JPH0850852A - マイクロチップ型蛍光ディスプレイスクリーンのカソード製造方法 - Google Patents

マイクロチップ型蛍光ディスプレイスクリーンのカソード製造方法

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JPH0850852A
JPH0850852A JP5517895A JP5517895A JPH0850852A JP H0850852 A JPH0850852 A JP H0850852A JP 5517895 A JP5517895 A JP 5517895A JP 5517895 A JP5517895 A JP 5517895A JP H0850852 A JPH0850852 A JP H0850852A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 マスキングの操作の数を５ステップではなく
３ステップに減らすことによって、マイクロチップ型蛍
光スクリーンのカソードの製造を単純化する。 【構成】 マイクロチップ４を含む蛍光ディスプレイス
クリーンのカソード製造方法は、網状の列をなすカソー
ド導体を乗せている支持板１と、マイクロチップ４を乗
せている抵抗層３と、絶縁層５と、行をなすグリッド導
電層６とを含む。該方法は、グリッド行と、抵抗層３を
通るマイクロチップ４へのアクセス抵抗との両方を規定
している単一のさん孔されたパターンにしたがって、グ
リッド層と、絶縁層５と、抵抗層３の上側の３層を、同
時にエッチングするステップを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロチップを有す
る蛍光ディスプレイスクリーンのカソードを製造するた
めの方法、及びこの方法で得られる製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、マトリックスアドレッシング
を有するフラットディスプレイスクリーンの産業分野に
関するものであり、より特定すればマイクロチップ技術
を用いるディスプレイスクリーンに関し、すなわちスク
リーンは真空管を有し、該真空管は２枚の薄いガラス板
と、薄膜技術に従って構成される電界効果エミッタのマ
トリックス配列を含む背面板、つまりカソード板と、蛍
光素子を乗せている透明導電層によって内部面が覆われ
ている、前面板、つまりアノード板によって構成され
る。
【０００３】その様なスクリーンでは、各アノード画素
の前で、多数のマイクロチップが形成され、放出面を構
成している。この放出表面は、マトリックスの行（グリ
ッド導体）と列（カソード導体）の交差部によって規定
される。
【０００４】従来のマイクロチップスクリーンのカソー
ドは、本質的に４層によって形成されており、それらの
層は順次にガラス、あるいはシリコン基板上にデポジッ
トされ、エッチングされる。つまり、カソード（列導
体）の役目をする導電層と、通常シリコンから成り、放
出電流の値を制限するための抵抗層と、絶縁層と、グリ
ッド（行導体）を構成している第２の導電層の４層であ
る。これらの層をデポジットした後、グリッドと絶縁層
内で穴がエッチングされ、その中にマイクロチップが形
成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、カソ
ードを構成する層を製造するために、少なくとも４回
（好ましくは、５回）のマスキングとフォトエッチング
の操作が必要である。つまり、カソード列のエッチン
グ、穴のエッチング、グリッド行のエッチング、カソー
ド接点のエッチングと、そして好ましくは、リークと、
列の結合を防ぐために、カソード列の間の抵抗層の部分
的なエッチングの操作が必要である。
【０００６】加えて、マイクロチップ型ディスプレイス
クリーンによって形成される画像は、通常、アノード板
を通して観測される。従って、それは蛍光素子を乗せて
いる表面であり、電子を受けている表面、つまり最も明
るさが弱く、見えている表面とは反対である。
【０００７】本発明の目的は、マスキング操作の数を５
ステップではなく３ステップに減らすことによって、マ
イクロチップ型蛍光スクリーンのカソードの製造を単純
化することである。
【０００８】本発明のもう一つの目的は、光効率を促進
するためカソードを透明にし、電子が当たる側におい
て、蛍光物質のカソードを通しての観測を可能にするこ
とである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、カソー
ドの上側の３層（グリッド、グリッドの絶縁層、抵抗
層）を同時に、単一のさん孔されたパターンでエッチン
グすることによって達成され、そのパターンによりグリ
ッド行と、抵抗層を通してのマイクロチップへのアクセ
ス抵抗との両方が規定され、列導体が、薄い金属の格子
配列によって形成される。
【００１０】
【実施例】本発明に関する前述の、そして他の目的、構
成、変更態様、及び効果は、以下に述べる本発明に関す
る詳細な説明と、それに関連する図によって明らかとな
るであろう。
【００１１】図１と図２は、本発明によるマイクロチッ
プ型スクリーンのカソードの構造を示している。この構
造はガラス板によって構成される基板１上に順次に、ニ
オビウム、アルミニウムあるいは、他の適当な導体の層
の、さん孔された（網状の）ストリップによって形成さ
れる列導体２と、マイクロチップ４が上部に形成されて
いる抵抗層３と、グリッド絶縁体である絶縁層５（例え
ば、ＳｉＯ2 ）と、ニオビウム、あるいは他の適当な材
料からなり、行導体を形成するグリッド６を構成してい
る導電層とを有している。
【００１２】行と列との交差部が、画素７を規定してい
る（図１参照）。
【００１３】列導体２は、さん孔された、つまり網状の
ストリップによって形成される。各グリッド行は、スク
ェア形（正方形）の導電素子６から成り、該素子６は細
い導電ブリッジ８によって相互に接続されている（図２
の簡易化のため、縦のブリッジのみが示されている。も
ちろん、図８に示されているように、各スクェアに２本
の横のブリッジもまた設けられている）。マイクロチッ
プ４はグリッドスクェアの中に設けられており、導電ブ
リッジの中には設けられていない。各画素７は、複数の
スクェアによって形成されている（図１では４個である
が、実際は、より多い）。各スクェアは数個のマイクロ
チップを持っている（図１では４個だが、しばしば実際
のシステムおいては、１６個持っている）。
【００１４】列導体２の網目と、ゲート６を形成してい
るスクェアとのそれぞれの大きさは、スクェアと各列導
体の間に空間エリア９を設けるように選択される。した
がってアノードの蛍光素子はカソード板１を通して観測
される。
【００１５】各マイクロチップの基板とカソード網目の
４辺との電気的接続は、４本の抵抗バー１０と抵抗スク
ェア３とを通る電流によって行なわれる。
【００１６】したがって、マイクロチップへのアクセス
抵抗は、抵抗層の主に抵抗率によって、及びバーの大き
さによって制御される。
【００１７】このアクセス抵抗は、わずか数ボルトの電
圧降下を導入するもので、チップの放出電流を標準化
し、制限するために、十分な高さでなくてはならない。
【００１８】本発明にしたがってスクリーンは製造され
ている。例えば、抵抗層は、各スクェアごとに１００メ
ガオームの抵抗を有する非晶質シリコンから成る。４本
のバーにより、辺が２５μｍの各スクェアをアクセスす
ることが可能である。バーの長さ／幅の比は２である。
グリッド／アノードの分極が８０Ｖで、測定される放出
電流は、１ｄｍ2 につき５００ｍＡである。大きさが同
じ桁の結果を、実質的に等しい値で得ることができる。
【００１９】図２はまた、スクェアからスクェアへのグ
リッド行にそった電気的連続性が、４本の絶縁バーと、
４本の抵抗バー１０を覆っている４本の導電ブリッジ８
によって確実にされていることを示している。エッチン
グには１個のマスクだけが用いられるので、グリッド行
と、マイクロチップへのカソード電流の供給を可能にし
ている抵抗バーとの連続性を確実にする導電バーは、同
じ幅で同じ長さを有している。
【００２０】同じ形のバーによって、高電流はグリッド
行を通って流れることができ、無視し得る漏れ電流は、
ひとつの列から別の列へと流れる。この漏れ電流は、抵
抗層３の抵抗に反比例し、一方でグリッドのバイアス電
流は上側導電層の抵抗に反比例する。上記に述べたよう
に、スクリーンのための所望の放出率を確実にするため
には、各スクェアにつき１００メガオームの抵抗が適当
である。反対に、グリッド金属の抵抗は非常に低い。ニ
オビウムからなるグリッド６が４００ｎｍの厚さで製造
されるこの装置の場合、各スクェアについて１オームで
ある。従って抵抗比は１０8 である。数百の行の多重比
と、６０Ｈｚの画像再生と、１つのカラーにつき２５６
以上の多くのグレー明度（ｇｒｅｙ ｓｈａｄｅｓ）
で、得られた画像は、列と列の結合や、行と行の結合と
いった、いかなる可視性の欠点も持たないことが実験的
に証明されている。加えて、ニオビウムを、より高い導
電性がある材料に変えることも可能である（アルミニウ
ムは１０倍の導電性である）。
【００２１】図３から図８は、本発明による、連続する
製造方法のステップを示している。
【００２２】カソード金属層１１をデポジットする（図
３参照）、第１のマスクを通して、カソード導体２の網
状の列をエッチングする（図４参照）、抵抗層３、絶縁
層５、グリッド層６をデポジットする（図５参照）、第
２のマスクによってマイクロチップ４の穴１２をエッチ
ングする（図６参照）、マイクロチップをデポジットす
る（図７参照）。
【００２３】第３の最後のマスクによって、開口した行
にしたがって、グリッド６と、絶縁層５と、抵抗層３を
同時にエッチングする（図８参照）。該最後のマスクは
また行と列の接触エリアを規定する役目がある。
【００２４】したがって、この３回のエッチングのステ
ップだけで従来の５回のエッチングのステップの場合と
同じ結果を得ることができる。さらに、本発明は、カソ
ードからの観測が可能なディスプレイスクリーンを提供
している。
【図面の簡単な説明】
【図１】マトリックス配列の行と列の交差部として規定
される像点（画素）を概略的に表す上面図である。
【図２】本発明による、カソード構造を概略的に示して
いる正面斜視図である。
【図３】本発明による、カソード金属層をデポジットす
るカソードの製造ステップを示している。
【図４】本発明による、第１のマスクを通してカソード
導体の網状列をエッチングする、カソードの製造ステッ
プを示している。
【図５】本発明による、抵抗層と、絶縁層と、グリッド
層とをデポジットする、カソードの製造ステップを示し
ている。
【図６】第２のマスクを用いてマイクロチップの穴をエ
ッチングする、カソードの製造ステップを示している。
【図７】マイクロチップをデポジットする、カソードの
製造ステップを示している。
【図８】第３の最後のマスクによって、開口した行にし
たがってグリッドと、絶縁層と、抵抗層を同時にエッチ
ングする、カソードの製造ステップを示している。
【符号の説明】
１ 支持板 ２ 列導体 ３ 抵抗層 ４ マイクロチップ ５ 絶縁層 ６ グリッド導電層 ７ 画素 ８ 導電ブリッジ ９ 空間エリア １０ 抵抗バー １１ カソード金属層 １２ 穴

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マイクロチップを有し、網状の列をなす
    カソード導体（２）を乗せている支持板（１）と、マイ
    クロチップ（４）を乗せている抵抗層（３）と、絶縁層
    （５）と、行をなしているグリッド導電層（６）とを含
    む蛍光ディスプレイスクリーンのカソード製造方法にお
    いて、 単一のさん孔されたパターンにしたがって、グリッド層
    （６）と、絶縁層（５）と、抵抗層（３）の上側の３層
    を同時にエッチングするステップを含み、該パターン
    が、グリッド行と、前記抵抗層を通るマイクロチップへ
    のアクセス抵抗との両方を規定することを特徴とするマ
    イクロチップ型蛍光ディスプレイスクリーンのカソード
    製造方法。
  2. 【請求項２】 ３回のエッチングステップだけを含むこ
    とを特徴とする請求項１記載のマイクロチップ型蛍光デ
    ィスプレイスクリーンのカソード製造方法。
  3. 【請求項３】 カソード金属層（１１）をデポジット
    し、 第１のマスクを通して該金属層において導体（２）の網
    状列をエッチングし、 抵抗層（３）と、絶縁層（５）と、グリッド導電層
    （６）をデポジットし、 第２のマスクによってマイクロチップ（４）を形成する
    ための穴（１２）をエッチングし、 マイクロチップ（４）をデポジットし、 行と列の接触エリアを規定する役目をする第３の最後の
    マスクによって、せん孔された行の中にグリッド層
    （６）と、絶縁層（５）と、抵抗層（３）とを同時にエ
    ッチングするステップを含むことを特徴とする請求項２
    記載のマイクロチップ型蛍光ディスプレイスクリーンの
    カソード製造方法。
  4. 【請求項４】 グリッド導電層（６）と、絶縁層（５）
    と、抵抗層（３）のパターンは、細いブリッジによって
    相互に内部接続されているスクェアによって形成され、
    各画素（７）は複数のスクェアによって構成されている
    ことを特徴とする請求項１記載のマイクロチップ型蛍光
    ディスプレイスクリーンのカソード製造方法。
  5. 【請求項５】 抵抗層（３）を通って列導体（２）の網
    目のサイドから、マイクロチップ（４）の基板へ流れる
    電流の経路は、各スクェアを囲む４本の抵抗バーによっ
    て規定され、該経路はグリッド（６）の導電ブリッジ
    （８）と同時に形成されることを特徴とする請求項４記
    載のマイクロチップ型蛍光ディスプレイスクリーンのカ
    ソード製造方法。
  6. 【請求項６】 列導体（２）の網目とグリッドスクェア
    のそれぞれの大きさの選択は、空間エリア（９）が、該
    スクェアと、アノード板上に形成された蛍光素子の観測
    を、カソードの構造を通して可能にしている該網目との
    間に存在するように、選択されることを特徴とする請求
    項４記載のマイクロチップ型蛍光ディスプレイスクリー
    ンのカソード製造方法。
  7. 【請求項７】 網状の列をなすカソード導体（２）を乗
    せている支持板（１）を含むカソード板（１）と、マイ
    クロチップ（４）を乗せている抵抗層（３）と、絶縁層
    （５）と、行をなして配置されたグリッド導電層（６）
    とを有するマイクロチップ型蛍光ディスプレイスクリー
    ンにおいて、 グリッド層（６）と、絶縁層（５）と、抵抗層（３）
    が、所定の素子を形成する単一のパターンにしたがって
    エッチングされ、その結果空間エリア（９）が該素子
    と、列網目の間に存在し、したがってカソード構造を通
    してアノード板の蛍光素子の観測が可能となることを特
    徴とするマイクロチップ型蛍光ディスプレイスクリー
    ン。
  8. 【請求項８】 グリッド（６）と、絶縁層（５）と、抵
    抗層（３）のパターンを構成している素子は、マイクロ
    チップ（４）がその内部へ位置しているスクェアであ
    り、該スクェアは、グリッド（６）のための細い導電ブ
    リッジ（８）と、格子を形成するための抵抗バー（１
    ０）を通して相互に連結されており、各画素（７）は複
    数の格子によって形成されており、各スクェアは、数個
    のマイクロチップ（４）を持っていることを特徴とする
    請求項７に記載のマイクロチップ型蛍光ディスプレイス
    クリーン。
  9. 【請求項９】 グリッド（６）は、およそ４００ｎｍの
    厚さを持つニオビウムとアルミニウムからなり、抵抗層
    （３）は、各スクェアごとにおよそ１００メガオームの
    抵抗を有する非晶質シリコンからなり、各スクェア格子
    へのアクセスを可能にする４本の抵抗バー（１０）は、
    長さ／幅の比が２で、該スクェアのサイドは、およそ２
    ５マイクロメータであることを特徴とする請求項８記載
    のマイクロチップ型蛍光ディスプレイスクリーン。
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