JPH03133036A - アクティブマトリクス型蛍光表示装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子の熱放出あるいは電界放出機構を有するア
クティブマトリクス蛍光表示装置の構成［従来の技術］ 従来のアクティブマトリクス型蛍光表示装置は、上材ら
が応用物理　第５８巻第２号（１９８９）２８８ページ
に報告しているようなものであった。

すなわち、シリコン基板表面にＭｏＳ型トランジスタと
発光体薄膜をマトリクス状に形成し、ＭｏＳ型トランジ
スタで選択された発光体薄膜にカソード電極より放出さ
れた電子を衝突させ、発光体を光らせるものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし前述の従来技術の場合、　トランジスタが形成さ
れている平面基板はシリコン基板であり、このために次
に述べるようないくつかの問題点があった。すなわち、
シリコン基板上のむき出しのＭｏＳ型トランジスタは電
子線の衝撃を受けやすく、最悪の場合、スイッチング素
子としての機能を果たさなくなる。またトランジスタの
形成されていない部分のシリコン基板も電子線のダメー
ジを受け、その近傍の配線抵抗やＭＯ３型トランジスタ
の特性を劣化させる。これらのダメージは表示品質や寿
命、消費電力などを悪化させる。またシリコン基板は大
きな基板が得られにくく、高価であるため、大面積で低
価格な蛍光表示装置が実現できないなどの問題点があっ
た。

そこで本発明は、このような従来技術の問題点を解決す
るためのもので、その目的とするところは、表示品質が
よく、安価で信頼性の高いアクティブマトリクス型蛍光
表示装置を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のアクティブマトリクス蛍光表示装置は、平面基
板上に形成された薄膜トランジスタをスイッチング素子
とするアクティブマトリクス型蛍光表示装置であって、
前記薄膜トランジスタの少なくもチャネル部分はシール
ド電極で覆われていることを特徴とする。

また、前記平面基板はセラミック材料よりなることを特
徴とする。

［実施例］ 本発明を実施例にしたがい詳述する。

〈実施例１〉 第１図は本発明の第一の実施例を説明するためのもので
、アクティブマトリクス型蛍光表示装置の断面概略図で
ある。このアクティブマトリクス型蛍光表示装置は、ア
ノード電極の形成されたアクティブマトリクス基板、グ
リッド電極、カソード電極および透明な対向基板が主な
構成要素である。

アクティブマトリクス基板は、絶縁性で熱伝導性のよい
アルミナ（Ａ１２０３）よりなる平面基板１上に、ポリ
シリコンをチャネル層とする薄膜トランジスタ（ＴＰＴ
）２、低抵抗のポリシリコンよりなるゲート制御信号線
３、アルミニウムよりなる表示信号線４、アノード電極
５、蛍光体薄膜６がマトリクス状に配列して形成された
構造である。アノード電極５はＴＰＴ２のドレイン電極
と蛍光体薄膜６を電気的に接続するとともに、ＴＰＴ２
のチャネル、ソース電極、ゲート電極などの表面を完全
に覆いＴＰＴのシールド電極の役割を負う。対向基板は
透明ガラス基板９上に透明導電１ｉｉ１０が形成された
構造である。

アクティブマトリクス型蛍光表示装置は、メツシュ状の
グリッド電極７を中間においてアクティブマトリクス基
板の反対側にカソード電極８を配置し、対向基板とアク
ティブマトリクス基板で挟んで内部を真空状態にした構
造である。

第２図は第１図に示したアクティブマトリクス基板の平
面概略図である。第２図中のＡ−Ａ’断面が第１図のア
クティブマトリクス基板の断面に対応する。平面基板１
上に画素毎に形成されたＴＰＴ２と蛍光体ＲＴＩｉ４６
がマトリクス状に配列され、ゲート制御信号線３と表示
信号線４が各ＴＰＴ２に接続されて横方向および縦方向
にそれぞれ配列されている。画素数は横６４０個、縦４
００個であり、画面サイズは対角１０インチである。Ｔ
ＰＴ２は蛍光体薄膜６の下部に形成され、シールド電極
でもある蛍光体薄膜６によって完全に覆われている。

このような構造のアクティブマトリクス型蛍光表示装置
において、カソード電極より放出された電子はグリッド
電極を通過してアノード電極に到達し蛍光体薄膜を励起
し発光させる。発光強度はＴＰＴのチャネル抵抗および
ソースの表示信号に依存して変化する。

このとき電子はアノード電位によって加速され、高いエ
ネルギーをもってアクティブマトリクス基板全面に衝突
し、衝突部分にダメージを与える。

しかしＴＰＴを覆うアノード電極あるいは蛍光体薄膜よ
りなるシールド電極は、その表面において電子を吸収し
、膜内部への進入を阻止するため、電子はＴＰＴまで到
達せず、ＴＰＴが電子によってダメージを受けることは
ない。

ここでシールド電極は高エネルギーをもつ電子を十分に
吸収できるだけの膜厚であることが重要である。また画
素間の絶縁性の平面基板がむき出しになっている部分へ
のチャージアップを防止するために、半絶縁性皮膜をア
クティブマトリクス基板表面に形成するとよい。

本実施例において、ＴＰＴを形成する平面基板にセラミ
ック材料であるアルミナ基板を用いた。

蛍光表示装置は比較的消費電力が大きいため、基板の熱
伝導性が悪いと発熱によってＴＰＴ特性が変化し、表示
特性や寿命に悪影響を及ぼす。セラミック材料は耐熱性
や絶縁性に優れＴＰＴを形成する基板として適し、また
熱伝導性はシリコン基板並以上に良好であるため上述の
特性劣化が避けられ、さらに低価格で大面積なものが得
られるため、アクティブマトリクス型蛍光表示装置に適
している。このような性質を満足するセラミック材料に
はアルミナのほかに、Ｓ　ｉ０２、　ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ
４、　Ｐ　ｂｏ、　　ＣａＱなどや、結晶性誘電体材料
が利用できる。

で、アクティブマトリクス基板のうちＴＰＴ近傍の概略
断面図である。平面基板１の表面にＴＰＴ２を形成した
のち、ゲート制御信号線３、表示信号線４を形成し、さ
らにアノード電極５および蛍光体薄膜６を形成する。こ
のとき、７ノード電極５と同時にシールド電極１１をＴ
ＰＴの表面に形成する。シールド電極１１はＴＰＴのチ
ャネル部分を少なくも覆い、外部引出し線によって一定
電位に保たれているため電子線によるＴＰＴへのダメー
ジを防止している。シールド電極は低インピーダンスで
あればよいが、その電位はアノード電位より低い方が望
ましい。なぜなら、電子は電位の高い方に引かれるため
、シールド’ｆｆ１ｔｉよりアノード電極に流れやすく
、効率がよくなるからである。シールド電極に用いる導
電材料は電子衝突による損傷を受けにくい材料が好まし
く、アルミニウムなどのほか高融点金属などが適当であ
る。

〈実施例２〉 第３図は本発明の第二の実施例を説明するもの以上の二
実施例において、スイッチング素子にポリシリコンＴＰ
Ｔを用いたが、このほかにアモルファスシリコンＴＦＴ
やＣｄ５ｅＴＦＴなどが利用できる。

また本発明はカソード電極として加熱型の熱電子放出機
構のほかに、尖頭電極型あるいはＭＩＭ（Ｈｅｔａｌ−
Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ　）型の電界電子放出
機構を利用したアクティブマトリクス型蛍光表示装置に
適用できる。

［発明の効果］ 本発明のアクティブマトリクス型蛍光表示装置は以下に
列記する格別なる発明の効果を有する。

（１）電子線によるスイッチング素子へのダメージがな
く、表示品質、信頼性に優れている。

（２）スイッチング素子の表面まで蛍光体薄膜が形成で
き、発光領域を広げられるため画素開口率がよく、明る
い表示が実現できる。

（３）熱伝導性がよく、安価で大面積の基板が使用でき
るため、高画質でしかも低コストである。

第１図は本発明の第一の実施例を説明するためのもので
、アクティブマトリクス型蛍光表示装置の断面概略図で
ある。

第２図は第１図に示したアクティブマトリクス基板の平
面概略図である。

第３図は本発明の第二の実施例を説明するもので、アク
ティブマトリクス基板のうちＴＰＴ近傍の概略断面図で
ある。

１・・平面基板 ２・・薄膜トランジスタ（ＴＰＴ） ３・・ゲート制御信号線 ４・・表示信号線 ５・・７ノード電極 ６・・蛍光体１膜 ７・　・グリッド電極 ８・・カソード電極 ９・・対向基板 １０・・透明導電膜 １１・・シールド電極

【図面の簡単な説明】

以上 第 １ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平面基板上に形成された薄膜トランジスタをスイ
   ッチング素子とするアクティブマトリクス型蛍光表示装
   置であって、前記薄膜トランジスタの少なくもチャネル
   部分はシールド電極で覆われていることを特徴とするア
   クティブマトリクス型蛍光表示装置。
2. （２）前記平面基板はセラミック材料よりなることを特
   徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス蛍光表
   示装置。