JPH07506456A - 個々にダイポール保護されたマイクロドットを有するフラットスクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 個々にダイボール保護されたマイクロドツトを有するフラットスクリーン 本発明はダイポールにより個々に保護されたマイクロドツトを有するフラットス クリーンを目的とするものである。

本発明は一般的にあらゆる寸法のマトリックスアドレス性をもつフラットディス プレースクリーンの分野に関するもので、この種のスクリーンを利用するすべて の工業部品，例えばテレビ、情報機器、遠隔通｛ａ器，制御機器、監視装置等々 に応用できる。

公知のマイクロドツトスクリーンは，一般に気密状にシールした２枚の薄いガラ スプレートから成る真空管で、後方又は陰極板は、マイクロドツトを形成された 電界効果エミツタマトリノクス格子から成り、前方又は陽極板は透明な導電性膜 と発光団で被覆される。

各光点（ピクセル）には、これに向き合って位置づけた無数のマイクロドツト（ 約１００００／Ｃｍ’）から成る放出陰極表面が組み合わされる。この放出表面 は１本の線（グリッド）とマトリックスの柱（陰極導体）との交点により形成さ れる。

ドツト−グリッド間の小さな距ｇｆｉ（り１μｍ）とドツトの増幅効果とによっ て、線と柱間に印加される少なくとも１００ボルトの電位差がドソ１への頂点で 、電子の放出と高い輝度を発光団の低い電圧で引き起こすのに十分な電界を得さ せる。

マイクロドツトスクリーンの陰極の古典的な構造は、特にガラス基質又はシリコ ン基質上に順次に付着された次のものから成るニ ー絶林層。

−シリコン又はその他の材料の抵抗層。

−抵抗層の下又は上１こ置かれ得る金ｒＸＷＪから成る″柱状導体″。

一グリッドの絶縁を構成する絶縁Ｊｌ（Ｓｉ又はＳｉＯ２）。

−グリッドを構成する金属層。

上記各層を付着させた後、絶縁グリッドの中に公知のエツチング技術によって孔 が加工され、その中に次し）でマイクロドツトが形成される。

抵抗層の本質的目的は、電子放出を均一化させるため各エミッタにおける電流を 制限し、ドツト／グリッドの短絡の場合にドツトを流れるであろう最大電流を制 限することである。

ドツトと直列になった抵抗から生じる電荷の特性は直線である。この抵抗におけ る電圧の降下はそこを流れる電流に比例し、ドツトにより発せられる電流が大き い時はかなり大きいと認められる。ドツト−抵抗保護システムに適用されるべき 電圧はそれだけ増大し、その結果特にスクリーンの消耗に重大な影響をもつ。

本発明に係る装置はこの問題を解決することを提案する。

本装置は、ドツトがグリッドと直接に接触した時でさえ、しきい以りに放出電流 の自動調整により各マイクロドツトを流れる？Ｉｉ流の有効な制御を得させるだ けでなく、放出の最良な均一性、並びにスクリーンの輝度の有効且つ単純な制御 をも可能にするものである。

この装置は、デプレション形電界効果１−ランジスタにより形成されるダイポー ルとの直列電気接続によって各々個々に保護されたマイクロドツトから成る電界 放出フラットスクリーンの放出陰極から構成される。これらダイポールは、保護 のしきい値と放出電流のレベル、従ってスクリーンの輝度を、これらダイポール 又はいくつかのダイポール群に共通な基質の極性に対し働きかけをするだけで、 グローバルな様式で（すべてのドツトについて同時に）修正することができるよ うに設計される。

添付図面は本発明の実施例の１つの形体を非限定的にに示すもので、 図１は公知のマイクロドラ１−スクリーンの作用原理を説明する断面図、 図２は図１のマイクロドツトの素子を示す略図、図３はダイポールにより個々に 保護されたマイクロドツトの素子略図。

図４は本発明に係るマイクロドツト放出陰極の断面図。

図５はマイクロドラ１−の周囲の電界効果トランジスタのチャネルを斜視図で示 す部分図である。

マイクロトノトスグリーンの基本原理は図１に示されていて、そこしこは下から 上（実際には、後から前）へ順次に以下のものが見られるニ ガラス又はシリコンのプレート１、被覆層２、陰極導体又は柱状導体３．抵抗層 ４、絶縁層５、線導体又はグリッド６、真空スペース７、及び陽極９を構成する 透明遵体層を内面で被覆する前方ガラス層８、そして発光団１０゜陰極導体に電 子的に接続されグリッド６の電位により調整されたマイクロドツト１２により真 空下で発せられる電子束１１は、陽極９の方向へ加速され、そこで発光団１０を 励起する（機能的にトライオード）。　ドツト−＠極間の距離が小さいため、何 等光電子なしに近接効果により集束が得られる・このタイプの陰極において、各 マイクロドツト１２は負荷抵抗と直列にすることにより過剰電流から保護されて いる（図２）、　この抵抗は一般にアモルファスシリコン（又はその他の材料） の抵抗層３により構成される。

本発明に係る放出陰極において、各マイクロドツト１２の保護は、負荷抵抗との 直列ではなく、その電圧−電流特性が非線形であるダイポール１３と直列にする ことにより実現される。このダイポールは電界効果トランジスタ、好適にデプレ ション形絶縁グリッドタイプのトランジスタにより構成され、そのドレンＤはマ イクロドツト１２と、ソースＳは対応する柱状導体３と接続され、各トランジス タのボート又は“ゲート″Ｇ（又はピンチ電極）はソースＳ又はドレンＤと直接 に結線される。

この構成は、ドツト内の電流を完全にブロックするこ、とによりドツトとグリフ ８６間の短絡事故からマイクロドツト１２の完全な保護を実現することを可能に する。

ダイポール１３は、すべてのダイポールに共通であり得る単一のシリコン基質１ ４（塊状又は薄膜）を極性化することにより、保護しきい値と放出電流レベルを グローバルな様式で（すべてのドツトについて同時に）修正（スクリーンの輝度 の調整）ができるように、単一のシリコン基質１４上に集積技術によって、有利 に製作される。

−例として、図４にダイポール１３によって保護されたマイクロドツト放出陰極 の部分図を示すが、これはＰ型の基質１４にＮ型のドーピング領域１５を拡散又 はその他（打ち込み）によって形成してソースとして、チャネル２０（デプレシ ョントランジスタ）を例えばＮ型のイオン打ち込みにより形成し、またシリカの Ｍｇグリッド層１６は酸化又は付着により得られる。ピンチ電極１７は柱状導体 ３と同時に金属化により作られる。ドツトは普通の方法で作られるが、トランジ スタのピンチグリッドの上に載せる。好適に、マイクロトノ１への下に位置する ドＬノンは、古典的なＭＯ５構造において普通なように、ドーピングしない。

ダイポール１３を構成する電界効果トランジスタは円形幾何学形状を呈するのが 好ましく、その導電チャネルはマイクロドツト１２の全周に位置される（図５） 。

こうしてダイポールの作用は以下のようになる。引出し電圧が電極６（グリッド ）にかけられる、この電圧が弱い時（ドツト／ソース電圧がデプレショントラン ジスタのしきい値より以下であるように十分弱い時）ドツト１２と直列であるダ イポールは打ち込みチャネル２０の抵抗とほとんど等しく、その値は十分小さい 。引出し電圧が増加してドツト／ソース電圧がデプレショントランジスタのしき い値のオーダー又はそれ以上になると、ピンチグリッド１７が稼働し、チャネル ２０を′つまんで″ダイポールを流れる電流を成る値。

すなわち−次的にもはや全体の幾何学寸法とソース１５に対する基質１４の電圧 との関数ではない値（デプレショントランジスタの飽和電流）に減少させる。ダ イポールの電圧の消失はそれ自体がもはやドツトを流れる電流の関数ではなく、 もっばらデプレショントランジスタのしきい値の電圧の関数であることになる。

事実、各ドツトにはこれを保護しているデプレショントランジスタの飽和電流が 流される。これらトランジスタの幾何学形状が同一であれば、ドツトを流れる電 流は（諸ドツトの放出の固有特性がどうであろうと）同一になる。

この放出陰極はそれ自体集積技術によってシリコン上に形成される。この場合、 柱状導体３と、場合により線導体（或いはグリッド６）は拡散層（埋設した又は しない）により構成され得るが、変形として場所により拡散層を金属化によりダ ブルにすることもできる（例えば邪魔にならない部分に、又はカップリングの容 量を最小にするように位置付けて）。

種々の構成要素の配置は本発明の目的に今日まで同様な装置によっては決して得 られなかった有用な最大効果をもたらす。

フロントページの続き （５１）Ｉｎｔ、Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号ＨＯＩＬ　２９／７８ Ｉ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．フラットディスプレースクリーンを利用するすべての工業部品に応用できる 、ダイポールにより個々に保護されたマイクロドットフラットスクリーンであっ て、マトリックスアドレス性をもつフラットスクリーンと、その電流−電圧特性 が非線形であるダイポール（１３）との直列電気結合により各々個々に保護され ているマイクロドット（１２）から成る電界放出陰極との組合せにより特徴づけ られ、前記ダイポールは電界効果トランジスタから形成され、そのドレン（Ｄ） はマイクロドット（１２）に接続され、ソース（Ｓ）は相当する柱状導体（３） に接続され、各トランジスタのポート又は“ゲート”（Ｇ）（又はピンチ電極） は直接ソース（Ｓ）又はドレン（Ｄ）に結線されていることを特徴とするフラッ トスクリーン。
2. ２．ダイポール（１３）は、保護のしきい値と放出電流のレベルを、従ってスク リーンの輝きを、ダイポールの基質（１４）の極性に働きかけるだけでグローバ ルな様式で（すべてのドットについて同時に）修正できるように形成されている ことを特徴とする請求の範囲１に記載のフラットスクリーン。
3. ３．ダイポール（１３）がグリッド絶縁タイプのデプレション形電界効果トラン ジスタ（ＦＥＴ）から構成されることを特徴とする上記請求の範囲のいずれかに 記載のフラットスクリーン。
4. ４．ダイポール（１３）が集積技術により製作されることを特徴とする前記請求 の範囲のいずれかに記載のフラットスクリーン。
5. ５．ダイポール（１３）が単一のシリコン基質（１４）の上に形成されることを 特徴とする前記請求の範囲のいずれかに記載のフラットスクリーン。
6. ６．ダイポール（１３）を構成する電界効果トランジスタが円形形状をもち、そ の導電性チャネルがマイクロドット（１２）の周りに位置づけられていることを 特徴とする前記請求の範囲のいずれかに記載のフラットスクリーン。
7. ７．ダイポールにより保護されたマイクロドット放出陰極の製造方法であって、 ダイポール（１３）をＰ型基質（１４）から製作し、その中に一方ではソースと なるＮ型のドーピング領域（１５）を拡散、イオン打込みなどで得られるものと して形成し、他方、デプレショントランジスタのチャネル（２０）をＮ型のイオ ン打込みにより形成し、ついでシリカ製の絶縁グリッド層（１６）を表面の酸化 又は付着により形成し、ピンチ電極（１７）を柱状導体（３）と同時に金属化に より形成し、通常の方法で形成したマイクロドット（１２）をこのピンチグリッ ドの上に載せることを特徴とする方法。
8. ８．古典的なＭＯＳ構造と反対に、マイクロドット（１２）の下に位置するドレ ン（Ｄ）はドーピングされていないことを特徴とする請求の範囲７に記載の方法 。
9. ９．電界放出陰極はシリコン上に集積技術により形成され、柱状導体（３）及び 場合により線導体又はグリッド（６）は拡散層（埋設又は非埋設）から構成され ることを特徴とする請求の範囲７又は８のいずれかに記載の方法。
10. １０．拡散層は、例えば邪魔にならない部分に、又は結合容量を最小にするよう な位置に、金属化により場所的に二重にされていることを特徴とする請求の範囲 ９に記載の方法。