, die für gewöhnlich bei 300 μm liegt. Die laterale Trennung zwischen aufeinander folgenden der Segmente 66₁ -66_N liegt zwischen 5 und 50 μm, wobei sie für gewöhnlich 25 μm entspricht. Die Segmente 66₁ -66_N können verschiedene andere Formen aufweisen, wie etwa Ellipsen (einschließlich Kreisen), Rauten, Trapeze, usw. Sowohl die Größe als auch die Form der Segmente 66₁ -66_N kann von dem Segment 66_i zu dem Segment 66_i jedes Abstandshalters 44 variieren.
Die Elektrodensegmente 66₁ -66_N "schweben" elektrisch. Anders ausgedrückt ist keins der Segmente 66₁ -66_N direkt mit einer externen Spannungsquelle verbunden. Jedes Segment 66i erreicht ein elektrisches Potenzial V_Fi, das durch die ohmschen bzw. Widerstandseigenschaften des Abstandshalters 44 bestimmt wird, im Besonderen der Hauptabstandshalterwand 60. Obwohl die Segmente 66₁ -66_N in der Abbildung aus 4 allgemein in einer Linie angeordnet sind, die sich parallel zu der äußeren Oberfläche einer Rückplattenstruktur 40 erstreckt, kann diese Linie auch nicht ganz gerade sein. Die Linie der Segmente 66₁ -66_N kann auch eine geringfügige Neigung im Verhältnis zu der äußeren Rückplattenoberfläche aufwiesen. Folglich kann sich das durch ein Segment 66_i erreichte Potenzial V_Fi von dem durch ein anderes Segment 66_i erreichten Potenzial V_Fi unterscheiden.
Das elektrische Potenzial V_Fi jedes Elektrodensegments 66_i jedes Abstandshalters 44 penetriert normalerweise großteils durch dessen Hauptabstandshalterwand 600 an die spiegelbildliche Position auf der Seite der Hauptwand 60 gegenüber der Seite mit der Vorderseitenelektrode 66. Im Besonderen dringt das Segmentpotenzial V_Fi großteils durch die Wand 60, wenn es vollständig aus elektrisch widerstandsfähigem Material besteht. Aufgrund der Penetration von elektrischem Potenzial durch die Wand 60 ist es normalerweise nicht erforderlich, eine segmentierte Vorderseitenelektrode auf der gegenüberliegenden Wandseite an einer Stelle bereitzustellen, die der Elektrode 66 entspricht. Nichtsdestotrotz kann eine derartige zusätzliche segmentierte Vorderseitenelektrode auf der gegenüberliegenden Wandseite bereitgestellt werden. Wenn ferner ein störendes bzw. intervenierendes elektrisch ioslierendes Material dick genug ist, um die Penetration des elektrischen Potenzials durch die Wand 60 signifikant zu behindern, so wird eine zusätzliche segmentierte Vorderseitenelektrode, die allgemein auf die Elektrode 66 abgestimmt ist, normalerweise auf der Wandseite platziert, die der Seite mit der Elektrode 66 gegenüberliegt.
Das Verständnis der korrigierenden Elektronenablenkungsfunktion, die durch die segmentierte Vorderseitenelektrode 66 ausgeführt wird, umfasst die folgenden elektrischen Faktoren. In Bezug auf die Abbildung aus 3 emittieren die Elektronen emittierenden Elemente in den Bereichen 46 Elektronen allgemein von einer Emissionsortebene 70, die sich allgemein parallel zu der äußeren Oberfläche der Rückplattenstruktur 40 erstreckt. Die Emissionsortebene 70 liegt geringfügig unterhalb der oberen Oberfläche der Elektronen emittierenden Bereiche 46.
Die Rückplattenstruktur 40 weist ein elektrisches Ende auf, das in einer elektrischen Endebene der Rückplattenstruktur 72 angeordnet ist, die sich parallel zu der Emissionsortebene 70 eine Strecke d_L von der Emissionsortebene 70 entfernt erstreckt. Das elektrische Ende der Rückplattenstruktur 40 stellt die ungefähr planare Position dar, an der die innere Oberfläche der Struktur 40 bei einer Betrachtung aus einer großen Entfernung anscheinend elektrisch endet. Lokale Unterschiede in Bezug auf die Topografie der inneren Oberfläche der Struktur 40 werden bei der Bestimmung des elektrischen Endes im Durchschnitt ermittelt. Wie dies nachstehend im Text beschrieben wird, bewegt sich die Position der elektrischen Endebene der Rückplattenstruktur 72 während dem Anzeigebetrieb leicht nach oben und nach unten, abhängig von den Potenzialen, die an die Elektronen emittierenden Bereiche 46 angelegt werden.
Die Oberseite des Fokusüberzugs 54 ist ein Stück d_S über der Emissionsortebene 70 angeordnet. Die Strecke d_S liegt normalerweise zwischen 20 und 70 μm, wobei sie für gewöhnlich zwischen 40 und 50 μm liegt. Die Entfernung d_L zu der elektrischen Endebene 72 der Rückplattenstruktur ist normalerweise kleiner als die Strecke d_S. Die Strecke d_L ist in dem Beispiel aus 3 positiv, wobei die elektrische Endebene 72 die Emissionsortebene 70 überlagert. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann die Strecke d_L negativ sein, so dass die elektrische Endebene 72 unterhalb der Emissionsortebene 70 liegt.
Die Abstandshalter 44 weisen ein elektrisches Ende auf der Rückplattenseite auf, angeordnet in einer elektrischen Endebene des Abstandshalters auf der Rückplattenseite 74, die sich parallel zu der Emissionsortebene 70 erstreckt. Da die Rückplattenseiten-Endelektroden 62 vollständig die Rückplattenseitenkanten der Hauptabstandshalterwände 60 abdecken, fallen die elektrischen Enden der Rückplattenseite der Abstandshalter 44 mit ihren physischen bzw. physikalischen Enden auf der Rückplattenseite an den Endelektroden 62 zusammen. Folglich ist die elektrische Endebene des Abstandshalters der Rückplattenseite 74 großteils um d_S über der Emissionsortebene 70 angeordnet. Da der Abstand d_L kleiner ist als der Abstand d_S, ist das elektrische Ende der Rückplattenseite jedes Abstandshalters 44 oberhalb der elektrischen Endebene 72 angeordnet, in der sich das elektrische Ende der Rückplattenstruktur 40 befindet. Die Trennung zwischen der elektrischen Endebene der Rückplattenstruktur 72 und dem elektrischen Ende der Rückplattenseite jedes Abstandshalters 44 beeinflusst das Potenzialfeld entlang den Abstandshaltern 44 nahe der Rückplattenstruktur 40 auf eine Art und Weise, so dass die von nahe liegenden Elektronen emittierenden Bereichen 46 emittierten Elektronen anfänglich von den am nächsten Abstandshaltern 44 abgelenkt werden.
In ähnlicher Weise weist die Frontplattenstruktur 42 ein elektrisches Ende auf, das in einer elektrischen Endebene der Frontplattenstruktur 76 angeordnet ist, die sich parallel zu der Emissionsortebene 70 mit einem Abstand d_H oberhalb der Ebene 70 erstreckt. Das elektrische Ende der Frontplattenstruktur 42 ist die ungefähre planare Position, an der die innere Oberfläche der Struktur 42 entlang der Anodenschicht 58 scheinbar elektrisch endet bei einer Betrachtung aus einer großen Entfernung.
Die Abstandshalter 44 weisen elektrische Enden auf der Frontplattenseite auf, die in einer elektrischen Endebene auf der Frontplattenseite des Abstandshalters 78 angeordnet sind, die sich parallel zu der Emissionsortebene 70 ein Stück d_T oberhalb der Ebene 70 erstreckt. Wenn die Frontplattenseiten-Endelektroden 64 vollständig die Frontplattenseitenkanten der Hauptabstandshalterwände 60 abdecken, fallen die elektrischen Enden der Frontplattenseite der Abstandshalter 44 mit ihren physikalischen Enden der Frontplattenseite an den Endelektroden 64 zusammen. Da sich Abstandshalter 44 in die waffelartige Aussparung zwischen den Licht emittierenden Elementen 56, ist das elektrische Ende der Frontplattenseite jedes Abstandshalters 44 von der elektrischen Endebene der Frontplattenstruktur 76 räumlich getrennt.
Im Besonderen sind die elektrischen Enden der Frontplattenseite der Abstandshalter 44 im Verhältnis zu der Rückplattenstruktur 40 oberhalb der elektrischen Endebene der Frontplattenstruktur 76 angeordnet. Der Effekt dieser Geometrie ist es zu bewirken, dass von den Bereichen 46 emittierte Elektronen von den am nächsten liegenden Abstandshaltern 44 weggehend abgelenkt werden. Die Vorderseitenelektroden 66 bewirken es, dass das Spannungsfeld entlang den Abstandshaltern 44 derart abgelenkt wird, dass die Elektronenablenkung von den am nächsten liegenden Abstandshaltern 44 kompensiert wird, bewirkt dadurch, dass sich die elektrischen Enden der Frontplattenseite der Abstandshalter 44 oberhalb der elektrischen Endebene der Frontplattenstruktur 76 befinden, sowie durch die Elektronenablenkung weggehend von den am nächsten Abstandshaltern 44, bewirkt dadurch, dass sich die elektrischen Enden der Rückplattenseite der Abstandshalter 44 oberhalb der elektrischen Endebene 72 der Rückplattenstruktur befinden.
Alternativ können die elektrischen Enden der Frontplattenseite der Abstandshalter 44 im Verhältnis zu der Rückplattenstruktur 40 unterhalb der elektrischen Endebene der Frontplattenstruktur 76 angeordnet sein. Eine derartige Konfiguration würde es bewirken, dass die von den Bereichen 46 emittierten Elektronen, in Richtung der am nächsten liegenden Abstandshalter 44 abgelenkt werden, wodurch das Ausmaß der kompensatorischen Elektronenablenkung reduziert wird, das die Vorderseitenelektroden 66 bewirken müssen.
Die Abbildung aus 5 zeigt einen Graphen, der das elektrische Potenzialfeld an verschiedenen Positionen in der Flachbildschirmanzeige aus 3 qualitativ veranschaulicht. Dieser Graph unterstützt das Verständnis, wie die Abstandshalter 44, einschließlich segmentierter Vorderseitenelektroden 66, die Bewegung von Elektronen von der Rückplattenstruktur 40 zu der Frontplattenstruktur 42 beeinflussen. Der Graph aus 5 unterstützt ferner das Verständnis, wie die Strecken d_L und d_H bestimmt werden, und wie folglich die elektrischen Enden der Plattenstrukturen 40 und 42 bestimmt werden.
Im Besonderen veranschaulicht die Abbildung aus 5, wie das elektrische Potenzial variiert mit der Entfernung entlang den vertikalen Linien 80, 82 und 84 aus 3. In der Abbildung aus 5 beträgt der vertikale Abstand in der Emissionsortebene 70 null. Die Kurven 80*, 82* und 84* aus 5 stellen entsprechend die elektrischen Potenziale entlang den Linien 80, 82 und 84 dar. Wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird, konvergieren die Potenzialkurven 80* und 84* in dem Raum zwischen den Plattenstrukturen 40 und 42. Diese Konvergenz ist durch eine gemeinsame Potenzialkurve 86 in 5 dargestellt.
In Bezug auf die Abbildung aus 3 hat die vertikale Linie 80 ihren Ursprung entlang der Emissionsortebene 70 an einem Elektronen emittierenden Bereich 46, getrennt durch mindestens eine Zeile von Bereichen 46 von dem am nächsten angeordneten Abstandshalter 44. Die Linie 80 endet an einem Abschnitt der Anodenschicht 58, der das entsprechende Licht emittierende Element 56 überlagert. Somit erstreckt sich die Linie 80 von einer vertikalen Strecke von null zu einer vertikalen Strecke von d_H.
Die vertikalen Linien 82 erstrecken sich entlang einer Seite des Hauptabstandshalterabschnitts 60 des linken Abstandshalters 44 aus 3 von einem oberen Abschnitt des Fokusüberzugs 54 zu einem Abschnitt der Anodenschicht 58, der in der Aussparung zwischen den Licht emittierenden Elementen 56 angeordnet ist. In dem Beispiel aus der Abbildung aus 3 verläuft die Linie 82 durch das Vorderseitenelektrodensegment 66 des linken Abstandshalters 44. Alternativ kann sich die Linie 82 entlang der gegenüberliegenden Seite des Hauptabstandshalterabschnitts 60 des linken Abstandshalters 44 erstrecken. In diesem Fall würde die entsprechende Potenzialkurve 82* im Wesentlichen der Darstellung aus 5 entsprechen, mit der Ausnahme, dass der flache Bereich, der gemäß der folgenden Darstellung dem Vorderseitenelektrodensegment 66₃ entspricht, nach unten links und oben nach rechts gerundet werden würde.
Die vertikale Linie 84 hat ihren Ursprung an einem oberen Abschnitt des Fokusüberzugs 54, getrennt durch mindestens eine Zeile von Elektronen emittierenden Bereichen 46 von dem am nächsten angeordneten Abstandshalter 44, und sie endet an einem Abschnitt der Anodenschicht 58, der in der Aussparung zwischen den Licht emittierenden Elementen 56 angeordnet ist. Lateral betrachtet haben die Linien 82 und 84 ihren Ursprung an Punkten, die in großteils gleichen lateralen Abständen entfernt von den Kanten bzw. Rändern der darunter liegenden Abschnitte des Fokusüberzugs 54 voneinander getrennt sind. Jede der Linien 82 und 84 erstreckt sich von einer vertikalen Strecke d_S zu einer vertikalen Strecke d_T.
Das elektrische Ende der Rückplattenstruktur 40 in der elektrischen Endebene 72 ist definiert in Bezug auf eine äquipotenziale Oberfläche mit V_L, wobei das niedrige Fokuspotenzial an den Fokusüberzug 54 angelegt wird. Zu beispielhaften Zwecken für die Bestimmung der Position des elektrischen Endes der Rückplattenstruktur 40 wird für das Potenzial entlang der Ebene 70, wo die Bereiche 46 Elektronen emittieren, in der Abbildung aus 5 als V_L angenommen. Die äquipotenziale Oberfläche auf dem Potenzial V_L in dem Beispiel aus 5 erstreckt sich somit durch den Fokusüberzug 54 und durch die Abschnitte der Ebene 70 an den Elektronen emittierenden Bereichen 46.
Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen erhöht sich das elektrische Potenzial 80* entlang der vertikalen Linie 80 von einem niedrigen Fokuswert V_L bei einem vertikalen Abstand von null auf einen hohen Anodenwert V_H bei einem vertikalen Abstand zwischen d_H und d_T. Das elektrische Potenzial 84* entlang der vertikalen Linie 84 erhöht sich von einem niedrigen Wert V_L bei einem Abstand d_S auf einen hohen Wert V_H bei einem Abstand d_T. Die Bezugszeichen 88 und 90 aus 5 zeigen entsprechend die Endpunkte der Potenzialkurve 84* bei den vertikalen Abständen d_S und d_T. Mit zunehmenden Abständen von den Plattenstrukturen 40 und 42 konvergieren die Potenziale 80* und 84* zu dem Potenzial 86, das mit zunehmendem vertikalen Abstand linear variiert, d.h. die Kurve 86 stellt eine gerade Linie dar.
Die gestrichelte gerade Linie 86L aus 5 ist eine Extrapolation der geraden Linie 86 auf einen niedrigen Wert V_L auf der horizontalen Achse. Die gerade Linie 86L erreicht V_L bei dem Abstand d_L, wodurch das elektrische Ende der Rückplattenstruktur 40 definiert wird. Im Wesentlichen handelt es sich bei dem Abstand d_L um den durchschnittlichen elektrischen abstand zu der äquipotenzialen Oberfläche der Rückplattenseite, in diesem Fall der Fokusüberzug 54 mit dem niedrigen Potenzial V_L. Während dem Anzeigebetrieb bewegen sich Abschnitte der äquipotenzialen Oberfläche mit V_L an den Positionen der Elektronen emittierenden Bereiche 46 nach oben und nach unten, abhängig von den an den Bereich 46 angelegten Potenzialen. Diese Bewegung der äquipotenzialen Oberfläche V_L bewirkt, dass sich das elektrische Ende der Rückplattenstruktur 40 während dem Anzeigebetrieb leicht aufwärts und abwärts bewegt, für gewöhnlich um weniger als 1 μm. Ein Hauptgrund dafür, dass die Bewegung des elektrischen Endes der Rückplattenstruktur 40 in diesem Fall so gering ist, ist es, dass das Verhältnis des Abstands d_L zu dem Spaltenrichtungsabstand zwischen aufeinander folgenden Bereichen 46 bei der Anzeige aus den Abbildungen der 3 und 4 (verhältnismäßig) groß ist.
In ähnlicher Weise stellt die gestrichelte gerade Linie 86H aus 5 eine Extrapolation der geraden Linie 86 nach oben auf einen hohen Wert V_H dar. Die gerade Linie 86H erreicht V_H bei dem Abstand d_H, wodurch das elektrische Ende der Frontplattenstruktur 42 definiert wird. Der Abstand d_H ist der durchschnittliche elektrische Abstand zu der äquipotenzialen Oberfläche der Frontplattenseite (Anodenschicht 58) auf dem hohen Potenzial V_H. Das elektrische Ende der Frontplattenstruktur 42 ist während dem Anzeigebetrieb im Wesentlichen stationär.
Jedes Vorderseitenelektrodensegment 66_i ist einen durchschnittlichen vertikalen Abstand d_Fi oberhalb der Emissionsortebene 70 angeordnet. Anders ausgedrückt ist der Abstand d_Fi der vertikale Abstand zur Hälfte der Breite w_Fi des Segments 66. Die Abbildung aus 3 veranschaulicht den Abstand d_F3 und die Breite w_F3 für das Segment 66₃ . Entsprechend stellen d_FBi und d_FTi die vertikalen Abstände von der Ebene 70 zu dem unteren Ende und dem oberen Ende des Segments 66_i dar. Der untere Abstand d_FBi ist dabei gleich d_Fi – W_Fi/2.
Wie dies vorstehend im Text beschrieben worden ist, verläuft die vertikale Linie 82 durch das Vorderseitenelektrodensegment 66₃ des linken Abstandshalters 44. Bei der Linie 82 kann es sich aber auch um eine vertikale Linie handeln, die durch jedes andere Vorderseitenelektrodensegment 66_i des Abstandshalters 44 verläuft. Aus allgemeinen Gründen wird das Potenzial 82* auf der Linie 82 nachstehend so behandelt, dass es sich um das Potenzial auf einer vertikalen Linie handelt, die durch ein beliebiges Elektrodensegment 66_i des linken Abstandshalters 44 verläuft.
Die Potenzialkurve 82* hat ihren Ursprung mit dem gleichen Ausgangszustand an dem Punkt 88 wie die Potenzialkurve 84*, d.h. von dem niedrigen Wert V_L bei dem Abstand d_S. Ausgenommen nahe der Rückplattenstruktur 40 und dem Vorderseitenelektrodensegment 66_i steigt das Potenzial 82* somit von dem Ausgangszustand allgemein linear an als eine Funktion des vertikalen Abstands zu dem Vorderseitenelektrodenpotenzial V_Fi bei dem Abstand d_FBi. Die ungefähre linear Variation des Potenzials 82* in Verbindung mit dem vertikalen Abstand von d_S zu d_FBi tritt auf, da der Schichtwiderstand des Hauptabstandshalterabschnitts 60 ungefähr konstant ist entlang der Breite (oder Höhe) d_T – d_S des Abstandshalterabschnitts 60 auf einer bestimmten Temperatur. Beim Verlauf von einem niedrigen Wert V_L zu dem Vorderseitenelektrodenpotenzial V_Fi kreuzt die Kurve 82* den gemeinsamen Abschnitt 86 der Kuren 80* und 84* an einem Punkt 92.
Das Potenzial 82* bleibt im Wesentlichen konstant bei V_Fi über die Breite w_Fi des Elektrodensegments von dem Abstand d_FBi zu dem Abstand d_FTi. Dabei kreuzt die Kurve 82* wiederum den gemeinsamen Abschnitt 86 der Kuren 80* und 84*, diesmal an einem Punkt 94. Wie dies in der Abbildung aus 5 dargestellt ist, tritt der Punkt 94 in dem Abstand d_Fi ungefähr in der Mitte der Segmentbreite w_Fi auf.
Ausgenommen nahe dem Vorderseitenelektrodensegment 66i und der Frontplattenstruktur 42 steigt das Potenzial 82* allgemein linear an von einem Vorderseitenelektrodenpotenzial VFi bei dem abstand d_FTi auf einen hohen Wert V_H bei dem Abstand d_T, wodurch das Ende auf dem gleichen Endzustand an dem Punkt 90 wie bei dem Potenzial 84* eintritt. Die ungefähr linear Variation des Potenzials 82* mit vertikalem Abstand von d_FTi zu d_T tritt auf, da der Schichtwiderstand des Hauptabstandshalterabschnitts 60 ungefähr konstant ist entlang dessen Breite bei einer bestimmten Temperatur. Ausgenommen nahe dem Elektrodensegment 66_i und den Plattenstrukturen 40 und 42 nähert sich die Steigung der Kurve 82* über den Bereich d_FTi – d_T nahe an die Steigung der Kurve 82* über den Bereich d_S – d_FBi an.
Wenn die elektrischen Enden eines Abstandshalters, wie etwa jedes beliebigen der Abstandshalter 44, in einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige nicht entsprechend mit den elektrischen Enden der Rückplatten- und Frontplattenstrukturen der Anzeige zusammenfallen, unterscheidet sich das elektrische Potenzialfeld entlang zumindest einem Teil der Oberfläche des Abstandshalters gleichbleibend von dem elektrischen Potenzialfeld, das an der gleichen Stelle in einem freien Raum zwischen den Rückplatten- und Frontplattenstrukturen existieren würde, d.h. in Abwesenheit des Abstandshalters. Die Verlaufsbahnen der Elektronen, die sich von der Rückplattenstruktur zu der Frontplattenstruktur in der Nähe des Abstandshalters bewegen, werden durch das auf diese Weise modifizierte Potenzialfeld entlang dem Abstandshalter anders beeinflusst als durch das Potenzialfeld, das an der gleichen Stelle in dem freien Raum zwischen den beiden Plattenstrukturen existieren würde. Folglich beeinflusst der Abstandshalter die Elektronenflugbahnen.
Die Abstandshalter 44, welche die segmentierten Vorderseitenelektroden 66 aufweisen, beeinflussen die Flugbahnen der von den Elektronen emittierenden Bereichen emittierten Elektronen nahe den Abstandshaltern 44, indem eine unerwünschte Elektronenablenkung kompensiert wird, die entsteht, da die elektrischen Enden des Abstandshalters 44 von den elektrischen Enden der Plattenstrukturen 40 und 42 räumlich getrennt sind. Im Besonderen sind die elektrischen Enden der Rückplattenseite der Abstandshalter 44 in der elektrischen Endebene 74 in dem Abstand d_S angeordnet und somit oberhalb des elektrischen Endes der Rückplattenstruktur 40 in dem Abstand d_L. Die nicht zusammenpassenden elektrischen Enden der Rückplattenseite der Abstandshalter 44 zu den elektrischen Enden der Rückplattenstruktur 40 bewirken allgemein, dass das Potenzialfeld entlang den Abstandshaltern 44 nahe der Struktur 40 einen negativeren (niedrigeren) Wert aufweist als wenn die elektrischen Enden der Rückplattenseite des Abstandshalters 44 sich in der elektrischen Endebene der Rückplattenstruktur 72 befinden und somit mit dem elektrischen Ende der Struktur 40 abgestimmt würden. Somit werden die von den Elektronen emittierenden Bereichen 46 nahe an den Abstandshaltern 44 emittierten Elektronen anfänglich von den am nächsten angeordneten Abstandshaltern 44 weggehend abgelenkt. Die Vorderseitenelektroden 66 kompensieren diese anfänglichen unerwünschten Elektronenablenkungen, indem es bewirkt wird, dass die Elektronen zurück abgelenkt werden in Richtung der am nächsten liegenden Abstandshalter 44.
In ähnlicher Weise sind die elektrischen Enden der Frontplattenseite der Abstandshalter 44 im Verhältnis zu der Rückplattenstruktur 40 in der elektrischen Endebene 78 in einem Abstand d_T angeordnet und somit oberhalb der elektrischen Endebene 76 der Frontplattenstruktur in dem Abstand d_H. Die fehlende Übereinstimmung der elektrischen Enden der Frontplattenseite der Abstandshalter 44 zu dem elektrischen Ende der Frontplattenstruktur 42 bewirkt, dass das Potenzialfeld entlang den Abstandshaltern 44 nahe der Struktur 42 einen negativeren Wert aufweist als wie dies der Fall wäre, wenn die elektrischen Enden der Frontplattenseite der Abstandshalter 44 sich in der Ebene 76 befinden würden und somit mit dem elektrischen Ende der Struktur 42 abgestimmt wären. Dies bewirkt es, dass von den Bereichen 46 emittierte Elektronen von den am nächsten angeordneten Abstandshaltern 44 weggehend abgelenkt werden. Die Vorderseitenelektroden 66 kompensieren ferner die unerwünschte Elektronenablenkung, indem eine Elektronenablenkung zurück in Richtung der am nächsten angeordneten Abstandshalter 44 bewirkt wird.
Die Vorderseitenelektrode 66 jedes Abstandshalters 44 stellt die Kompensation der Ablenkung auf die folgende Art und Weise bereit. Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, haben die Potenzialkurven 82* und 84* ihren Ursprung unter den gleichen Bedingungen an dem Punkt 88 und enden mit den gleichen Bedingungen an dem Punkt 90. Dies erfolgt, da die vertikalen Linien 82 und 84 ihren Ursprung an entsprechenden Positionen im Verhältnis zu der Oberseite des Fokusüberzugs 54 haben. Als Resultat stellt die Kurve 84* das Potenzial dar, das entlang der Linie 82 in dem freien Raum zwischen den Plattenstrukturen 40 und 42 existieren würde, d.h. in Abwesenheit der Abstandshalter 44.
Wenn das Anodenpotenzial V_H das Potenzial entlang der Emissionsortebene 70 übersteigt, beschleunigen sich die durch die Elektronen emittierenden Bereiche 46 emittierten Elektronen in ihrer Bewegung von der Rückplattenstruktur 40 zu der Frontplattenstruktur 42. Somit bewegen sich die emittierten Elektronen nahe der Frontplattenstruktur 42 schneller als nahe der Rückplattenstruktur 40. Sich langsamer bewegende Elektronen werden als Reaktion auf das Potenzialfeld nahe den Abstandshaltern 44 mehr angezogen oder abgestoßen als sich schneller bewegende Elektronen.
Wenn die Vorderseitenelektroden 66 bei den Abstandshaltern 44 fehlen würden, würde das resultierende Potenzial entlang der vertikalen Linie 82 neben dem auf diese Weise modifizierten linken Abstandshalter 44 aus 3 von dem Punkt 88 zu dem Punkt 90 aus 5 ungefähr linear variieren mit zunehmendem vertikalen Abstand, wie dies durch die gerade gestrichelte Linie 96 aus 5 dargestellt ist. In dem veranschaulichten Beispiel weist das elektrische Potenzial 96 immer einen negativeren Wert auf als das elektrische Potenzial 84* (mit Ausnahme der Endpunkte 88 und 90). In Abwesenheit der Vorderseitenelektroden 66 würde das Potenzial an der Oberfläche des auf diese Weise modifizierten linken Abstandshalters 44 bewirken, dass die von den nahe liegenden Elektronen emittierenden Bereichen 46 emittierten Elektronen, im Besonderen aus den beiden Bereichen 46, die am nächsten an dem linken Abstandshalter 44 liegen, davon weggehend abgelenkt werden. Dies würde selbst dann eintreten, wenn die Frontplattenseite der Anzeige so modifiziert werden würde, so dass die Kurve 96 die Kurve 84* in einem vertikalen Abstand kreuzt, der einem Punkt in der Umgebung eines Viertels der Strecke (oder mehr) der Höhe des linken Abstandshalters 44 entspricht.
Bei vorhandenen Vorderseitenelektroden 66 kreuzt die Kurve 82* die Kurve 84* in den Punkten 92 und 94. Zwischen den Punkten 88 und 92 weist das Potenzial 82* einen negativeren Wert auf als das Potenzial 84*. Folglich werden von den nahe liegenden Elektronen emittierenden Bereichen 46 emittierte Elektronen, im Besonderen der beiden Bereiche 46, die dem linken Abstandshalter 44 am nächsten liegen, von diesem Abstandshalter 44 weggehend abgelenkt durch das potenzielle Feld, das bei der Bewegung von dem vertikalen Abstand an dem Punkt 88 zu dem vertikalen Abstand an dem Punkt 92 auftritt. Obgleich das Potenzial 82* einen negativeren Wert aufweist als das Potenzial 84*, liegt das Potenzial 82* verhältnismäßig nah an dem Potenzial 84*. Die Elektronenablenkung, die von dem linken Abstandshalter 44 weg geht aufgrund des Potenzialfelds in dem unteren Bereich, der durch die Punkte 88 und 92 begrenzt ist, ist somit verhältnismäßig gering.
Zwischen den Punkten 92 und 94 weist das Potenzial 82* einen positiveren (höheren) Wert auf als das Potenzial 84*, hier dargestellt durch das gemeinsame Potenzial 86. Die von nahe liegenden Elektronen emittierenden Bereichen 46 emittierten Elektronen unterliegen dabei korrigierenden Elektronenablenkungen in Richtung des linken Abstandshalters 44 aufgrund des Potenzialfelds, das bei der Bewegung von dem vertikalen Abstand an dem Punkt 92 zu dem vertikalen Abstand an dem Punkt 94 auftritt. Wie dies in der Abbildung aus 5 veranschaulicht wird, ist die Fläche zwischen den Kurven 82* und 84* in dem intermediären Bereich, der durch die Punkte 88 und 92 begrenzt ist, deutlich größer als die Fläche zwischen den Kurven 84* und 82 in dem unteren Bereich, der durch die Punkte 88 und 92 begrenzt ist. Obwohl sich die Elektronen in dem intermediären Bereich schneller bewegen als in dem unteren Bereich, ist die Elektronenablenkung in Richtung zu dem linken Abstandshalter 44 durch das Potenzialfeld in dem intermediären Bereich deutlich größer als die Elektronenablenkung weggehend von diesem Abstandshalter 44 aufgrund des Potenzialfelds in dem unteren Bereich. Die Größe des Bereichs bzw. der Fläche zwischen den Kurven 82* und 84* in dem intermediären Bereich und somit die Größe der korrigierenden Elektronenablenkung in Richtung des linken Abstandshalters 44 wird durch die Breite w_Fi jedes Vorderseiteneleketrodensegments 66_i dieses Abstandshalters 44 bestimmt.
Zwischen den Punkten 94 und 90 weist das Potenzial 82* wiederum einen negativeren Wert auf als das Potenzial 84*. Folglich werden von dem naheliegenden Elektronen emittierenden Bereich 46 emittierte Elektronen von dem linken Abstandshalter 44 weg abgelenkt aufgrund des Potenzialfelds bei der Bewegung von dem vertikalen Abstand an dem Punkt 94 zu dem vertikalen Abstand an dem Punkt 90. Die Elektronen erreichen ihre höchste Geschwindigkeit in dem oberen Bereich, der durch die Punkte 94 und 90 begrenzt ist, und sie sind somit weniger beeinflusst durch Einheitenveränderungen des Potenzials 82* in dem oberen Bereich als durch Einheitenveränderungen in dem Potenzial 82* in dem intermediären Bereich, der durch die Punkt 92 und 94 begrenzt ist. Wenn der Mittelwert der Breite w_Fi des Vorderseitenelektrodensegments einen spezifizierten Mindestwert überschreitet, und wenn jedes Vorderseitenelektrodensegment 66_i zumindest bei einem Viertel der Strecke von der Rückplattenstruktur 40 zu der Frontplattenstruktur 42 angeordnet ist, handelt es sich bei dem Nettoergebnis darum, dass es die Vorderseitenelektrode 66 bewirkt, dass von den naheliegenden Elektronen emittierenden Bereichen 46 emittierte Elektronen in Richtung des linken Abstandshalters 44 abgelenkt werden.
Durch entsprechende Auswahl geeigneter Mittelwerte für die Segmentbreiten w_Fi und die durchschnittlichen Segmentabstände d_Fi korrigieren die Elektronenablenkungen in Richtung der Abstandshalter 44 die unerwünschten Elektronenablenkungen, die von den Abstandshaltern 44 weggehen, da die elektrischen Enden der Abstandshalter 44 der Rückplattenseite oberhalb dem elektrischen Ende der Rückplattenstruktur 40 liegen und da die elektrischen Enden der Abstandshalter 44 der Frontplattenseite oberhalb dem elektrischen Ende der Frontplattenstruktur 42 liegen. Die krumme bzw. gebogenen Punktlinie 98 aus 3 veranschaulicht die Bahn eines typischen Elektrons, das von einem der Elektronen emittierenden Bereiche emittiert wird, welche dem linken Abstandshalter 44 am nächsten liegen. Wie dies die Elektronenbahn 98 anzeigt, werden die anfänglichen und abschließenden Elektronenablenkungen, die von dem linken Abstandshalter 44 weg gehen, durch eine intermediäre Ablenkung in Richtung des Abstandshalters 44 berichtigt, so dass die Netteablenkung der Elektronen nahe null liegt.
Das Ausmaß der kompensatorischen Elektronenablenkung, die durch jedes Vorderseitenelektrodensegment 66_i bewirkt wird, ist abhängig von der Segmentbreite w_Fi und dem Segmentpotenzial V_F. Die Höhe des speziellen Wertes V_Fi, den jedes Elektrodensegment 66_i aufweisen muss, um das richtige Ausmaß an korrigierender Elektronenablenkung zu erreichen, steigt allgemein an mit einem zunehmenden Segmentabstand d_Fi.
Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, bestimmen die Widerstandseigenschaften bzw. die ohmschen Eigenschaften der Abstandshalter 44 die Potenziale V_Fi des Vorderseitenelektrodensegments. Im Besonderen nimmt die Höhe des Segmentpotenzials V_Fi für jeden Abstandshalter 44 mit einem ansteigenden Segmentabstand d_Fi zu und vice versa. Es ist von Bedeutung, dass die Rate, mit der die ohmschen Eigenschaften jedes Abstandshalters 44 es bewirken, dass dessen Wert von VFi mit zunehmendem vertikalen Abstand ansteigt, ungefähr der Rate entspricht, mit der der Wert von V_Fi mit vertikalem abstand zunehmen muss, um das richtige Ausmaß der kompensatorischen Elektronenablenkung zu erreichen. Wenn der erforderliche Wert von V_Fi zum Erreichen einer kompensatorischen Elektronenablenkung für einen ausgewählten Wert des Abstands d_Fi bestimmt wird, so variiert das Ausmaß der kompensatorischen Elektronenablenkung, die durch das Elektrodensegment 66_i bewirkt wird, verhältnismäßig langsam, während der Abstand d_Fi von dem ausgewählten Wert für d_Fi nach oben und nach unten verändert wird.
Der erforderliche Wert des Segmentpotenzials V_Fi, um eine bestimmte kompensatorische Elektronenablenkung zu erreichen, kann entlang der Länge des Elektrodensegments 66_i , lateral gemessen, variieren, wenn das Segment schräg gestellt wird. Eine derartige Neigung oder Schrägstellung kann zwar zu einem Kompensationsfehler entlang der Länge eines geneigten Segments 66_i (ihren, wobei der Kompensationsfehler jedoch verhältnismäßig klein gehalten werden kann, indem die Elektrodensegmente 66i entsprechend kurz gehalten werden.
Es gilt festzustellen, dass die relative Unempfindlichkeit der Ablenkungskompensation in Bezug auf den Segmentabstand d_Fi bedeutet, dass verschiedene der Elektrodensegmente 66₁ -66_N unterschiedliche Werte von d_Fi aufweisen können, ohne die Höhe der Ablenkungskompensation entlang der Länge der Vorderseitenelektrode 66 wesentlich zu beeinflussen. Während die Segmente 661-66N für gewöhnlich in einer geraden Linie angeordnet sind, kann jede Vorderseitenelektrode 66 auf verschiedene Weise schräg gestellt oder gekrümmt werden.
Die Flachbildschirmanzeige aus den Abbildungen der 3 und 4 wird wie folgt hergestellt. Die Plattenstrukturen 40 und 42 und die äußere Wand (nicht abgebildet), welche die Abstandshalter 44 lateral einschließt und die Plattenstrukturen 40 und 42 miteinander verbindet, werden separat hergestellt. Die Komponenten 40, 42 und 44 und die äußere Wand werden so zusammengesetzt, dass der Druck in der abgeschlossenen Anzeige sehr niedrig ist, für gewöhnlich liegt er nicht über 10^-7 Torr. Beim Zusammenbau der Anzeige werden die Abstandshalter 44 wieder zwischen den Plattenstrukturen 40 und 42 eingeführt, so dass die Enden der Rückplattenseite und der Frontplattenseite jedes Abstandshalters 44 entsprechend den Fokusüberzug 54 und die Anodenschicht 58 an den gewünschten Positionen berühren.
Die Abstandshalter 44 werden normalerweise durch ein Verfahren hergestellt, bei dem eine Maskierungsoperation eingesetzt wird, um die Form der segmentierten Vorderseitenelektroden 66 zu definieren. Die Maskierungsoperation ermöglicht es, dass die Segmentbreite w_Fi von dem Segment 66_i zu dem Segment 66_i verhältnismäßig einheitlich sein kann. Die Herstellung von Abstandshaltern 44 bringt für gewöhnlich das Abschneiden einer Abdeckschicht des Materials mit sich, das zur Bildung der Elektroden 66 vorgesehen ist, und wobei danach selektiv unerwünschte Abschnitte der Abdeckschicht unter Verwendung einer Maske entfernt werden, um zu definieren, wo unerwünschtes Material entfernt werden soll. Die Maske kann das Elektrodenmaterial abdecken, das die Elektroden 66 bildet, oder es kann dazu verwendet werden, die Form einer mit Muster versehenen Abhebeschicht zu definieren, die unter der Abdeckschicht aus Elektrodenmaterial angeordnet ist und entfernt wird, um unerwünschtes Elektrodenmaterial abzuheben. Alternativ kann die Elektrode 66 selektiv unter Verwendung einer Maske abgeschieden werden, die für gewöhnlich als eine Lochmaske bezeichnet wird, um es zu verhindern, dass sich Elektrodenmaterial an anderer Stelle ansammelt.
Die Abbildungen der 6a-6d (gemeinsam "6") veranschaulichen, wie Abstandshalter 44 unter Verwendung einer Technik der Überzugsabscheidung/des selektiven Entfernens hergestellt werden, wobei eine Maske das gewünschte Elektrodenmaterial abdeckt. Der Ausgangspunkt des Verfahrens aus 6 ist eine allgemein flache Lage 100 eines Abstandshaltermaterials. Siehe 6a. Mit Ausnahme des fehlenden Schneidens in Hauptabstandshalterabschnitte 60 weist die Lage das Material bzw. die Materialien des Hauptabstandshalterabschnitts 60 auf, die in Bezug auf die Dicke wie in den Hauptabschnitten angeordnet sind.
Eine Abdeck- bzw. Überzugsschicht 102 aus dem Material, das die Vorderseitenelektroden 66 bildet, wird auf der Lage 100 abgeschieden, wie dies in der Abbildung aus 6b dargestellt ist. Die Überzugselektrodenschicht 102 weist ungefähr die gleiche Dicke auf wie die Elektroden 66. Eine Photoresistmaske 104, die lateral in Form mindestens einer Elektrode 66 konfiguriert ist, für gewöhnlich mehrerer Elektroden 66, wird oben auf der Elektrodenschicht 102 gebildet. Die Abbildung aus 6b veranschaulicht den typischen Fall, wenn die Photoresistmaske 104 die Form mehrerer Elektroden 66 aufweist. Die frei liegenden bzw. exponierten Abschnitte der Elektrodenschicht 102 werden mithilfe eines geeigneten Ätzmittels entfernt. Die Photoresistmaske 104 wird entfernt. Die Abbildung aus 6c zeigt die resultierende Struktur, wobei die verbleibenden Abschnitte der Elektrodenschicht 102 mehrere Vorderseitenelektroden 66 bilden, von denen zwei abgebildet sind.
Die Lage 100 wird danach durch ein Verfahren in die Hauptabstandshalterabschnitte 60 zerschnitten, wobei die Endelektroden 62 und 64 über den Rückplattenseiten- und Frontplattenseitenenden jedes Abstandshalterabschnitts 60 gebildet werden. Siehe dazu 6d. Die Fertigung der Abstandshalter 44 ist abgeschlossen. Die Abstandshalter 44 werden nacheinander zwischen die Plattenstrukturen 40 und 42 während dem Verfahren des Zusammenbaus der Anzeige eingeführt.
Beim Einsatz eines Abhebeverfahrens zur Erzeugung der Vorderseitenelektrode 66 stellt die Struktur aus der Abbildung aus 6a den Ausgangspunkt dar. Eine abdeckende bzw. Überzugs-Abhebeschicht wird oben auf der Lage 100 abgeschieden. Die Abhebeschicht wird in der umgekehrten Form wie die Elektroden 66 mit Muster versehen, indem eine geeignete Photoresistmaske auf der Abhebeschicht gebildet wird, wobei das nicht abgedeckte Abhebematerial mit einem geeigneten Ätzmittel entfernt wird, und wobei danach die Maske entfernt wird. Eine Abdeckschicht des Vorderseitenelektrodenmaterials wird auf der verbliebenen, mit Muster versehenen Abhebeschicht abgeschieden sowie auf dem nicht abdeckten Material der Lage 100. Die Abhebeschicht wird danach mit einem geeigneten Ätzmittel entfernt, wodurch das überlagernde Elektrodenmaterial entfernt wird. Der Rest des Elektrodenmaterials bildet die Vorderseitenelektroden 66.
Wenn die Formen der segmentierten Vorderseitenelektroden 66 durch eine Lochmaske definiert werden, so ist erneut die Struktur aus der Abbildung aus 6a der Ausgangspunkt für das Fertigungsverfahren. Die Lochmaske wird über der Lage 100 positioniert und weist an den vorgesehenen Positionen Öffnungen für die Elektrode 66 auf. Das Vorderseitenelektrodenmaterial wird über der Lochmaske und in die Öffnungen abgeschieden, um die Struktur aus 6c zu erzeugen. Das Schneiden der Lage 100 und das Bilden der Endelektroden 62 und 64 erfolgt zur Erzeugung von Abstandshaltern 44 gemäß der Abbildung aus 6d.
Die Abbildungen der 7 und 8, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind, veranschaulichen eine Variation der Flachbildschirm-CRT-Anzeige der 3 und 4 mit einer Konfiguration gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme der Konfiguration der Vorderseitenelektroden, die an den Hauptabstandshalterabschnitten 60 der Abstandshalter 44 ausgebildet sind, ist die Flachbildschirmanzeige aus den Abbildungen der 7 und 8 so konfiguriert, wie die Anzeige der Abbildungen der 3 und 4. Neben den erforderlichen Maskierungsmodifikationen zur Berücksichtigung der unterschiedlichen Vorderseitenelektrodenkonfiguration, wird die Anzeige der Abbildungen der 7 und 8 auf die gleiche Weise hergestellt wie die Anzeige der 3 und 4.
Bei der Flachbildschirmanzeige der 7 und 8, sind mehrere lateral segmentierte, elektrisch leitfähige Vorderseitenelektroden, die sich lateral über den aktiven Bereich der Anzeige erstrecken, auf einer Seite des Hauptabstandshalterabschnitts 60 des Abstandshalterabschnitts 44 angeordnet. Die Abbildungen der 7 und 8 veranschaulichen ein Beispiel, bei dem jeder Abstandshalter 44 drei segmentierte, elektrisch leitfähige Vorderseitenelektroden 110, 112 und 114 aufweist. Jede der Vorderseitenelektroden 110, 112 und 114 ist zumindest auf einem Viertel des Weges von der Rückplattenstruktur 40 zu der Frontplattenstruktur 42 angeordnet, wobei die Vorderseitenelektroden 110 und 114 entsprechend am nächsten an und am weitesten entfernt von der Frontplattenstruktur 42 angeordnet sind. Die Elektroden 110, 112 und 114 sind normalerweise etwas näher an der Frontplattenstruktur 42 angeordnet als an der Rückplattenstruktur 40. Die Elektroden 110, 112 und 114 bestehen aus dem gleichen Material wie die Elektroden 66. Die Dicke jeder der Elektroden 110, 112 und 114 entspricht für gewöhnlich der Dicke der Elektroden 66.
Jede Vorderseitenelektrode 110 ist in N lateral getrennte Segmente 110₁ , 110₂ , ... 110_N aufgeteilt. Jede Vorderseitenelektrode 112 ist in ähnlicher Weise in N lateral getrennte Segmente 112₁ , 112₂ , ... 112_N aufgeteilt. Jede Vorderseitenelektrode 114 ist ebenfalls in N lateral getrennte Segmente 114₁ , 114₂ , ... 114_N aufgeteilt. Die Abbildung aus 8 zeigt sieben Segmente von jeder der Elektroden 110, 112 und 114, wobei N dabei wieder mindestens gleich sieben ist. Die laterale Trennung zwischen den Elektrodensegmenten 110₁ -110_N , zwischen den Elektrodensegmenten 112₁ -112_N und den Elektrodensegmenten 114₁ - 115_N ist für gewöhnlich gleich dem lateralen Abstand zwischen den Elektrodensegmenten 66₁ -66_N .
Die Segmente 110₁ -110_N weisen alle für gewöhnlich die gleiche Größe und Form auf. Das gleiche gilt für die Segmente 112₁ -112_N und die Segmente 114₁ -114_N . Allerdings können sich die Größe und die Form der Segmente in den Segmentgruppen 110₁ -110_N , 112₁ -112_N und 114₁ -114_N von der Größe und der Form der Elektroden in einer oder beiden der anderen beiden Segmentgruppen 110₁ -110_N , 112₁ -112_N und 114₁ -114_N unterscheiden. In der Abbildung aus 8 sind die Segmente 110₁ -110_N , 112₁ -112_N und 114₁ -114_N zwar als Rechtecke dargestellt, wobei sie aber auch jede andere Form aufweisen können, die vorstehend für die Segmente 66_i -66_N beschrieben worden sind.
Jedes Elektrodensegment 110_i befindet sich für gewöhnlich vollständig oberhalb des Elektrodensegments 112_i . Jedes Elektrodensegment 112_i ist wiederum vollständig über dem Elektrodensegment 114_i angeordnet. Für den Fall des Rechtecks ist die kombinierte Breite der Segmente 110_i , 112_i und 114_i für gewöhnlich etwas größer als die Breite w_Fi.
Wie bei der Anzeige aus den 3 und 4 führt die fehlende Übereinstimmung der elektrischen Enden der Abstandshalter 44 mit den elektrischen Enden der Plattenstrukturen 40 und 42, im Besonderen die fehlende Übereinstimmung der elektrischen Enden der Rückplattenseite der Abstandshalter 44 zu dem elektrischen Ende der Rückplattenstruktur 40 in den Abbildungen der 7 und 8 zu einer unerwünschten Elektronenablenkung, weg von den am nächsten angeordneten Abstandshaltern 44. Jede Gruppe der Elektrodensegmente 110_i , 112_i und 114_i funktioniert für gewöhnlich auf die gleiche Art und Weise wie das Elektrodensegment 66_i , um es zu bewirken, dass die von den am nächsten angeordneten Elektronen emittierenden Bereichen 46 emittierten Elektronen, im Besonderen aus den Bereichen 46, in Richtung der am nächsten angeordneten Abstandshalter 44 abgelenkt werden. Dies kompensiert die unerwünschte Ablenkung der Elektronen, weg von den am nächsten angeordneten Abstandshaltern 44.
Die Breite jedes Elektrodensegments 110_i , 112_i oder 114_i unterscheidet sich gleichbleibend etwas von der Zielbreite (der gewünschten Breite) für dieses Segment 110_i , 112_i oder 114_i . Die Vorderseitenelektrodenkonfiguration aus den Abbildungen der 7 und 8 ist besonders nützlich, wenn in Bezug auf die Breiten der Elektrodensegmente 110_i , 112_i und 114_i nicht im Verhältnis zueinander stehende, d.h. im Wesentlichen wahlfreie Fehler existieren. Bei einer gegebenen Mehrzahl von Segmenten 110_i , 112_i und 114_i neigen die nicht im Verhältnis zueinander stehenden Fehler dazu, sich im Durchschnitt aufzuheben, so dass die tatsächliche kombinierte Breite jeder Gruppe von drei Segmenten 110i, 112i und 114i verhältnismäßig nah an der kombinierten Zielbreite für diese Gruppe von Segmenten 110_i, 112_i und 114_i liegt.
Die Fehler der Breiten der Merkmale, die durch ein fotolithografisches Maskierungsverfahren erzeugt worden sind, wie etwa durch eines der vorstehend bereits beschriebenen Verfahren zur Überzugsabscheidung/selektiven Entfernung zur Herstellung von Vorderseitenelektroden 66, neigen dazu, im Verhältnis zueinander zu stehen. Das heißt, wenn die tatsächliche Breite eines der Merkmale größer oder kleiner ist als die Zielbreite für dieses Merkmal, so ist die tatsächliche Breite jedes anderen der Merkmale für gewöhnlich ungefähr in dem gleichen Ausmaß größer oder kleiner als die entsprechende Zielbreite für das andere Merkmal.
Bei einer Variation der Flachbildschirm-CRT-Anzeige der Abbildungen der 7 und 8 sind nur zwei der segmentierten Vorderseitenelektroden 110, 112 und 114 vorhanden. Zum Beispiel wird angenommen, dass nur die segmentierten Elektroden 110 und 114 vorhanden sind. Wie in der Anzeige der Abbildungen der 7 und 8 liegt die obere segmentierte Elektrode 110 bei dieser Variation mindestens ungefähr ein Viertel des Weges von der Rückplattenstruktur 40 zu der Frontplattenstruktur 40 und liegt normalerweise näher an der Frontplattenstruktur 42 als an der Rückplattenstruktur 40. Andererseits ist die untere segmentierte Elektrode 114 in der Variation weniger als etwa ein Viertel des Wegs von der Frontplattenstruktur 40 zu der Rückplattenstruktur 42 angeordnet. Aufgrund dieser Positionierung der unteren Elektrode 114 wird bewirkt, dass die Elektronen von den nächsten Abstandshaltern 44 abgelenkt werden. Die obere Elektrode 110 weist somit eine zusätzliche Aufgabe auf. Neben der Erzeugung einer Elektronenablenkung in Richtung der am nächsten angeordneten Abstandshalter 44 zum Kompensieren für die fehlende Übereinstimmung der elektrischen Enden jedes Abstandshalters 44 mit den elektrischen Enden der Plattenstrukturen 40 und 42, stellt die obere Elektrode 110 eine Kompensation der Elektronenablenkung weg von den am nächsten angeordneten Abstandshaltern 44 aufgrund der Positionierung der unteren Elektrode 114 bereit.
Das Ausmaß der Elektronenablenkung, weggehend von den am nächsten angeordneten Abstandshaltern 44 aufgrund der Positionierung der unteren Vorderseitenelektrode 114 ist verhältnismäßig gering im Vergleich zu der Elektronenablenkung in Richtung der am nächsten angeordneten Abstandshalter 44, bewirkt durch die obere Vorderseitenelektrode 110. Diese Differenz des Ausmaßes der Ablenkung wird erreicht durch geeignete Anpassung der Zielbreiten der Elektroden 110 und 114. Es gilt anzumerken, dass wenn im Verhältnis zueinander stehende Fehler bezüglich der Breiten der Elektroden 110 und 114 existieren, so entspricht der Fehler bezüglich der Breite jedes oberen Elektrodensegments 110_i ungefähr dem Fehler bezüglich der Breite des unteren Elektrodensegments 114. Diese Fehler heben sich ungefähr auf, so dass die Differenz zwischen der tatsächlichen Breite des oberen Segments 110_i und der tastsächlichen Breite des unteren Segments 114_i ziemlich nah an der Differenz zwischen der Zielbreite des oberen Segments 110_i und der Zielbreite des unteren Segments 114_i liegt. Anders ausgedrückt entspricht die tatsächliche Differenz der Vorderseitenelektrodensegmentbreite ziemlich genau der Zieldifferenz in Bezug auf die Vorderseitenelektrodenbreite, obgleich Fehler in Bezug auf die Breiten sowohl des Segments 110_i als auch des Segments 114_i auftreten. Durch entsprechende Auswahl der Positionen und der Zielbreiten der Elektroden 110 und 114 bei dieser Variation wird eine ausgezeichnete Kompensation der Elektronenablenkung erreicht.
Die vorliegende Flachbildschirmanzeige arbeitet für gewöhnlich wie folgt. Der Fokusüberzug 54 und die Anodenschicht 58 weisen entsprechend die Potenziale V_L und V_H auf, wobei eine geeignete Potenzialdifferenz auf einen ausgewählten der Elektronen emittierenden Bereiche 46 ausgeübt, um zu bewirken, dass der Bereich 46 Elektronen emittiert. Wenn die Anodenschicht 58 die emittierten Elektronen in Richtung der Frontplattenstruktur 42 anzieht, fokussiert der Fokusüberzug 54 die Elektronen in Richtung des entsprechenden der Licht emittierenden Berieche 56. Die Vorderseitenelektroden, wie etwa die segmentierten Elektroden 66, steuern die Elektronenbahnen auf die vorstehend beschriebene Art und Weise. Wenn die Elektronen die Frontplattenstruktur 42 erreichen, verlaufen sie durch die Anodenschicht 58 und treffen auf den entsprechenden Licht emittierenden Bereich 56 auf, was bewirkt, dass dieser Licht emittiert, das auf der äußeren Oberfläche der Struktur 42 sichtbar ist. Andere Licht emittierende Elemente 56 werden selektiv auf die gleiche Art und Weise aktiviert.
Richtungsbezogene Begriffe, wie "obere" und "oben" werden bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung eingesetzt, um einen Bezugsrahmen zu erzeugen, durch den der Leser besser versteht, wie die verschiedenen Abschnitte der Erfindung zusammenpassen. In einer bestimmten Ausführung können die Komponenten einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige in anderen Ausrichtungen angeordnet sein, als wie dies durch die hier verwendeten Richtungsbegriffe impliziert wird. Sofern richtungsbezogene Begriffe aus Gründen der Vereinfachung verwendet werden, um die Beschreibung zu erleichtern, umfasst die Erfindung Implementierungen, bei denen sich die Ausrichtungen von denen unterscheiden, die streng durch die hier eingesetzten Richtungsbegriffe abgedeckt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei die vorliegende Beschreibung ausschließlich Zwecken der Veranschaulichung dient und den nachstehend beanspruchten Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränkt. Die Hauptabschnitte der Abstandshalter können etwa als Pfosten oder als Kombinationen von Wänden gebildet werden. Der Querschnitt eines Abstandshalterpfostens kann bei einer Betrachtung entlang der Länge des Pfostens unterschiedliche Formen aufweisen, wie etwa einen Kreis, eine ovale Form oder ein Rechteck. Bei einer Betrachtung entlang der Länge des Hauptabstandshalterabschnitts, der aus einer Kombination von Wänden besteht, kann der Abstandshalterabschnitt die Form eines "T", eines "H" oder eines Kreuzes aufweisen. Bei diesen Variationen kann sich jede lateral segmentierte Vorderseitenelektrode, die an dem Hauptabstandshalterabschnitt ausgebildet ist, vollständig oder teilweise um, wie zum Beispiel halb oder mehr um, jedoch nicht vollständig um, den Hauptabstandshalterabschnitt erstrecken, abhängig von Faktoren wie dem Ausmaß, in dem die Segmentpotenziale lateral durch den Hauptabstandshalterabschnitt dringen.
Die segmentierten Vorderseitenelektroden 66 können Abschnitte der Abstandshalter bilden, die ähnlich den Abstandshaltern 44 konfiguriert sind, um zu bewirken, dass von naheliegenden Elektronen emittierenden Bereichen in einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige emittierte Elektronen in Richtung der Abstandshalter abgelenkt werden, wenn unerwünschte Elektronenablenkungen, weggehend von den Abstandshaltern durch andere Mechanismen bewirkt werden als den elektrischen Enden der Rückplattenseite und der Frontplattenseite der Abstandshalter, die entsprechend oberhalb der elektrischen Enden der Rückplatten- und Frontplattenstrukturen angeordnet sind. Wenn sich jede Vorderseitenelektrode 66 weiter für gewöhnlich näher an der Frontplattenstruktur als an der Rückplattenstruktur befindet, werden die kompensatorischen Elektronenablenkungen in Richtung der am nächsten angeordneten Abstandshalter gemäß den vorstehend beschriebenen Grundsätzen für die Vorderseitenelektroden 66 erzeugt. Diesbezüglich können zwei oder mehr laterale segmentierte Vorderseitenelektroden, wie etwa die Vorderseitenelektroden 110, 112 und 114, für jede Vorderseitenelektrode 66 ersetzt werden.
Wie bei der vorstehend genannten Variation der Anzeige aus den Abbildungen der 7 und 8 können andererseits lateral segmentierte Vorderseitenelektroden eingesetzt werden, die den Vorderseitenelektroden 66 entsprechen, um zu bewirken, dass durch Elektronen emittierende Bereiche emittierte Elektronen in einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige mit Abstandshaltern von den am nächsten angeordneten Abstandshaltern weggehend abgelenkt werden, wenn andere Mechanismen unerwünschte Elektronenablenkungen in Richtung der Abstandshalter bewirken. Die unerwünschten Ablenkungen, weggehend von den am nächsten angeordneten Abstandshaltern können aus verschiedenen Gründen entstehen, wie etwa dadurch, dass die elektrischen Enden der Rückplattenseite der Abstandshalter unterhalb des elektrischen Endes der Rückplattenstruktur angeordnet sind. In diesem Fall sind die segmentierten Vorderseitenelektroden für gewöhnlich weniger als ungefähr ein Viertel der Strecke von der Rückplattenstruktur zu der Frontplattenstruktur angeordnet. Die kompensatorischen Elektronenablenkungen in Richtung der am nächsten liegenden Abstandshalter werden gemäß den umgekehrten Prinzipien erzeugt, wie sie für die Vorderseitenelektroden 66 eingesetzt worden sind. Jede derartige segmentierte Elektrode kann durch zwei oder mehr lateral segmentierte Vorderseitenelektroden ersetzt werden.
Andere Mechanismen zur Steuerung des Potenzialfelds entlang der Abstandshalter 44 können in Verbindung mit segmentierten Vorderseitenelektroden 66 eingesetzt werden. Elektronenablenkungen, die auftreten aufgrund von Wärmeenergie (Wärme), die durch Abstandshalter 44 fließt, können auf einen sehr niedrigen Wert reduziert werden unter Anwendung der Konstruktionsprinzipien, die in der am 22. Februar 1999 eingereichten Internationalen Anmeldung PCT/US99/03792 von Spindt beschrieben werden. Extern erzeugte Potenziale können in bestimmten Situationen auf bestimmte oder alle der Elektrodensegmente 66₁ -66_N angewendet werden. In anderen Fällen können Vorderseitenelektroden, welche die Endelektroden 62 und/oder die Endelektroden 64 berühren, an den Hauptabstandshalterabschnitten 60 bereitgestellt werden.
Im Gegensatz dazu kann auf die Endelektroden 62 und/oder Endelektroden 64 teilweise verzichtet werden. In diesen Fällen ist jede Vorderseitenelektrode 66 weiterhin räumlich getrennt von den physikalischen Enden ihres Hauptabstandshalterabschnitts 60 und somit von den Plattenstrukturen 40 und 42. Das gleiche gilt für die Vorderseitenelektroden 110, 112 und 114.
Die Feldemission weist das allgemein als Oberflächenemission bezeichnete Phänomen auf. Die Grundplattenstruktur 40 in der vorliegenden Flachbildschirm-CRT-Anzeige kann durch eine Elektronen emittierende Grundplattenstruktur ersetzt werden, welche gemäß thermionischer Emission oder Photoemission arbeitet. Während Steuerelektroden für gewöhnlich eingesetzt werden, um selektiv Elektronen aus den Elektronen emittierenden Elementen zu extrahieren, kann die Grundplattenstruktur mit Elektroden bereitgestellt werden, die selektiv Elektronen von Elektronen emittierenden Elementen sammeln, die während dem Anzeigebetrieb kontinuierlich Elektronen emittieren. Verschiedene Modifikationen und Anwendungen können auf diese Weise durch den Fachmann auf dem Gebiet vorgenommen werden, ohne dabei von dem in den anhängigen Ansprüchen definierten tatsächlichen Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Flachbildschirmanzeige, die folgendes umfasst: eine erste Plattenstruktur; eine zweite Plattenstruktur zum Bereitstellen eines Bilds, wobei die Plattenstrukturen miteinander gekoppelt sind, so dass eine abgeschlossene Einfassung gebildet wird; und einen Abstandshalter, der in der Einfassung angeordnet ist, um externen Kräften standzuhalten, die auf die Anzeige ausgeübt werden, wobei der Abstandshalter einen Hauptabstandshalterabschnitt umfasst und eine segmentierte Vorderseitenelektrode, welche eine Vorderseite des Hauptabstandshalterabschnitts überlagert, wobei die Vorderseitenelektrode eine Mehrzahl von Elektrodensegmenten umfasst, die von den Plattenstrukturen räumlich getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodensegmente bei einer Betrachtung allgemein senkrecht zu jeder Plattenstruktur lateral voneinander räumlich getrennt sind, wobei jedes Elektrodensegment ein Segmentpotenzial erreicht, das größtenteils durch die Widerstandseigenschaften des Abstandshalters bestimmt wird.
Anzeige nach Anspruch 1, wobei die zweite Plattenstruktur Licht emittiert, um das Bild zu erzeugen, und zwar als Reaktion auf von der ersten Plattenstruktur emittierten Elektronen.
Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abstandshalter ferner folgendes aufweist: eine erste Endelektrode, welche ein erstes Ende des Hauptabstandshalterabschnitts überlagert, die erste Plattenstruktur berührt und von der Vorderseitenelektrode räumlich getrennt ist; und eine zweite Endelektrode, welche ein zweites Ende des Hauptabstandshalterabschnitts entgegengesetzt zu dem ersten Ende überlagert, die zweite Plattenstruktur berührt und von der Vorderseitenelektrode räumlich getrennt ist.
Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Segment mindestens auf einem Viertel der Strecke von der ersten Plattenstruktur zu der zweiten Plattenstruktur angeordnet ist.
Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Emission von Elektronen von der ersten Plattenstruktur von Emissionsstellen erfolgt, die allgemein in einer Emissionsstellenebene angeordnet sind; die erste Plattenstruktur ein elektrisches Ende aufweist, das in einer elektrischen Endebene angeordnet ist, die sich parallel zu der Emissionsstellenebene erstreckt; der Abstandshalter ein elektrisches Ende angrenzend an jedoch räumlich getrennt von der elektrischen Endebene aufweist; und die Elektrodensegmente bewirken, dass die von der ersten Plattenstruktur emittierten Elektronen in einem Ausmaß abgelenkt werden, das zur Kompensation der Ablenkungen dieser Elektronen dadurch dient, dass das elektrische Ende des Abstandshalters von der elektrischen Endebene räumlich getrennt ist.
Anzeige nach Anspruch 5, wobei das elektrische Ende des Abstandshalters oberhalb der elektrischen Endebene angeordnet ist, so dass es näher an der zweiten Plattenstruktur liegt als an der elektrischen Endebene.
Anzeige nach Anspruch 5, wobei die erste Plattenstruktur folgendes umfasst: eine Einrichtung zum Emittieren von Elektronen an den Emissionsstellen; und eine primäre Struktur, die sich näher an der zweiten Plattenstruktur als an den Emissionsstellen erstreckt, wobei die primäre Struktur eine elektrisch nicht-leitfähige Basisstruktur umfasst und einen elektrisch leitfähigen Überzug, der die Basisstruktur überlagert.
Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Elektrodenelemente allgemein in einer Linie erstrecken.
Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hauptabstandshalterabschnitt elektrisch widerstandsfähig ist; und wobei die Vorderseitenelektrode elektrisch leitfähig ist.
Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hauptabstandshalterabschnitt folgendes umfasst: ein Substrat; und einen Überzug, der das Substrat überlagert, um die Sekundäremission von Elektronen zu verhindern.
Anzeige nach Anspruch 10, wobei das Substrat elektrisch widerstandsfähiges Material mit verhältnismäßig einheitlichem Schichtwiderstand auf einer bestimmten Temperatur umfasst.
Anzeige nach Anspruch 10, wobei das Substrat folgendes umfasst: einen elektrisch isolierenden Kern; und einen elektrisch widerstandsfähigen Überzug, der den Kern überlagert.
Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abstandshalter ferner mindestens eine zusätzliche Vorderseitenelektrode aufweist, welche die Vorderseite des Hauptabstandshalterabschnitts überlagert, wobei jede Vorderseitenelektrode bei einer Betrachtung allgemein parallel zu jeder Plattenstruktur vertikal von jeder anderen Vorderseitenelektrode räumlich getrennt ist.
Anzeige nach Anspruch 13, wobei jede zusätzliche Vorderseitenelektrode eine Mehrzahl von Elektrodensegmenten umfasst, die von beiden Plattenstrukturen räumlich getrennt sind, wobei die Elektrodensegmente jeder zusätzlichen Vorderseitenelektrode bei einer Betrachtung allgemein senkrecht zu jeder Plattenstruktur räumlich voneinander getrennt sind.
Anzeige nach Anspruch 14, wobei jede der Vorderseitenelektroden mindestens auf einem Viertel der Strecke von der ersten Plattenstruktur zu der zweiten Plattenstruktur angeordnet ist.
Anzeige nach Anspruch 14, wobei: eine der Vorderseitenelektroden weniger als ungefähr ein Viertel der Strecke von der ersten Plattenstruktur zu der zweiten Plattenstruktur angeordnet ist; und eine weitere der Vorderseitenelektroden mindestens ungefähr ein Viertel der Strecke von der ersten Plattenstruktur zu der zweiten Plattenstruktur angeordnet ist.
Anzeige nach Anspruch 14, wobei die Mehrzahlen von Elektrodensegmenten eine identische Anzahl aufweisen.
Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hauptabstandshalterabschnitt eine Abstandshalterwand umfasst.
Verfahren, das die folgenden Schritte umfasst: das Bilden eines Abstandshalters, der einen Hauptabstandshalterabschnitt und eine Vorderseitenelektrode umfasst, die eine Vorderseite des Hauptabstandshalterabschnitts überlagert und in eine Mehrzahl von Elektrodensegmenten unterteilt ist, die (a) räumlich von den gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden des Abstandshalters getrennt sind und (b) bei einer Betrachtung allgemein senkrecht zu entweder den ersten oder den zweiten Enden des Abstandshalters räumlich voneinander getrennt sind; und das Einführen eines Abstandshalters zwischen eine erste Plattenstruktur und eine zweite Plattenstruktur einer Flachbildschirmanzeige, so dass die ersten und zweiten Enden des Abstandshalters entsprechend die ersten und zweiten Plattenstrukturen berühren, und so dass während dem Betrieb der Anzeige jedes Elektrodensegment ein potenziell größeres Segment erreicht, bestimmt durch die Widerstandseigenschaften des Abstandshalters, wobei während dem Einsatz bzw. Betrieb der Anzeige ein Bild auf der zweiten Plattenstruktur bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die zweite Plattenstruktur Licht emittiert, um das Bild zu erzeugen, und zwar als Reaktion auf von der ersten Plattenstruktur emittierte Elektronen.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei der Schritt des Formens folgendes umfasst: das Abscheiden einer Elektrodenschicht über einer Schicht von Abstandshaltermaterial; und das selektive Entfernen eines Teils der Elektrodenschicht, um größtenteils die Elektrodensegmente aus dem Rest des Elektrodenmaterials zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei dieses ferner den Schritt des Schneidens der Schicht des Abstandshaltermaterials zum Bilden des Hauptabstandshalterabschnitts aufweist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Schritt des Entfernens den Einsatz einer Maske beinhaltet, um zu kontrollieren, wo der Teil der Elektrodenschicht selektiv entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Entfernens folgendes umfasst: das Bilden der Maske über der Elektrodenschicht; und das Entfernen von Material der Elektrodenschicht, das nicht von der Maske abgedeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Schritte des Entfernens und des Abscheidens folgendes umfassen: das Bilden einer Abhebeschicht über der Schicht des Abstandshaltermaterials; das Bilden der Maske über der Abhebeschicht; das Entfernen von Material der Abhebeschicht, das nicht von der Maske abgedeckt wird; das Entfernen der Maske; das Abscheiden der Elektrodenschicht über dem verbliebenen Material der Abhebeschicht und über dem unbedeckten Material der Schicht des Abstandshaltermaterials; und das Entfernen des verbliebenen Materials der Abhebeschicht, um überlagerndes Material der Elektrodenschicht zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei der Schritt des Bildens das selektive Abscheiden von Elektrodenmaterial über eine Lage von Abstandshaltermaterial umfasst, um großteils die Elektrodensegmente zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei dieses ferner den Schritt des Schneidens der Schicht des Abstandshaltermaterials aufweist, um den Hauptabstandshalterabschnitt zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Schritt des Entfernens den Einsatz einer Maske beinhaltet, um zu kontrollieren, wo das Elektrodenmaterial selektiv abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei dieses ferner den Schritt des Bilden der ersten Plattenstruktur aufweist, so dass diese folgendes umfasst: eine Einrichtung zum Emittieren von Elektronen an den Emissionsstellen; und eine primäre Struktur, die sich näher an der zweiten Plattenstruktur erstreckt als die Emissionsstellen, wobei die primäre Struktur eine elektrisch nicht-leitfähige Basisstruktur umfasst und einen elektrisch leitfähigen Überzug, der die Basisstruktur überlagert.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei dieses ferner den Schritt des Einsetzens der primären Struktur zum Fokussieren von an den Emissionsstellen emittierten Elektronen aufweist.