(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出マイクロチップと、該電子放出マイクロチップから電子を抽出する導電層と、該電子放出マイクロチップの形成領域の外側に位置する犠牲マイクロチップとを有する第一の基板と、
前記電子放出マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置する発光素子と、前記電子放出マイクロチップ及び前記犠牲マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置するアノード電極とを有する第二の基板と、
画像を表示していない期間に、前記電子放出マイクロチップとは独立して前記犠牲マイクロチップを動作させる制御回路と
を有し、
前記犠牲マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置するアノード電極は、犠牲マイクロチップから放出された電子を増加させる材料で覆われているフラットディスプレイスクリーン。
【請求項２】
前記アノード電極は、前記電子放出マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置する第一のアノード電極と、前記犠牲マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置する第二のアノード電極とを有することを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイスクリーン。
【請求項３】
前記犠牲マイクロチップの形成領域の大きさは、前記電子放出マイクロチップの形成領域の大きさの０．１％以上且つ１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイスクリーン。
【請求項４】
電子放出マイクロチップと、該電子放出マイクロチップから電子を抽出する導電層と、該電子放出マイクロチップの形成領域の外側に位置する犠牲マイクロチップとを有する第一の基板と、
前記電子放出マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置する発光素子と、前記電子放出マイクロチップ及び前記犠牲マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置するアノード電極とを有する第二の基板と、
を有するフラットディスプレイスクリーンの製造方法であって、
前記犠牲マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置するアノード電極は、犠牲マイクロチップから放出された電子を増加させる材料で覆われており、
前記アノード電極の電位を前記犠牲マイクロチップがイオンポンピングするようにバイアスした状態で、前記電子放出マイクロチップと独立して前記犠牲マイクロチップを動作させる工程を有することを特徴するフラットディスプレイスクリーンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットマイクロチップディスプレイスクリーンに関する。本発明は、より詳細には、このようなスクリーンの製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロチップスクリーンは、通常、電子放出マイクロチップを提供したカソードから形成される。該電子放出マイクロチップは、電子衝撃によって励起されるに適切な蛍光素子を提供したアノードに対向して置かれている。該カソードは、該マイクロチップの位置に対応するホールを提供したグリッドに係合する。
【０００３】
マイクロチップは、複数列に構成され、且つ個々にアドレス可能なカソード導体上に配列されている。グリッドは、カソード列に垂直な複数行に構成されており、個々にアドレス可能である。
【０００４】
カラースクリーンにおいて、アノードは、通常、各々が一色（赤、緑、青）に対応する蛍光素子の互い違いのストリップを提供する。該ストリップは、カソード行に平行で、絶縁体によって互いに分離されている。蛍光素子は、例えば酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）のような、透明導電層の対応するストリップから形成された電極上にデポジットされる。
【０００５】
カソード列及びグリッド線の交点は、スクリーン画素を規定する。カラースクリーンについて、赤、緑及び青のストリップの群は、カソードに対して交互にバイアスされ、従って、カソード／グリッドの画素のマイクロチップから抽出された電子が、各色に交互に向けられる。従って、カソード行（又はグリッド線）が各色に対応して３つに分割された幾つかのカラースクリーンにおいて、カソード列を有するグリッド行の交点は、色の副画素を規定する。
【０００６】
通常、グリッド行は８０ボルトのオーダの電位に連続してバイアスされる。一方で、励起されるべき蛍光素子のストリップは、該蛍光素子がその上にデポジットされるＩＴＯストリップを介して、４００ボルトのオーダの電圧より下でバイアスされる。蛍光素子の他のストリップをもたらすＩＴＯストリップは、低又は零電位になる。カソード列は、最大放出電位及び非放出電位（例えばそれぞれ０及び３０ボルト）の間になるそれぞれの電位にもたらされる。従って、線の各画素の色部品の輝度が決定される。
【０００７】
モノクロスクリーンにおいて、アノードは、通常、同時にバイアスされた同一色の蛍光素子のプレーン、又は交互にアドレスされる同一色の蛍光素子の互い違いのストリップの２つの群から形成される。
【０００８】
バイアス電位の値の選択は、蛍光素子及びマイクロチップの特徴につながる。一般に、カソード及びゲートの間の５０ボルトの電位差より下で、電子放出がなく、最大放出が８０ボルトの電位差に対応する。
【０００９】
マイクロチップスクリーンの製造は、集積回路の製造に用いられる現在の技術を思い起こす。カソードは、通常、例えばガラスから作られ、スクリーンの底部を形成する基板の上に薄層をデポジションすることから形成される。アノードは、通常、スクリーン表面を形成するガラス基板の上に形成される。
【００１０】
アノード及びカソードグリッドは、両基板上に互いに独立して作られており、従って、周囲シールを用いて組み立てられる。一方で、カソードからアノードへ放出された電子の流れを可能にする空間を、グリッド及びアノードの間に生成する。
【００１１】
組立中に、スクリーンは、種々の熱ガス抜き処理にさらされる。これら処理は、通常、空間と連絡するチューブを用いてポンピングの下で行われ、製造処理の終わりで近接すべく中央に置かれる。
【００１２】
ゲッタは、通常、スクリーン内に、例えば閉じる前にチューブ内に挿入される。このゲッタは、スクリーン動作中に、特にアノードによって吸収されたトラッピング素子の作用を有する。しかし、このゲッタは、中性種(neutral species) 、特にスクリーンを閉じた後で空間内に残存する希ガスに対して非活性である。
【００１３】
従って、電極間の空間内に残存する種のトラッピングは、真空を改善するようにされなければならない。この最終段階は、一度ポンピングチューブが閉じられると行われる。電極間の空間内に残存する中性種をイオン化するように、マイクロチップによる電子放出を生じることからなる。中性種の衝撃は、それら原子価層から電子の抽出を生じており、従って、これら種が正に蓄電される。従って、それらはマイクロチップによって最大負電位で引きつけられる。この段階は、通常、イオンポンピングと称される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、より詳細には、イオンポンピングによって電極間の空間の真空の改善に関する。
【００１５】
従来のスクリーンの欠点は、イオンポンピングがカソードマイクロチップを損傷することである。実際に、マイクロチップによってイオン化された種の収集は、マイクロチップの機械的及び／又は化学的浸食を（特に希ガスによって）生じる。スクリーン真空が改善されるけれども、マイクロチップの放出率の減少が観測される。
【００１６】
従来のスクリーンの他の欠点は、スクリーン動作中、いくつかのガス抜けられた種がゲッタによってトラップされて成功しない。これは、結果としてスクリーンの信頼性に損傷を与える真空の品質の減少となる。
【００１７】
本発明は、公知の方法の不都合を克服するマイクロチップスクリーンのイオンポンピングの新たな方法を提供することを目的とする。本発明は、特に、マイクロチップ放出率を改善することを目的とする。
【００１８】
本発明は、また、この方法のインプリメンテーションに適合する新たなフラットディスプレイスクリーン構造を提供することを目的とする。
【００１９】
本発明は、また、スクリーン制御システムによるイオンポンピングのインプリメンテーションを、特に、そのオペレーションに対して従来のスクリーンに通常用いられる電位と別の電位の提供を必要としない、単純な方法で有効にすることを目的とする。
【００２０】
本発明は、更に、スクリーン製造中だけでなく、スクリーンが用いられるべく開始された後で、真空の改善を有効にするスクリーンを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
これらの目的を達成するために、本発明は、電子放出マイクロチップと、該電子放出マイクロチップから電子を抽出する導電層と、該電子放出マイクロチップの形成領域の外側に位置する犠牲マイクロチップとを有する第一の基板と、前記電子放出マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置する発光素子と、前記電子放出マイクロチップ及び前記犠牲マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置するアノード電極とを有する第二の基板と、画像を表示していない期間に、前記電子放出マイクロチップとは独立して前記犠牲マイクロチップを動作させる制御回路と
を有し、前記犠牲マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置するアノード電極は、犠牲マイクロチップから放出された電子を増加させる材料で覆われているフラットディスプレイスクリーンを提供する。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、アノード電極は、前記電子放出マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置する第一のアノード電極と、前記犠牲マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置する第二のアノード電極とを有する。
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、犠牲マイクロチップの形成領域の大きさは、前記電子放出マイクロチップの形成領域の大きさの０．１％以上且つ１０％以下である。
【００３０】
本発明は、また、電子放出マイクロチップと、該電子放出マイクロチップから電子を抽出する導電層と、該電子放出マイクロチップの形成領域の外側に位置する犠牲マイクロチップとを有する第一の基板と、前記電子放出マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置する発光素子と、前記電子放出マイクロチップ及び前記犠牲マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置するアノード電極とを有する第二の基板と、を有するフラットディスプレイスクリーンの製造方法であって、前記犠牲マイクロチップの形成領域に対向する部分に位置するアノード電極は、犠牲マイクロチップから放出された電子を増加させる材料で覆われており、前記アノード電極の電位を前記犠牲マイクロチップがイオンポンピングするようにバイアスした状態で、前記電子放出マイクロチップと独立して前記犠牲マイクロチップを動作させる工程を有することを特徴するフラットディスプレイスクリーンの製造方法を提供する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の前述の目的、特徴及び効果は、添付図面に関連する、以下の何ら限定されない特別の実施形態の記載において、詳細に説明する。
【００３４】
明瞭にするために、本発明の理解に必要となるスクリーンのそれら素子及び方法のそれら段階だけが、図面に表され、以下に説明される。
【００３５】
本発明は、ディスプレイに関係するマイクロチップに加えて、イオンポンピングに専用の犠牲マイクロチップの少なくとも１つの領域で提供する。
【００３６】
図１は、本発明によるフラットディスプレイスクリーンの一実施形態を表している。従来、本発明によるスクリーンは、マイクロチップ２を有するカソード１と、マイクロチップ２の位置に対応するホール４を提供するグリッド３とから形成される。カソード１は、カソード発光アノード５に対向して配置されており、そのガラス基板６はスクリーン表面を形成する。マイクロチップ２は、通常、複数行に構成されたカソード導体７上にデポジットされる。しばしば、マイクロチップ２は、導電層から網状に構成されたカソード導体上にデポジットされた抵抗層（図示なし）に作られており、該マイクロチップは、カソード導体によって規定された網状に配列される。グリッド３は、カソード及びグリッド間の絶縁体８の挿入物で、カソード導体列に垂直な行に構成された導電層から形成される。グリッド３の行は、各マイクロチップ２上でホール４を提供する。カソードの列７とグリッド３の行との交点は、スクリーン画素を規定する。明瞭にするために、１つのマイクロチップ２が、各カソード導電体７に係合して表されている。しかし、マイクロチップは、通常、スクリーン当たり数千個の画素があることに注目すべきである。カソード／グリッドは、スクリーンの底部を形成する、例えばガラスからなる基板９上に作られる。
【００３７】
図１の表現は、モノクロスクリーンに対応すると仮定して、アノード５の基板６は、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）のような透明導電層のプレーンから形成された電極１０を支持する。同じ色の蛍光素子は、この電極１０上にデポジットされる。カラースクリーンの場合（図示なし）、アノードは、通常、蛍光素子の互い違いのストリップを提供しており、その各々は一色（赤、緑、青）に対応する。このストリップは、カソード列に平行であり、絶縁体によって互いに分離されている。従って、蛍光素子は、対応するＩＴＯストリップから形成された電極上にデポジットされる。
【００３８】
空間１１は、基板６及び９の組立体の上で、アノードとカソード／グリッドとの間に生成されている。グリッド３及びアノード５の間に一般に規則正しく分散されたスペーサ（図示なし）は、空間１１の高さを規定しており、周辺シール（図示なし）が組立体を密封する。
【００３９】
従来、このようなスクリーンは、リンク１３によってカソード導体７の行を個々にアドレッシングし、リンク１４によってグリッド３の行を逐次アドレッシングし、且つリンク１５を用いてアノード電極１０をバイアスするための電子回路１２を用いて制御される。カラースクリーンの場合、赤、緑及び青のストリップの群は、適切なリンクを用いてカソードに対して交互にバイアスされる。
【００４０】
本発明によれば、カソード１は、追加電極７´を用いて行７から個々にアドレス可能なマイクロチップ２´の犠牲領域を含む。この領域は、図１に表された実施形態によれば、グリッド３の行から個々にアドレス可能な副グリッド３´に係合される。他の実施形態として、副グリッドは、ディスプレイに関係する主グリッド３の行のエクステンションに対応するのが好ましい。
【００４１】
本発明によれば、電極間の空間１１の真空を改善するために、一度スクリーンが完成すると、マイクロチップ２の犠牲領域がアドレスされるようになされる。従って、本発明によれば、スクリーンは、マイクロチップ２の活性領域と、互いに個々にアドレス可能なマイクロチップ２´の少なくとも１つの犠牲領域とを含む。犠牲マイクロチップは、それに与えるイオンポンピングによって損傷され、一方でスクリーンの活性領域のマイクロチップが維持される。
【００４２】
好ましくは、アノードは、犠牲マイクロチップ領域によって放出された電子の収集の副電極１０´を提供する。例えば、好ましくは蛍光素子を有さないＩＴＯ領域は、犠牲マイクロチップ領域の上に提供される。イオンポンピング中に、副電極１０´は、グリッド３´の電位よりも非常に高い電位にバイアスされる。これは、犠牲マイクロチップ２´によって放出された電子が、それにより維持される副グリッド３´によって収集されないことに効果がある。従って、更に、電子は、電極間の全空間を交差し、中性子をヒットし且つ正イオンにそれを変える確率を増加する。更に、従って、イオン化された分子が受け取られるであろう領域（副グリッド３´）が決定される。これは、副グリッドが活性領域から電子を抽出するために用いられるグリッド３の行のエクステンションから形成される場合に、特に効果がある。
【００４３】
他の実施形態として、アノードの副電極１０´は、電極１０と一体化される。しかしながら、蛍光素子は、好ましくは活性マイクロチップ領域上だけに、デポジットされる。
【００４４】
副電極１０´は、放出された電子数を増やすために、それよりも大きい副放出係数を有する材料で覆われるのが好ましい。この場合、逆のフィールドは、雪崩効果によって更に電子数を増加するために、副電極１０´に印加されるのが好ましい。
【００４５】
表された実施形態において、電極７´、副グリッド３´及び副電極１０´は、リンク１３´、１４´及び１５´を用いて回路１２によってアドレス可能となる。従って、イオンポンピングは、電子スクリーン制御回路によって制御できる。他の実施形態において、導電体１３´、１４´及び１５´は、また、スクリーン製造又はサービス動作中に、図２に関して以下に説明される特別のイオンポンピングシステムに、個々に接続すべくアクセスされる。
【００４６】
本発明によれば、好ましくは動作中のグリッド３の公称電位に対応する、適切な電位に副グリッド電極３´をバイアスすることによって、及び電子放出を有効にする電位に電極７´をもたらすことによって、スクリーンが一度完成すると、電極間の空間のイオンポンピングが行われる。好ましくは、電極７´のバイアシング電位は、活性スクリーン領域の通常の動作電位（例えば０から３０ボルトの間）の範囲に含まれる。電極７´のバイアシング電位の選択は、イオンポンピングについて所望される電子放出強度に依存する。好ましくは、イオンポンピングを加速するために、マイクロチップ２´の犠牲領域は、最大放出に対応する電位（例えば０ボルト）にバイアスされるであろう。好ましくは、アノード５の副電極１０´は、スクリーン電極１０の公称バイアシング電位に対応する電位（例えば４００ボルトのオーダ）にバイアスされる。
【００４７】
本発明の効果は、電極間の空間１１のイオンポンピングを有効にする間、ディスプレイ内に関係するマイクロチップ２の放出は、実質的に変更されない。
【００４８】
本発明の他の効果は、回路１２がマイクロチップ２´の犠牲領域を制御するために適合されるならば、スクリーンが、ゲッタによって吸着されない種をトラップするために用いられるべく開始し、従って真空品質の劣化を妨げた後で、イオンポンピングを行うことを有効にすることである。
【００４９】
本発明によれば、このイオンポンピングは、スクリーン動作段階の外で、即ちスクリーンが画像を表示するときの段階の外で行われる。好ましくは、各スクリーンがディスプレイ用に使用の終わりでターンオフした後で、このイオンポンピングが制御される。従って、真空が次の使用のために再生成される。活性マイクロチップ領域が動作段階中に行うことができるイオンポンピングにも関わらず、真空が劣化することが実際に観測される。種がターンオフの後ですぐに吸収されるべく維持すると仮定する。各使用の後での犠牲マイクロチップを用いるイオンポンピングを提供する効果は、これら種が次にすぐにトラップされることである。更に、スクリーンの次のターンオフで別にポリュートされた活性領域のマイクロチップの損傷が、最小にされる。
【００５０】
いくつかの犠牲マイクロチップ領域が、イオンポンピングの空間分散を改善するためにスクリーンの異なる領域に提供できることに注目すべきである。例えば、列７に平行な列は、表示領域の外側に、即ちスクリーンの他方の側に提供されるのが好ましい。表されていない他の実施形態によれば、犠牲領域は、活性マイクロチップ２の２つの隣り合う列７の間に作られた列に構成され、即ちディスプレイに用いられる。従って、得られた犠牲マイクロチップ列は、活性列から個々にアドレス可能となる。この実施形態において、動作中にスクリーンの通常のアドレッシング用に用いられたグリッド３の行は、イオンポンピング段階中の犠牲領域をアドレスするために用いられる。従って、アノード活性領域は、好ましくは、公称動作電位にバイアスされ、動作段階中だけでなく、イオンポンピング中にも、電子を収集するために用いられる。
【００５１】
犠牲領域の位置の選択及び大きさは、マイクロチップ活性領域の特徴（形状、解像度、列間の利用可能な空間）に依存する。
【００５２】
本発明の効果は、電子スクリーン制御回路１２で利用可能なそれらに対して追加電位の生成を必要とせず、スクリーンが使用すべく開始した後でイオンポンピングを行うように所望されるならば、回路１２の適合を限定する。
【００５３】
グリッド３´は、イオン化された分子によってヒットしたとき昇華(sublimate) するであろう特別の材料（例えばチタニウム）で覆われるのも好ましい。この材料によって放出されたガスは、グリッドの背にデポジットし、従ってイオン化された分子は金属の下に埋め込まれる。従って、それらは、より安定し且つ抽出するのが困難となる。この他の実施形態は、より詳細には、アノードがマイクロチップ犠牲領域に対向する副電極を拒むところでもたらされる。
【００５４】
犠牲領域によって放出された電子がアノードによって収集されないところで、犠牲マイクロチップ２´のこの領域は、囲いを受信するゲッタと連絡するために基板６内に作られた開口（図示なし）の前に置くことができる。従って、効果は、スクリーンの活性領域について用いられない表面の存在を得ることである。
【００５５】
本発明によるスクリーンのインプリメンテーションが、カソード、アノード及びグリッドの製造の方法の変更を必要としないことに注目すべきである。異なる層に対して用いられたデポジション及びエッチングマスクのみは、本発明によれば、（複数の）犠牲領域、（複数の）副グリッド及び（複数の）追加アノード電極を生成するために適合されている。
【００５６】
図２は、本発明によればスクリーンのイオンポンピングの方法の一実施形態を説明する。この実施形態は、より詳細に、スクリーン制御回路１２（図１）から独立するシステムの手段によって、スクリーン製造中又は提供動作中にイオンポンピングに対してもたらされる。
【００５７】
図２において、スクリーンは、カソードプレート１及びアノードプレート５の形状を概略的に表している。活性及び犠牲マイクロチップ領域は、破線で表された主グリッド３及び副グリッド３´のそれぞれの位置で説明されている。
【００５８】
本発明によるイオンポンピング回路は、イオンポンピングに必要とされるバイアス電位を発生するに適合した制御可能な供給回路２０（ＡＬＩＭ．）を含む。例えば、回路２０は、副アノード電極（１０´、図１）のバイアシングの電圧Ｖａ（例えば４００ボルト）を発生する。電圧Ｖａは、犠牲マイクロチップを支持する電極７´（図１）のバイアシングの副グリッド電圧Ｖｇ及び電圧Ｖｃを発生する電圧分割器(voltage divider) ２１に送られる。電圧Ｖｇｃは、正であり、好ましくは調整可能な放出電流を得るために調整可能である。犠牲マイクロチップ領域は、プラスモードか又は連続モードの一方にアドレスされ得る。連続モードのアドレッシングの効果は、それがイオンポンピング時間を減少することである。電圧Ｖａは、放出電子を収集するためにグリッド電圧Ｖｇよりも大きい定常電圧となる。
【００５９】
製造のイオンポンピングの持続期間は、初期寿命及び犠牲マイクロチップ表面について、スクリーン電圧に依存する。例えば、活性領域の０．１％から１０％の間に達する犠牲領域は、本発明によれば、必要なイオンポンピング持続期間とスクリーンバルクとの間で良好な妥協(compromise)を形成する。
【００６０】
もちろん、本発明は、当業者によればすぐにできるであろう種々の変更、修正及び改良をすることができる。特に、イオンポンピング段階中のバイアシング電位は、好ましくは、公称スクリーン動作電位によれば選択できるであろう。更に、図２に表されたようなイオンポンピングシステムの特別なインプリメンテーションは、前述に与えられた機能指示に従って当業者の能力内にある。同様に、スクリーンが用いられるべく開始した後でイオンポンピングが所望されるところの実施形態において、スクリーン制御回路（１２、図１）の適合は、当業者の能力の中にある。
【００６１】
このような変更、修正及び改良は、この開示の部分でしようとするものであり、本発明の技術思想及び見地の中でしようとするものである。従って、前述の説明は、例のみであり、限定するものではない。本発明は、特許請求の範囲及びそれらと等価物にのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるフラットマイクロチップディスプレイスクリーンの部分的な断面図である。
【図２】本発明によるイオンポンピングの模範的なインプリメンテーションの説明図である。
【符号の説明】
１  カソード
２  電子放出マイクロチップ、活性マイクロチップ
２´  犠牲マイクロチップ
３  主グリッド
３´  副グリッド
４  ホール
５  カソード発光アノード
６  ガラス基板
７  カソード導体
７´  追加電極
８  絶縁体
９  ガラス基板
１０  導電トラック、電極
１０´  副アノード電極
１１  空間
１２  電子スクリーン制御回路
１３、１３´、１４、１４´、１５、１５´  リンク
２０  供給回路
２１  電圧分割器
【図１】
0004011742.tif 000002
【図２】
0004011742.tif 000003