JPH07220664A - 独立に制御可能な導電ストリップを有するコレクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 隣接する両導電トラックの間に絶縁破壊を発
生させない、電子効率を低下させない電子コレクタを提
供する。 【構成】 導電ストリップすなわち導電トラック２３、
４３を上に接着した基板２１、４０、４１で構成される
アノードを有する電子コレクタに関する。各導電ストリ
ップの少なくとも１つの縁部の上に誘電物質層２５が付
着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、独立に制御可能なアノ
ードを有する電子コレクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子コレクタは、例えばフランス特許出
願第２６３３７６３号、同第２６３３７６５号、及び米
国特許出願第４７６３１８７号に記載のマイクロチップ
けい光画面、ならびに“320 ×200-Pixel Color Graphi
c FLV FD”と題するＫ・森本他の報文（“Proceedings
of Japan Display 86 ”、５１６−５１９ページ）に記
載のＶＦＤ構造に使用されている。

【０００３】従来技術によるコレクタの構造と作動原理
を図１ａ、１ｂ、及び図２に示すが、例示されたものは
マイクロチップけい光画面のものである。

【０００４】図１ａは、本質的には対面するアノードと
カソードである上記のけい光板の構成要素を斜視図で示
す。カソードは、例えばガラスなどの第１の基板１０を
有し、この基板の上には、モリブデンなどの金属マイク
ロチップ１４を支える導電列１２（インジウムやすずの
酸化物などのカソード導体）が置かれている。列１２は
ニオブなどによる孔あき導電行１６（グリッド）と交差
している。

【０００５】一つの行１６と一つの導電列１２との交差
部に位置するすべてのマイクロチップ１４は、実質的に
行１６の孔に面する頂部すなわち頂端を有する。カソー
ド導体１２とグリッド１６は、マイクロチップ１４の通
過を可能にする開口部を有する例えば二酸化けい素など
の絶縁層１８によって分離されている。

【０００６】アノードは、ガラスなどの第２絶縁基板２
０を有し、この基板は発光物質で覆われた導電ストリッ
プ２２を支えている。２つの基板１０または２０のうち
少なくとも１つは透明でなければならない。

【０００７】前記ストリップ２２の第１シリーズは、ユ
ウロピウムをドープしたＹ₂ Ｏ₂ Ｓなどの赤色発光物質
２４によって覆われ、前記ストリップ２２の第２シリー
ズは、ＣｕＡｌをドープしたＺｎＳなどの緑色発光物質
２６によって覆われ、前記ストリップ２２の最終シリー
ズは、ＡｇをドープしたＺｎＳなどの青色発光物質２８
によって覆われている。

【０００８】各シリーズのストリップ２２は互い違いに
なって離隔されており、例えば等距離になっている。

【０００９】各シリーズの１つのアノードによって形成
される各トリプレットは、グリッド１６（行）にほぼ面
している。グリッド１６とカソード導体１２の各交差部
は三色ピクセルを形成する。

【００１０】抵抗層は図示されていないが、これをマイ
クロチップとカソード導体との間に介在させることがで
きるのが好都合である。

【００１１】図１ｂは、ａａ’線（図１ａ）に沿った断
面を示したものである。

【００１２】図２は、このようなシステムの作動を明確
にする。３つの色は例えば順次モードによって順々にア
ドレス指定される。緑色をアドレス指定するためには、
該当するストリップ２２を例えば２００ボルトで偏光
し、同時に赤色を発する発光物質２４と青色を発する発
光物質２８でそれぞれ覆われたストリップを、その励起
しきい値以下の電位に保つ。こうして赤についても、ま
た青についても同じことを行う。列１２及び行１６につ
いて図２に示した電圧（それぞれ０Ｖ、＋７０Ｖ）は例
示のためであることは明白である。アドレス指定は、該
当する物質２６のけい光をひき起こす、選ばれたアノー
ドストリップ２２上のカソードによって放射される電子
の集束に相当する。この種の操作は「交換アノード操
作」と呼ばれる。

【００１３】３つの色が同時にアドレス指定されるとい
う通常の構造と比較して、上記の構造は３つの本質的な
利点を有する。すなわち、 − カソード導体のアドレス回路の数が減少する（アノ
ードストリップごとに１つのカソード導体を必要とする
のに対して、３つの赤・緑・青アノードストリップにつ
いて１つのカソード導体でよい）。

【００１４】− アノードとカソードとの間の整列のた
めに必要な精度が低くてよい。

【００１５】− 解像度が高い。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】この構造の主な欠点
は、印加できるアノードの励起電圧（すなわちアノード
電圧）が、偏光された色（図２では２００Ｖで偏光され
た）とチップの電位に近い電位に保たれた他の色（図２
では０Ｖで偏光された）との間に存在する絶縁破壊の危
険性の結果として、制限されることである。

【００１７】この制限は問題となる。アノードの導電ス
トリップ２２の発光効率がストリップ励起電圧の上昇に
したがって向上するという事実を専門家はよく知ってい
るからである。

【００１８】図２によって示される他の欠点は、この図
で電子の飛しょう軌跡が参照番号１〜８で示されている
が、電子の一部は発光物質２６に到達せず、代りに導電
トラックすなわちストリップ２２（図２では飛しょう軌
跡１、７、８）の縁部を直接通過することである。した
がって画面の発光効率は低下する。

【００１９】これらの問題はマイクロチップけい光画面
に特定のものではない。もっと一般的には、従来技術の
コレクタを断面で示す図３を参照することができる。こ
れはｘ’ｘ方向に延びる基板２０を有するが、図の面に
対して垂直でもある。

【００２０】２つの導電ストリップ２２−１、２２−２
が示され、図３に垂直に延び、各々は可変電位にまで上
げられ、この電位は各ストリップについてコレクタ状態
または非コレクタ状態を定義できるようにする。電子は
ストリップ２２に面して位置するカソードによって放射
されるが、図３には示されていない。この種のコレクタ
では、けい光画面の場合と同じ２つの問題に遭遇する。

【００２１】１．２つの隣接する導電トラックの１つが
電子収集状態にあり、他の１つが非収集状態にあると
き、すなわち両トラック間に高い電位差があるときに、
前記の隣接する両導電トラックの間に絶縁破壊が発生す
る危険性がある。

【００２２】図３に、これら２つのストリップの間にお
けるいくつかの電界線３０を示す。絶縁破壊はより具体
的には、導電ストリップ２２の縁部Ａの上における電界
線結合の結果として始まる。導電ストリップ２２間のス
ペースは、このスペースの比誘電率は１であるから、こ
のような絶縁破壊の伝播に特に好ましくなる。

【００２３】２．電子飛しょう軌跡は、トラック全幅に
わたり、またトラックが基板に向かって傾斜している縁
部にまで（部域Ａにも）拡がる。これは、選定されたト
ラック上での電子線の「集束」を悪くし、またトラック
が目標物質によって覆われるときに電子効率を低下させ
る。

【００２４】本発明の目的は、このようなコレクタの構
造を改善して上記の欠点を回避することである。けい光
画面の特定の場合の実際的な結果は、画面輝度の改善で
ある。また、この画面が外部照明を受けているときに、
コントラストを改善することも可能である。

【００２５】

【課題を解決するための手段】さらに詳しくは、本発明
は、導電ストリップが上に接着された基板で構成される
アノードを有し、前記ストリップの各々が縁部によって
画定された中央部分を有する、コレクタであって、各導
電ストリップの少なくとも１つの縁部の上に誘電物質層
が付着されていることを特徴とする前記のコレクタに関
する。

【００２６】この種のコレクタは、誘電物質層が各導電
ストリップすなわちトラックの各縁部に付着されること
を特徴とするのが好都合である。

【００２７】誘電物質またはシールドが導電ストリップ
と接触して付着される所では、２つの本質的な技術的効
果が得られる。

【００２８】第１に、誘電物質に接触する導電ストリッ
プの縁部の上における電界は、従来技術の装置（すなわ
ち誘電物質がない）の同じ位置における電界と比較し
て、少なくなる。この減少は、ε／ε₀ に近い比率にあ
り、ここでεはシールドの比誘電率を示し、ε₀ はスペ
ースの比誘電率を示す。絶縁破壊の危険性はこれと同じ
量だけ減少する。したがって、より高いアノード電圧を
印加することができる。

【００２９】第２に、誘電物質が導電ストリップの縁部
と接触している所では、カソードによって放射される電
子は、シールドによって覆われていないトラックの部分
（例えば図３の部域Ｂ）に直接渡り、またけい光画面の
場合には、導電ストリップの縁部が誘電物質によって保
護されているので、前記トラックを覆う発光物質に渡
る。したがって電子収集効果は向上し、選択されたスト
リップの上へのよりすぐれた収束が可能である。

【００３０】この効果は、誘電物質層が導電ストリップ
の縁部の先まで延び、誘電物質層は導電ストリップの上
に付着し、該ストリップの中央部分の上に侵入する場
合、さらに改善される。

【００３１】好ましい方法では、前記のようなコレクタ
は、誘電物質ストリップもまた、これが接触しているス
トリップの縁部から隣接ストリップの縁部まで延びてい
ることを特徴とする。

【００３２】好ましい実施例によれば、誘電シールドは
高い比誘電率を有する物質で構成されている。誘電シー
ルドは二酸化けい素であることが好ましい。

【００３３】以下に、本発明を限定的ではない実施例に
関し、添付の図を参照して詳しく説明する。

【００３４】

【実施例】本発明によるコレクタの好ましい一実施例を
図４ａに断面図で、図４ｂに斜視図で示す。明らかに、
コレクタの部分のみが示され、図４ａと図４ｂのパター
ンはｘ’ｘ方向に同じ方法で繰り返すことができる。コ
レクタすなわちアノードは、ｘ’ｘ方向と図の平面の垂
直に延びるガラスなどの絶縁基板２１を有する。基板
は、導電トラックとも呼ばれる導電ストリップ２３−
１、２３−２を支持し、導電トラックは図４ａの平面に
垂直に延びている。各ストリップは２つの縁部（図４ａ
における区域Ａ）によって画定された中央部分（図４ａ
における部域Ｂ）を有する。予見されるアプリケーショ
ンの機能として、専門家は基板とトラックの寸法を選ぶ
ことができる。一般的に、けい光画面へのアプリケーシ
ョンのためには、基板の厚さは約１ｍｍ、トラックの厚
さは約１マイクロメートルまたは約０．１マイクロメー
トルである。両トラック間の間隔が約５０μｍのための
約１００μｍ幅のトラックが既に製造されている。

【００３５】本発明によれば、誘電物質層２５を各トラ
ック２３−１、２３−２の縁部の少なくとも１つに付着
させるが、縁部の各々に付着させるのが好ましい。けい
光画面へのアプリケーションの場合には、発光物質を何
らかの周知の方々で導電トラックの上に付着させる。層
２５は、トラックに沿って図４ａの平面に垂直な方向に
延び、この層はトラックの縁部上に付着している（図４
ｂの斜視図を参照）。図４ａに示すように、この層はま
たｘ’ｘにしたがってトラック間スペースに延び、こう
して２つの隣接トラック間のスペースの部分を覆う。図
４ｃに１つの変形を示すが、この場合（図４ｄ、４ｅに
おけるように）基板・トラック・誘電層システムが図の
平面に垂直に延びてる、コレクタの断面図としても理解
すべきである。図４ｃでは、参照番号２１、２３−１、
２３−２は図４ａにおけると同じ意味を持ち、誘電物質
層２７は、トラック２３−１、２３−２の縁部、並びに
これらの間のスペースすべてを覆う。

【００３６】本発明の他の好ましい実施例を図４ｄに示
すが、ここでは誘電物質層２９は、トラック（２３−
１、２３−２）の縁部の先まで延び、誘電物質層はトラ
ックの上に付着し、その中央部分に侵入している。しか
しこの侵入は、発光物質によって覆われる表面を過度に
減らさないように、制限されなければならない（一般的
にはこれは１ミクロンから数ミクロンの間である）。

【００３７】図４ｅに１つの変形を示すが、この場合、
誘電物質層３１は両トラック２３−１、２３−２間のス
ペースの上と中央部分の方向に各トラックの縁部の先ま
で延びている。

【００３８】これまで説明したすべての実施例におい
て、誘電物質２５、２７、２９、３１が高い比誘電率を
有する場合には、前記誘電物質と接触しているあらゆる
導電トラック２３−１、２３−２の縁部（図４ａ、図４
ｃ〜４ｅにおける部域Ａ）上でε／ε₀ の比率で電界の
減少がある（ただし、εは誘電層の比誘電率、ε₀ はス
ペースの比誘電率である）。これは同じ量だけ絶縁破壊
の危険性を減らし、したがって、より高い電圧変動がト
ラック２３−１と２３−２との間に加わる。例えば二酸
化けい素を誘電物質として選ぶならば、ε／ε₀ はほぼ
４となる。ε／ε₀ ≧１０で作動することが有利であ
る。

【００３９】さらに、誘電物質層と該当するトラック２
３の少なくとも１つの縁部（両縁部が好都合）との間の
接触の結果として、カソードによって放射される電子
は、基板に平行な導電トラックの部分（図４ａまたは４
ｃにおける部域Ｂ）に直接移動し、「縁」効果、すなわ
ち基板に対して傾斜した導電トラックの部分による電子
収集は、著しく減少する。こうしてある程度、電子の導
電トラックへの集束は改善される。

【００４０】これらの２つの効果（絶縁破壊危険性の減
少と集束の改善）は、誘電層が導電トラック上に僅かに
突き出るときに強化される（図４ｅ、４ｄ）。

【００４１】本発明によるコレクタがマイクロチップけ
い光画面に適用される特定の、しかしこれに制限される
ものではない事例では、図５に図示する構造が得られ、
これはｘ’ｘ方向に、かつ図の平面に垂直な方向に延び
る画面の断面図である。この画面はアノードとカソード
によって構成され、カソードは前述の従来の技術におけ
るものと同じ構造を有する。カソードは第１基板１１、
金属マイクロチップ１５を支える導電列１３、及び交差
する孔あき導電行１７（グリッド）を有する。列とグリ
ッドは、マイクロチップ１５を通すために開口を備えた
二酸化けい素などの絶縁層１９によって分離されてい
る。マイクロチップとカソード導体との間に抵抗層が挿
入されているのが好都合である。

【００４２】アノードは、導電ストリップ４３を支える
ガラスなどの第２絶縁基板４０を有する。２つの基板１
１、４０のうち少なくとも１つは透明でなければならな
い。

【００４３】前記ストリップ４３の第１シリーズは、ユ
ウロピウムをドープしたＹ₂ Ｏ₂ Ｓなどの赤色発光物質
４５によって覆われ、前記ストリップ４３の第２シリー
ズは、ＣｕＡｌをドープしたＺｎＳなどの緑色発光物質
４７によって覆われ、前記ストリップ４３の最終シリー
ズは、ＡｇをドープしたＺｎＳなどの青色発光物質４９
によって覆われている。さらに、誘電物質層３３はアノ
ードの導電ストリップ４３の間に置かれている。

【００４４】前記の誘電層３３は、（図４ｄに図示する
ように）各導電トラック４３の中央部分の方向に該各導
電トラックの縁部の僅か先まで延びていることが好まし
い。

【００４５】図５は、マイクロチップけい光画面の場合
における集束効果を図示したものである。カソードによ
って放射される電子はすべて、選択されたトラック４３
の発光物質４７に移り、画面の発光効率は改善される。

【００４６】再度、けい光画面の場合において、さらに
外部照明の下でのコントラストを改善するために、アノ
ードの反射率の減少を狙うことができる。これは、誘電
層３３のために可視光線吸収物質を選ぶことによって得
られる。これは、本発明の表示装置への適用には有用と
なり得る。層３３が透明であれば、図６に示すように、
これを吸収物質４１で覆うことが好都合である。物質５
１は必ずしも絶縁物質ではない。図６はまた２つの導電
トラック４３と、これらの各々の上にある発光物質層４
７、４９を示す。

【００４７】誘電層の他の実施例を図７に示す。ガラス
基板４１の上にすずをドープした酸化インジウム（ＩＴ
Ｏ）の導電トラック４３が付着し、該トラック４３の各
々の上に発光物質層４７、４９が付着し、この層の厚さ
は約０．２μｍである。

【００４８】これらのトラックを形成するために次の手
順が使用される。すずをドープした酸化インジウム層
を、カソードスパッタなどによって付着させる。それか
ら平行なストリップを、マスクによる写真製版や化学的
エッチングなどの周知の方法を用いてＩＴＯ層内で製造
する。後者の方法ではＦｅＣｌ₃ とＨＣｌの混合物を５
０℃で使用することができ、この条件下でのエッチング
時間は約２分間である。ストリップの幅と２つのストリ
ップ間隔は所望のアプリケーションに左右される。例え
ば、けい光画面の場合には、これらのパラメータは希望
する解像度に左右される。

【００４９】情報提供の目的として言えば、１００μｍ
幅のストリップが約５０μｍのストリップ間隔で製造さ
れている。

【００５０】誘電層５３は二酸化けい素で作られ、厚さ
は約１μｍである。二酸化けい素は１０μｍ±５μｍの
幅でＩＴＯの縁を覆う（図７）。二酸化けい素は表面全
体にわたって例えば化学蒸着（ＣＶＤ）によって付着さ
れる。そしてこの形状寸法は写真製版及びＨＦとＮＨ₄
Ｆの混合物に基づく化学的エッチングを用いて決定され
る。次いで発光物質を任意の周知の方法で導電トラック
上に付着させる。

【００５１】シールドの一実施例（図７におけるものと
層が同じ構造）によれば、基板４１はガラスであり、導
電トラック４３はＩＴＯまたはアルミニウム（Ａｌ）で
ある。ストリップ４３を形成する方法は前記の方法と同
じである。誘電層５３は融点の低い吸収黒ガラスであ
る。これはスクリーン印刷によって表面全体に付着さ
れ、その厚さは約５μｍである。その形状寸法は写真製
版と化学的エッチングによって再度決定される。

【００５２】第３の実施例（図８）によれば、基板４１
はガラスであり、導電トラック４３はＩＴＯであり（前
文では形成方法）、誘電層５５は厚さ約１μｍの二酸化
けい素である。層５５は厚さ約１μｍの黒い二酸化クロ
ム層５７で覆われている。二酸化けい素はまずＣＶＤを
用いて表面全体に付着され、次いで黒い二酸化クロム層
５７はカソードスパッタなどによって二酸化けい素の上
に付着される。二酸化クロム層の厚さは約１μｍであ
る。それから写真製版と化学的エッチングを用いて、図
８に示すようなパターンが作られる。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】マイクロチップけい光画面の場合の、従来技
術によるコレクタの構造を示す図である。

【図１ｂ】マイクロチップけい光画面の場合の、従来技
術によるコレクタの構造を示す図である。

【図２】従来技術によるコレクタの場合の、カソードに
よって放射される電子の飛しょう軌跡を示す図である。

【図３】従来技術によるコレクタの場合の、隣接する２
アノード間の電界線の分布を示す図である。

【図４ａ】本発明によるコレクタの可能な構造を示す図
である。

【図４ｂ】本発明によるコレクタの可能な構造を示す図
である。

【図４ｃ】本発明によるコレクタの可能な構造を示す図
である。

【図４ｄ】本発明によるコレクタの可能な構造を示す図
である。

【図４ｅ】本発明によるコレクタの可能な構造を示す図
である。

【図５】マイクロチップけい光画面に組み込まれた、本
発明によるコレクタの構造を示す図である。

【図６】本発明によるコレクタのアノードにおいて隣接
する２導電ストリップ間の誘電層の一実施例を示す図で
ある。

【図７】本発明によるコレクタのアノードにおいて隣接
する２導電ストリップ間の誘電層の一実施例を示す図で
ある。

【図８】本発明によるコレクタのアノードにおいて隣接
する２導電ストリップ間の誘電層の他の実施例を示す図
である。

【符号の説明】

１１ 第１基板 １３ 導電列 １５ 金属マイクロチップ １７ 孔あき導電行（グリッド） １９ 絶縁層 ２１ 絶縁基板 ２３ 導電ストリップ、導電トラック ２５ 誘電物質 ２７ 誘電物質 ２９ 誘電物質 ３１ 誘電物質 ３３ 誘電層 ４０ 第２絶縁基板 ４１ 吸収物質 ４３ 導電ストリップ、導電トラック ４７ 発光物質 ４９ 発光物質 ５３ 誘電層 ５５ 誘電層 ５７ 黒い二酸化クロム層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロベール・メイエ フランス国、38330・サン・ナゼール・ レ・ゼム、シユマン・ドウ・ラ・リミツ ト・306、シデツクス・613・アー (72)発明者 ブリジツト・モンメイヨール フランス国、38190・ブリヌー、ベルナン、 シデツクス・19・アー (72)発明者 ジヤン−フランソワ・ボロナ フランス国、38100・グルノーブル、リ ユ・ポール・エラメール、14 (72)発明者 ジヤン−フレデリツク・クレール フランス国、38120・サン−テグレーブ、 アブニユ・ドウ・リヨーロツプ、18

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電ストリップが上に付着された基板で
   構成されるアノードを有し、前記導電ストリップの各々
   は、これらを電子収集状態または非電子収集状態にする
   ことを可能にする可変電位にまで上げられており、前記
   導電ストリップの各々は、縁部によって画定された中央
   部分を有し、各導電ストリップの少なくとも１つの縁部
   の上に誘電物質層が付着されている、電子コレクタ。
2. 【請求項２】 各導電ストリップの各縁部に誘電物質層
   が付着されている、請求項１に記載の電子コレクタ。
3. 【請求項３】 誘電物質層が導電ストリップの縁部の先
   まで延び、誘電物質層は導電ストリップの上に付着し、
   該ストリップの中央部分の上に侵入している、請求項１
   及び２のいずれかに記載の電子コレクタ。
4. 【請求項４】 誘電物質層がさらに、該物質層が接触す
   るストリップの縁部から隣接ストリップの縁部まで延び
   ている、請求項１及び２のいずれかに記載の電子コレク
   タ。
5. 【請求項５】 誘電物質層が、該物質層が付着された導
   電ストリップの縁部で電界の減少を起こさせる比誘電率
   を有する物質によって構成される、請求項１及び２のい
   ずれかに記載の電子コレクタ。
6. 【請求項６】 誘電物質層が二酸化けい素である、請求
   項５に記載の電子コレクタ。
7. 【請求項７】 誘電物質層がまた可視光吸収性を有す
   る、請求項１及び２のいずれかに記載の電子コレクタ。
8. 【請求項８】 可視光吸収物質が誘電物質層の上に付着
   されている、請求項１及び２のいずれかに記載の電子コ
   レクタ。
9. 【請求項９】 吸収物質が黒い二酸化クロムである、請
   求項８に記載の電子コレクタ。
10. 【請求項１０】 電子を放射するカソードと請求項１及
    び２のいずれかに記載のコレクタを有する、マトリクス
    表示マイクロチップけい光画面。