JPH11154457A - カソード・アセンブリー - Google Patents
カソード・アセンブリーInfo
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- JPH11154457A JPH11154457A JP27926298A JP27926298A JPH11154457A JP H11154457 A JPH11154457 A JP H11154457A JP 27926298 A JP27926298 A JP 27926298A JP 27926298 A JP27926298 A JP 27926298A JP H11154457 A JPH11154457 A JP H11154457A
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- electrically conductive
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- conductive stripes
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Links
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Landscapes
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
(57)【要約】
カソード・アセンブリーは、極部品、基板、基板上に堆
積された複数の伝導ストライプ、基板上に堆積された複
数の伝導ストライプ上および複数の伝導ストライプ間に
さらされた基板部分に堆積されたダイヤモンド材料の連
続層を含んでいる。
積された複数の伝導ストライプ、基板上に堆積された複
数の伝導ストライプ上および複数の伝導ストライプ間に
さらされた基板部分に堆積されたダイヤモンド材料の連
続層を含んでいる。
Description
【０００１】
【関連申請の相互参照】Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナン
バー１２１７９−Ｐ０５８ＵＳ ‘Ａ ＤＩＳＰＬＡ
Ｙ’ Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナンバー０８／７０６，０７
７‘ＨＩＧＨ ＩＮＴＥＮＳＩＴＹ ＬＡＭＰ’ Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナンバー８６／６９９，１１
９ ‘ＢＡＣＫＬＩＧＨＴＳ ＦＯＲ ＣＯＬＯＲ Ｌ
ＩＱＵＩＤＣＲＹＳＴＡＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ’
バー１２１７９−Ｐ０５８ＵＳ ‘Ａ ＤＩＳＰＬＡ
Ｙ’ Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナンバー０８／７０６，０７
７‘ＨＩＧＨ ＩＮＴＥＮＳＩＴＹ ＬＡＭＰ’ Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナンバー８６／６９９，１１
９ ‘ＢＡＣＫＬＩＧＨＴＳ ＦＯＲ ＣＯＬＯＲ Ｌ
ＩＱＵＩＤＣＲＹＳＴＡＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ’
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は電子放出装置、特に
電子放出陰極部品に関連している。
電子放出陰極部品に関連している。
【０００３】
【背景およびは発明が解決しようとしている課題】ナノ
結晶ダイヤモンド細粒と、ｓｐ２とｓｐ３軌道の混合か
らなるインターグレインを含むある種のダイヤモンド薄
膜は、パターニング、エッチング、フォトリソグラフィ
ーなどの標準的マイクロエレクトロニクスプロセスを用
いたダイヤモンド薄膜を含む機構過程を経た後におい
て、電子放出に乏しい、または、全く電子を放出しない
ということは発見されている。望ましいランプやディス
プレーのピクセル構造の実現のために、ランプや平面デ
ィスプレーの中に、電子放出用としてダイヤモンド薄膜
を利用する先の技術は、そのようなマイクロエレクトロ
ニクスプロセスを必要としている。その結果、このよう
なダイヤモンド薄膜上のマイクロエレクトロニクスプロ
セスの利用を必要としない機構の制作方法とその機構
が、求められている。
結晶ダイヤモンド細粒と、ｓｐ２とｓｐ３軌道の混合か
らなるインターグレインを含むある種のダイヤモンド薄
膜は、パターニング、エッチング、フォトリソグラフィ
ーなどの標準的マイクロエレクトロニクスプロセスを用
いたダイヤモンド薄膜を含む機構過程を経た後におい
て、電子放出に乏しい、または、全く電子を放出しない
ということは発見されている。望ましいランプやディス
プレーのピクセル構造の実現のために、ランプや平面デ
ィスプレーの中に、電子放出用としてダイヤモンド薄膜
を利用する先の技術は、そのようなマイクロエレクトロ
ニクスプロセスを必要としている。その結果、このよう
なダイヤモンド薄膜上のマイクロエレクトロニクスプロ
セスの利用を必要としない機構の制作方法とその機構
が、求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上の電気
伝導ストライプに堆積したダイヤモンド薄膜を持つ陰極
部品によって前述の要求に答えてゆくもので、ダイヤモ
ンドフィルムはマイクロエレクトロニクスの行程を経ず
にすむ、という利点がある。ダイヤモンドは一般的な方
法によって堆積する。ダイヤモンド薄膜はＣＶＤダイヤ
モンドもしくはｓｐ２とｓｐ３の混合構造を持ったアモ
ルファスダイヤモンドからなり、電気伝導性基板上に堆
積させたものである。後述の詳細の項を理解しやすくす
る為に技術面における利点を述べたが、さらに付け加え
るべき特徴・利点は以下に述べる。
伝導ストライプに堆積したダイヤモンド薄膜を持つ陰極
部品によって前述の要求に答えてゆくもので、ダイヤモ
ンドフィルムはマイクロエレクトロニクスの行程を経ず
にすむ、という利点がある。ダイヤモンドは一般的な方
法によって堆積する。ダイヤモンド薄膜はＣＶＤダイヤ
モンドもしくはｓｐ２とｓｐ３の混合構造を持ったアモ
ルファスダイヤモンドからなり、電気伝導性基板上に堆
積させたものである。後述の詳細の項を理解しやすくす
る為に技術面における利点を述べたが、さらに付け加え
るべき特徴・利点は以下に述べる。
【０００５】
【発明の実施形態】本発明を最初によく理解する為に、
素材や大きさなどいくつかの点を述べていく。しかし、
本発明の技術は、このような詳細の無い状態で得られた
ことは明らかになるであろう。そうでなければ、この本
発明を不必要に細かく、不明瞭にしないため、よく知ら
れた回路をブロックダイアグラムのかたちにしている。
詳細は、この本発明の全体の理解を得るためには必要で
はなく、またそれは、関連技術の個人の技量によるもの
であるので、多くの部分では、時間考査に関する詳細な
どはかなり省略されている。
素材や大きさなどいくつかの点を述べていく。しかし、
本発明の技術は、このような詳細の無い状態で得られた
ことは明らかになるであろう。そうでなければ、この本
発明を不必要に細かく、不明瞭にしないため、よく知ら
れた回路をブロックダイアグラムのかたちにしている。
詳細は、この本発明の全体の理解を得るためには必要で
はなく、またそれは、関連技術の個人の技量によるもの
であるので、多くの部分では、時間考査に関する詳細な
どはかなり省略されている。
【０００６】図に関して、一つ一つの要素が必ずしも同
じ縮尺で描かれているわけではなく、また、いくつかの
図に共通するものに関しては、おなじ番号をつけること
で対応を示している。
じ縮尺で描かれているわけではなく、また、いくつかの
図に共通するものに関しては、おなじ番号をつけること
で対応を示している。
【０００７】図１においては、スパッタリング、蒸着、
気相成長などの、一般的なプロセスにより堆積された伝
導性物質（金属など）の層１０１を持つ、基板１００が
描かれている。基板はガラスやセラミックス（フォース
テライトあるいはアルミナ）などの絶縁体物質からな
る。１０１の伝導性物質は、Ｔｉ、ＴｉＷ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗもしくはこれらのあるいは他の伝導薄膜の多層膜
よりなる。
気相成長などの、一般的なプロセスにより堆積された伝
導性物質（金属など）の層１０１を持つ、基板１００が
描かれている。基板はガラスやセラミックス（フォース
テライトあるいはアルミナ）などの絶縁体物質からな
る。１０１の伝導性物質は、Ｔｉ、ＴｉＷ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗもしくはこれらのあるいは他の伝導薄膜の多層膜
よりなる。
【０００８】次に図２については，２０１はダイヤモン
ドの連続膜で、よく知られたいずれかの方法を利用し
て、基板上に置かれたシャドウマスク２０２を通して伝
導層１０１上に堆積される。２０１のダイヤモンド薄膜
は、ナノクリスタルもしくはマイクロクリスタルから成
り、ｓｐ２とｓｐ３のいずれの構造でも構わない。さら
に、ダイヤモンドフィルムに関して知りたければＵ．
Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．５，５４８，１８５，Ｕ．
Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉ
ａｌ Ｎｏ．０８／４８５，９５４を参照されたい。
ドの連続膜で、よく知られたいずれかの方法を利用し
て、基板上に置かれたシャドウマスク２０２を通して伝
導層１０１上に堆積される。２０１のダイヤモンド薄膜
は、ナノクリスタルもしくはマイクロクリスタルから成
り、ｓｐ２とｓｐ３のいずれの構造でも構わない。さら
に、ダイヤモンドフィルムに関して知りたければＵ．
Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．５，５４８，１８５，Ｕ．
Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉ
ａｌ Ｎｏ．０８／４８５，９５４を参照されたい。
【０００９】図４には、金属などの伝導性物質、あるい
は伝導層１０１として列挙した物質からなるグリッド４
０１が描かれている。一般的に知られた方法によってグ
リッド４０１の交差点を誘電体４０２で覆う。誘電体あ
るいは絶縁体としてはＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｇ、シリコン
酸化窒化物、もしくは酸化金属を用いる。この堆積過程
において、シャドウマスクを使用しても差し支えない。
は伝導層１０１として列挙した物質からなるグリッド４
０１が描かれている。一般的に知られた方法によってグ
リッド４０１の交差点を誘電体４０２で覆う。誘電体あ
るいは絶縁体としてはＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｇ、シリコン
酸化窒化物、もしくは酸化金属を用いる。この堆積過程
において、シャドウマスクを使用しても差し支えない。
【００１０】図５は格子とカソード部分の断面構造が示
されている。ここで、どのようにしてグリッド４０１が
支柱５０１によって保持されているかが合わせて示され
ている。支柱５０１はセラミックスやガラスなどの材質
を用い、機械的に伝導層１０１に付着している。同様に
グリッド４０１は機械的に支柱５０１に接している。図
３は基板１００とカソード（ダイヤモンド）層に対して
支柱５０１がどのように配置されるかを示す。
されている。ここで、どのようにしてグリッド４０１が
支柱５０１によって保持されているかが合わせて示され
ている。支柱５０１はセラミックスやガラスなどの材質
を用い、機械的に伝導層１０１に付着している。同様に
グリッド４０１は機械的に支柱５０１に接している。図
３は基板１００とカソード（ダイヤモンド）層に対して
支柱５０１がどのように配置されるかを示す。
【００１１】図６は本発明に対応したランプの形状の断
面図が描かれている。図６で、アノード６００は図５に
描かれた構造と組み合わされる。
面図が描かれている。図６で、アノード６００は図５に
描かれた構造と組み合わされる。
【００１２】アノード６００は、いくつかの良く知られ
たアノード構造の一つから構成されればよい。例とし
て、アノード６００はガラス基板６０２とその上に堆積
された誘電体６０３を含む。インジウム・錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）層６０４が誘電体層６０３上に堆積される。蛍光
物質６０５は、図には示されていないが、必要であれば
蛍光体層６０５の大きさがダイヤモンド層２０１の大き
さと一致するようシャドウマスクを用い、ＩＴＯ層６０
４の上に堆積される。さらに、５ｋＶ以上の電圧を印加
する場合には、５００Åの厚さを持つアルミニウム層６
０６を蛍光体層６０５の保護の目的で堆積する必要が生
じる。
たアノード構造の一つから構成されればよい。例とし
て、アノード６００はガラス基板６０２とその上に堆積
された誘電体６０３を含む。インジウム・錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）層６０４が誘電体層６０３上に堆積される。蛍光
物質６０５は、図には示されていないが、必要であれば
蛍光体層６０５の大きさがダイヤモンド層２０１の大き
さと一致するようシャドウマスクを用い、ＩＴＯ層６０
４の上に堆積される。さらに、５ｋＶ以上の電圧を印加
する場合には、５００Åの厚さを持つアルミニウム層６
０６を蛍光体層６０５の保護の目的で堆積する必要が生
じる。
【００１３】誘電体層６０３は、誘電体４０２として上
述した誘電体材料の中の一つから構成されればよい。使
用されるＩＴＯは５〜２０Ω／ｃｍのシート抵抗をもつ
ことが望まれる。
述した誘電体材料の中の一つから構成されればよい。使
用されるＩＴＯは５〜２０Ω／ｃｍのシート抵抗をもつ
ことが望まれる。
【００１４】グリッド４０１からアノード６００までの
距離は，支柱６０１によって与えられる。ここで、支柱
６０１は支柱５０１と同様、セラミックスやガラス材料
から構成される。
距離は，支柱６０１によって与えられる。ここで、支柱
６０１は支柱５０１と同様、セラミックスやガラス材料
から構成される。
【００１５】図６に示されたランプは、伝導層１０１を
グラウンド（アース）し、電圧源６０１を利用しグリッ
ド４０１に直流、交流、もしくはパルスの電圧信号を加
えることによりダイヤモンド層２０１から電子を引き出
すことにより動作する。電子はダイヤモンド層２１０か
ら引き出され、グリッド４０１の開口部を抜け、蛍光体
層６０５へ加速され到達する。直流定電圧がＩＴＯ６０
４とグラウンド（アース）、あるいは蛍光体層６０５の
間に印加される。
グラウンド（アース）し、電圧源６０１を利用しグリッ
ド４０１に直流、交流、もしくはパルスの電圧信号を加
えることによりダイヤモンド層２０１から電子を引き出
すことにより動作する。電子はダイヤモンド層２１０か
ら引き出され、グリッド４０１の開口部を抜け、蛍光体
層６０５へ加速され到達する。直流定電圧がＩＴＯ６０
４とグラウンド（アース）、あるいは蛍光体層６０５の
間に印加される。
【００１６】グリッド４０１の開口部の大きさが、グリ
ッド４０１とカソード層２０１との距離と同程度である
と最も理想的な電子の放出が行われるということがシミ
ュレーションにより実証されている。パフォレーション
を持つシリコンや金属箔、あるいはいかなる伝導材料に
用いられるグリッド技術により、ここで使用するグリッ
ドは１〜１０００ミクロンの開口穴を持つ。
ッド４０１とカソード層２０１との距離と同程度である
と最も理想的な電子の放出が行われるということがシミ
ュレーションにより実証されている。パフォレーション
を持つシリコンや金属箔、あるいはいかなる伝導材料に
用いられるグリッド技術により、ここで使用するグリッ
ドは１〜１０００ミクロンの開口穴を持つ。
【００１７】アノード−カソード間の電圧は、５〜５０
ｋＶ程度である。
ｋＶ程度である。
【００１８】図６に示されたような高輝度ランプは、た
とえ電子放出サイト密度が低くとも実現可能である。な
ぜならば、電子光学を考えると、カソード層２０１から
放出された電子ビームがグリッド４０１によって発散す
るためである。この結果、アノード６００は一様な照度
をもつ。
とえ電子放出サイト密度が低くとも実現可能である。な
ぜならば、電子光学を考えると、カソード層２０１から
放出された電子ビームがグリッド４０１によって発散す
るためである。この結果、アノード６００は一様な照度
をもつ。
【００１９】図７に描かれているのはアノード６００の
もう一つの具体化である。このようなもう一つのアノー
ドの具体化は、すでに引用しているＵ．Ｓ．特許申請シ
リアルナンバー０８／６９９，１１９で開示されている
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）にも流用することができ
る。（ここには示されていないが）カソード層２０１か
ら放出された電子は蛍光体層７００に向かって飛び、黒
色マトリックスコーティング７０１の間に堆積された赤
色蛍光体７１１と緑色蛍光体７１２に衝突する。こらら
の赤・緑・青（示していない）の蛍光物質はそれぞれ固
有のフォトンを液晶サブピクセル７０１〜７０３に向け
放出する。このことについてはここではこれ以上触れな
いが、Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナンバー０８／６９
９，１１９において開示されているので，これを参照さ
れたい。
もう一つの具体化である。このようなもう一つのアノー
ドの具体化は、すでに引用しているＵ．Ｓ．特許申請シ
リアルナンバー０８／６９９，１１９で開示されている
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）にも流用することができ
る。（ここには示されていないが）カソード層２０１か
ら放出された電子は蛍光体層７００に向かって飛び、黒
色マトリックスコーティング７０１の間に堆積された赤
色蛍光体７１１と緑色蛍光体７１２に衝突する。こらら
の赤・緑・青（示していない）の蛍光物質はそれぞれ固
有のフォトンを液晶サブピクセル７０１〜７０３に向け
放出する。このことについてはここではこれ以上触れな
いが、Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナンバー０８／６９
９，１１９において開示されているので，これを参照さ
れたい。
【００２０】図８は本発明で開示したフィールドエミッ
ションランプに使用することができる、アノードのさら
なるもう一つの具体化を示している。描かれているのは
アノードアセンブリーの一部で、一つのサブピクセル８
１が蛍光物質８２により生成されたフォトンによって発
光している様子である。蛍光体８２から放出された光
（フォトン）はＩＴＯ８３と基板８４によってすべての
方向に分散され、フォーカスレンズ８６・８７の別々も
しくは組み合わせによってサブピクセル８１にフォーカ
スされる。蛍光物質８２は黒色マトリックス部分である
８８・８９の間に存在することに注意されたい。
ションランプに使用することができる、アノードのさら
なるもう一つの具体化を示している。描かれているのは
アノードアセンブリーの一部で、一つのサブピクセル８
１が蛍光物質８２により生成されたフォトンによって発
光している様子である。蛍光体８２から放出された光
（フォトン）はＩＴＯ８３と基板８４によってすべての
方向に分散され、フォーカスレンズ８６・８７の別々も
しくは組み合わせによってサブピクセル８１にフォーカ
スされる。蛍光物質８２は黒色マトリックス部分である
８８・８９の間に存在することに注意されたい。
【００２１】図１０は平面ディスプレイ、ビルボード、
あるいは他のマトリックス駆動ディスプレーを含むよう
な本発明で使用する際のランプの配置の模式的な図であ
る。個々のランプ１００１〜１００４は、アノード、カ
ソード、グリッドを持つ、図６に示したランプに組み込
まれても差し支えない。図１０においてＡはアノード、
Ｃはカソード、Ｇはグリッドを表している。
あるいは他のマトリックス駆動ディスプレーを含むよう
な本発明で使用する際のランプの配置の模式的な図であ
る。個々のランプ１００１〜１００４は、アノード、カ
ソード、グリッドを持つ、図６に示したランプに組み込
まれても差し支えない。図１０においてＡはアノード、
Ｃはカソード、Ｇはグリッドを表している。
【００２２】それぞれのアノードは１０キロボルトの電
源につながれており、ランプのグリッド１００１と１０
０４はドライバー１０１１によって駆動され、ランプの
グリッド１００２と１００５はドライバー１００７によ
って駆動され、ランプのグリッド１００３と１００６は
ドライバー１００８によって駆動される。ランプのカソ
ード１００１〜１００３はドライバ１００９で駆動さ
れ、ランプのカソード１００４〜１００６はドライバ１
０１０によって駆動されている。 ランプ１００１のよ
うなある特定のランプをオンする場合には、正のパルス
がドライバ１０１１からランプのグリッド１００１に伝
わり、一方でこれに対応した負のパルスがドライバ１０
０９からランプのカソード１００１に伝達される。この
ため、電子がランプのカソード１００１からアノードへ
放出される。図１０の下の部分は、ある特定のランプあ
るいはピクセルから選んで画像を作り出すために、この
ようなパルスが、どのようなタイミングで動作すればよ
いかを示している。
源につながれており、ランプのグリッド１００１と１０
０４はドライバー１０１１によって駆動され、ランプの
グリッド１００２と１００５はドライバー１００７によ
って駆動され、ランプのグリッド１００３と１００６は
ドライバー１００８によって駆動される。ランプのカソ
ード１００１〜１００３はドライバ１００９で駆動さ
れ、ランプのカソード１００４〜１００６はドライバ１
０１０によって駆動されている。 ランプ１００１のよ
うなある特定のランプをオンする場合には、正のパルス
がドライバ１０１１からランプのグリッド１００１に伝
わり、一方でこれに対応した負のパルスがドライバ１０
０９からランプのカソード１００１に伝達される。この
ため、電子がランプのカソード１００１からアノードへ
放出される。図１０の下の部分は、ある特定のランプあ
るいはピクセルから選んで画像を作り出すために、この
ようなパルスが、どのようなタイミングで動作すればよ
いかを示している。
【００２３】本発明の実現するために必要なハードウェ
ア環境の描写、すなわちデータプロセッシングシステム
９１３の典型的ハードウェア構成が描かれており、一般
的なマクロプロセッサーのような中央処理ユニット（Ｃ
ＰＵ）９１０、いくつかの他の機器がシステムバス９１
２を介して相互につながれている様子が図９に示されて
いる。システム９１３にはランダムアクセスメモリー
（ＲＡＭ）９１４、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）
９１６、ディスクユニット９２０やテープユニット９４
０をバス９１２に接続するためのインプット／アウトプ
ット（Ｉ／Ｏ）アダプタ９１８、キーボード９２４やマ
ウス９２６やタッチスタリーン装置のような他のユーザ
ーインタフェース装置をバス９１２に接続するためのイ
ンターフェースアダプタ９２２、接続システム９１３を
データプロセッシングネットワークへ接続するためのコ
ミュニケーションアダプタ９３４や接続バスとディスプ
レー装置９２８を接続するためのディスプレーアダプタ
９３６が含まれている。
ア環境の描写、すなわちデータプロセッシングシステム
９１３の典型的ハードウェア構成が描かれており、一般
的なマクロプロセッサーのような中央処理ユニット（Ｃ
ＰＵ）９１０、いくつかの他の機器がシステムバス９１
２を介して相互につながれている様子が図９に示されて
いる。システム９１３にはランダムアクセスメモリー
（ＲＡＭ）９１４、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）
９１６、ディスクユニット９２０やテープユニット９４
０をバス９１２に接続するためのインプット／アウトプ
ット（Ｉ／Ｏ）アダプタ９１８、キーボード９２４やマ
ウス９２６やタッチスタリーン装置のような他のユーザ
ーインタフェース装置をバス９１２に接続するためのイ
ンターフェースアダプタ９２２、接続システム９１３を
データプロセッシングネットワークへ接続するためのコ
ミュニケーションアダプタ９３４や接続バスとディスプ
レー装置９２８を接続するためのディスプレーアダプタ
９３６が含まれている。
【００２４】ディスプレイ９３８は図６に示したランプ
を、映像ディスプレイ用に具体化したものである。ディ
スプレー９３８は、平面ディスプレイあるいはビルボー
ドデバイスであってもかまわない。図９に示したデータ
プロセッシングシステムはディスプレイテクノロジーに
も利用でき、それに関しては以下の図１１−２２（マト
リクス駆動ディスプレイパネルの構造とその製造法）に
おいて述べる。
を、映像ディスプレイ用に具体化したものである。ディ
スプレー９３８は、平面ディスプレイあるいはビルボー
ドデバイスであってもかまわない。図９に示したデータ
プロセッシングシステムはディスプレイテクノロジーに
も利用でき、それに関しては以下の図１１−２２（マト
リクス駆動ディスプレイパネルの構造とその製造法）に
おいて述べる。
【００２５】図１１において基板１１０１は伝導性（金
属など）薄膜１１０２に覆われており、１１０２はスパ
ッタリングや蒸着のような良く知られた技術により堆積
されたものである。セラミックやガラスなどから成る基
板の厚さは１〜５ｍｍで薄膜の厚さは０．５〜１．５ミ
クロンである。
属など）薄膜１１０２に覆われており、１１０２はスパ
ッタリングや蒸着のような良く知られた技術により堆積
されたものである。セラミックやガラスなどから成る基
板の厚さは１〜５ｍｍで薄膜の厚さは０．５〜１．５ミ
クロンである。
【００２６】図１２は、フォトレジスト１２０１を金属
薄膜１１０２の上にスピンコートさせたものである。図
１３はマスク（示していないが）を用い、フォトレジス
トを平行なストライプ上にパターニングしたものであ
る。次に図１４は、形成したストライプの間の金属層１
１０１をエッチングする際の、エッチング行程を示した
ものである。図１５においては、フォトレジスト１２０
１が除去され、金属ストライプ１１０２のみが残ってい
る様子を示している。ここでこの金属ストライプの幅は
約１００ミクロン、それぞれの金属ストライプの間隔が
１０〜２０ミクロンである。
薄膜１１０２の上にスピンコートさせたものである。図
１３はマスク（示していないが）を用い、フォトレジス
トを平行なストライプ上にパターニングしたものであ
る。次に図１４は、形成したストライプの間の金属層１
１０１をエッチングする際の、エッチング行程を示した
ものである。図１５においては、フォトレジスト１２０
１が除去され、金属ストライプ１１０２のみが残ってい
る様子を示している。ここでこの金属ストライプの幅は
約１００ミクロン、それぞれの金属ストライプの間隔が
１０〜２０ミクロンである。
【００２７】カソードストライプ１１０２にダイヤモン
ド粒子を選択に堆積させていく過程を図１６に示す。基
板１１０１と金属線１１０２からなるカソードをＡＩ
（ＮＯ３）３、Ｍａ（ＮＯ３）２、Ｌａ（ＮＯ３）３な
どの電解質溶液で満たした１６０１の中に入れた有機ア
ルコール溶液１６０２の中に入れる。アノード１６０３
にはニッケル、ステンレス、プラチナなどの物質を用い
ることができる。ダイヤモンド粒子の大きさはナノ単位
で、溶液１６０２に放出される。電源１６０５と電圧計
１６０４によって負の電圧をアノードにかけるとダイヤ
モンド粒子が１１０２の金属線に堆積し，以降のダイヤ
モンドの成長の核となる。
ド粒子を選択に堆積させていく過程を図１６に示す。基
板１１０１と金属線１１０２からなるカソードをＡＩ
（ＮＯ３）３、Ｍａ（ＮＯ３）２、Ｌａ（ＮＯ３）３な
どの電解質溶液で満たした１６０１の中に入れた有機ア
ルコール溶液１６０２の中に入れる。アノード１６０３
にはニッケル、ステンレス、プラチナなどの物質を用い
ることができる。ダイヤモンド粒子の大きさはナノ単位
で、溶液１６０２に放出される。電源１６０５と電圧計
１６０４によって負の電圧をアノードにかけるとダイヤ
モンド粒子が１１０２の金属線に堆積し，以降のダイヤ
モンドの成長の核となる。
【００２８】この過程の結果を図１７に示す。ここでナ
ノサイズのダイヤモンド粒子１７０１が金属線１１０２
上に堆積している。
ノサイズのダイヤモンド粒子１７０１が金属線１１０２
上に堆積している。
【００２９】次に、図１７に描かれたカソード構造を真
空装置に入れ、すでに良く知られているダイヤモンドの
気相成長（ＣＶＤ）を行う。ダイヤモンド核成長プロセ
スは、当初ダイヤモンド粒子１７０１上で起こり、やが
て連続したダイヤモンド層１８０１を形成する（図１
８）。このプロセスの結果，点線によって囲まれた部分
は金属線１１０２上のダイヤモンド層の部分よりもはる
かに高い抵抗値を示す。これによって金属線１１０２間
のクロストークを減少もしくはなくすことができる。
空装置に入れ、すでに良く知られているダイヤモンドの
気相成長（ＣＶＤ）を行う。ダイヤモンド核成長プロセ
スは、当初ダイヤモンド粒子１７０１上で起こり、やが
て連続したダイヤモンド層１８０１を形成する（図１
８）。このプロセスの結果，点線によって囲まれた部分
は金属線１１０２上のダイヤモンド層の部分よりもはる
かに高い抵抗値を示す。これによって金属線１１０２間
のクロストークを減少もしくはなくすことができる。
【００３０】図２０はグリッド２０００が典型的な半導
体製造に用いる方法によってカソードから独立して製造
される様子を示している。良く知られている方法により
パーフォレーションを持つシリコン基板２００３に、自
然酸化物あるいは他の種類の誘電体２００２をどのよう
な方法でも構わないので堆積させる。次に伝導層２００
１を（自然酸化物あるいは他の種類の誘電体２００２）
層２００２上に堆積させる。さらに，シリコン層２００
３の下部にもう一つの誘電体２００４を堆積させる。一
般的に，パーフォレーション２００５の幅は大体そのパ
ーフォレーションの高さに等しい。
体製造に用いる方法によってカソードから独立して製造
される様子を示している。良く知られている方法により
パーフォレーションを持つシリコン基板２００３に、自
然酸化物あるいは他の種類の誘電体２００２をどのよう
な方法でも構わないので堆積させる。次に伝導層２００
１を（自然酸化物あるいは他の種類の誘電体２００２）
層２００２上に堆積させる。さらに，シリコン層２００
３の下部にもう一つの誘電体２００４を堆積させる。一
般的に，パーフォレーション２００５の幅は大体そのパ
ーフォレーションの高さに等しい。
【００３１】図２２はマトリクス駆動ディスプレイ２２
０１の図であり、ここで上述のアノード６００はグリッ
ド２０００と上述の図１８のカソードとに機械的にくっ
ついている。高さのパラメータｈ（グリッド２０００と
ダイヤモンド１８０１の絶縁体）が０以上の正の値であ
ることに注意されたい。ディスプレイ２２０１は上述の
図６と同様な方法によって作られている。
０１の図であり、ここで上述のアノード６００はグリッ
ド２０００と上述の図１８のカソードとに機械的にくっ
ついている。高さのパラメータｈ（グリッド２０００と
ダイヤモンド１８０１の絶縁体）が０以上の正の値であ
ることに注意されたい。ディスプレイ２２０１は上述の
図６と同様な方法によって作られている。
【００３２】グリッド２０００はグリッド２１００（図
２１）と交換可能で，追加的な層２１０１と２１０２が
つけ加えられたことを除けば、はぼ同等である。層２１
０１は追加された金属層からなり、一方層２１０２は誘
電体からなる。グリッド２１００は図２２のカソードが
アノードとつながれており、ディスプレー２２０１に対
して四極構造を与える。
２１）と交換可能で，追加的な層２１０１と２１０２が
つけ加えられたことを除けば、はぼ同等である。層２１
０１は追加された金属層からなり、一方層２１０２は誘
電体からなる。グリッド２１００は図２２のカソードが
アノードとつながれており、ディスプレー２２０１に対
して四極構造を与える。
【００３３】この本発明とその利点について詳細に述べ
てきたが、付加した請求項で示した本発明の精神と見通
しから離れることなく置き換えや代替えなど様々な変更
がなされることは、容易に考えられる。
てきたが、付加した請求項で示した本発明の精神と見通
しから離れることなく置き換えや代替えなど様々な変更
がなされることは、容易に考えられる。
本発明とその利点のさらなる完全な理解のために、対応
する図とともに以下の説明を参照されたい。
する図とともに以下の説明を参照されたい。
【図１】伝導層でコーティングされた基板
【図２】伝導層上へのダイヤモンド層の堆積
【図３】上から見た本発明に一致するランプの陰極構造
【図４】グリッド
【図５】本発明に一致するグリッドと陰極の組立
【図６】本発明に一致する配置のランプ
【図７】本発明に一致する代替え的陽極の具体化
【図８】本発明に一致する他の代替え的陽極の具体化
【図９】本発明に一致する配置のデータプロセッシング
システム
システム
【図１０】ランプを形成するマトリックスディスプレー
【図１１−１５】基板上に陰極ストライプを作る過程
【図１６】陰極ストライプ上への選択的ダイモンド粒子
堆積の電着的過程
堆積の電着的過程
【図１７】図１６の過程後のダイヤモンド粒子が堆積さ
れた陰極ストライプ
れた陰極ストライプ
【図１８】陰極ストライプ上へのダイヤモンド薄膜と図
１７のダイヤモンド粒子の堆積
１７のダイヤモンド粒子の堆積
【図１９】図２２のディスプレーの中での特定のピクセ
ルへの接続
ルへの接続
【図２０】三極ディスプレーの中に利用されるグリッド
【図２１】四極ディスプレーの中で利用されるグリッド
【図２２】本発明に一致する三極ディスプレー
【図２３】グリッド構造を通るパーフォレーション
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１０月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 カソード・アセンブリー
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連申請の相互参照】Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナン
バー１２１７９−Ｐ０５８ＵＳ‘Ａ ＤＩＳＰＬＡＹ’
Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナンバー０８／７０６，０７
７‘ＨＩＧＨ ＩＮＴＥＮＳＩＴＹ ＬＡＭＰ’Ｕ．
Ｓ．特許申請シリアルナンバー８６／６９９，１１９
‘ＢＡＣＫＬＩＧＨＴＳ ＦＯＲ ＣＯＬＯＲ ＬＩＱ
ＵＩＤ ＣＲＹＳＴＡＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ’
バー１２１７９−Ｐ０５８ＵＳ‘Ａ ＤＩＳＰＬＡＹ’
Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナンバー０８／７０６，０７
７‘ＨＩＧＨ ＩＮＴＥＮＳＩＴＹ ＬＡＭＰ’Ｕ．
Ｓ．特許申請シリアルナンバー８６／６９９，１１９
‘ＢＡＣＫＬＩＧＨＴＳ ＦＯＲ ＣＯＬＯＲ ＬＩＱ
ＵＩＤ ＣＲＹＳＴＡＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ’
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は電子放出装置、特に
電子放出カソード・アセンブリーに関連している。
電子放出カソード・アセンブリーに関連している。
【０００３】
【背景およびは発明が解決しようとしている課題】ナノ
結晶ダイヤモンド細粒と、ｓｐ２とｓｐ３軌道の混合か
らなるインターグレインを含むある種のダイヤモンド薄
膜は、パターニング、エッチング、フォトリソグラフィ
ーなどの標準的マイクロエレクトロニクスプロセスを用
いたダイヤモンド薄膜を含む機構過程を経た後におい
て、電子放出に乏しい、または、全く電子を放出しない
ということは発見されている。望ましいランプやディス
プレーのピクセル構造の実現のために、ランプや平面デ
ィスプレーの中に、電子放出用としてダイヤモンド薄膜
を利用する先の技術は、そのようなマイクロエレクトロ
ニクスプロセスを必要としている。その結果、このよう
なダイヤモンド薄膜上のマイクロエレクトロニクスプロ
セスの利用を必要としない機構の制作方法とその機構
が、求められている。
結晶ダイヤモンド細粒と、ｓｐ２とｓｐ３軌道の混合か
らなるインターグレインを含むある種のダイヤモンド薄
膜は、パターニング、エッチング、フォトリソグラフィ
ーなどの標準的マイクロエレクトロニクスプロセスを用
いたダイヤモンド薄膜を含む機構過程を経た後におい
て、電子放出に乏しい、または、全く電子を放出しない
ということは発見されている。望ましいランプやディス
プレーのピクセル構造の実現のために、ランプや平面デ
ィスプレーの中に、電子放出用としてダイヤモンド薄膜
を利用する先の技術は、そのようなマイクロエレクトロ
ニクスプロセスを必要としている。その結果、このよう
なダイヤモンド薄膜上のマイクロエレクトロニクスプロ
セスの利用を必要としない機構の制作方法とその機構
が、求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上の電気
伝導ストライプに堆積したダイヤモンド薄膜を持つカソ
ード・アセンブリーによって前述の要求に答えてゆくも
ので、ダイヤモンドフィルムはマイクロエレクトロニク
スの行程を経ずにすむ、という利点がある。ダイヤモン
ドは一般的な方法によって堆積する。ダイヤモンド薄膜
はＣＶＤダイヤモンドもしくはｓｐ２とｓｐ３の混合構
造を持ったアモルファスダイヤモンドからなり、電気伝
導性基板上に堆積させたものである。後述の詳細の項を
理解しやすくする為に技術面における利点を述べたが、
さらに付け加えるべき特徴・利点は以下に述べる。
伝導ストライプに堆積したダイヤモンド薄膜を持つカソ
ード・アセンブリーによって前述の要求に答えてゆくも
ので、ダイヤモンドフィルムはマイクロエレクトロニク
スの行程を経ずにすむ、という利点がある。ダイヤモン
ドは一般的な方法によって堆積する。ダイヤモンド薄膜
はＣＶＤダイヤモンドもしくはｓｐ２とｓｐ３の混合構
造を持ったアモルファスダイヤモンドからなり、電気伝
導性基板上に堆積させたものである。後述の詳細の項を
理解しやすくする為に技術面における利点を述べたが、
さらに付け加えるべき特徴・利点は以下に述べる。
【０００５】
【発明の実施形態】本発明を最初によく理解する為に、
素材や大きさなどいくつかの点を述べていく。しかし、
本発明の技術は、このような詳細の無い状態で得られた
ことは明らかになるであろう。そうでなければ、この本
発明を不必要に細かく、不明瞭にしないため、よく知ら
れた回路をブロックダイアグラムのかたちにしている。
詳細は、この本発明の全体の理解を得るためには必要で
はなく、またそれは、関連技術の個人の技量によるもの
であるので、多くの部分では、時間考査に関する詳細な
どはかなり省略されている。
素材や大きさなどいくつかの点を述べていく。しかし、
本発明の技術は、このような詳細の無い状態で得られた
ことは明らかになるであろう。そうでなければ、この本
発明を不必要に細かく、不明瞭にしないため、よく知ら
れた回路をブロックダイアグラムのかたちにしている。
詳細は、この本発明の全体の理解を得るためには必要で
はなく、またそれは、関連技術の個人の技量によるもの
であるので、多くの部分では、時間考査に関する詳細な
どはかなり省略されている。
【０００６】図に関して、一つ一つの要素が必ずしも同
じ縮尺で描かれているわけではなく、また、いくつかの
図に共通するものに関しては、おなじ番号をつけること
で対応を示している。
じ縮尺で描かれているわけではなく、また、いくつかの
図に共通するものに関しては、おなじ番号をつけること
で対応を示している。
【０００７】図１においては、スパッタリング、蒸着、
気相成長などの、一般的なプロセスにより堆積された伝
導性物質（金属など）の層１０１を持つ、基板１００が
描かれている。基板はガラスやセラミックス（フォース
テライトあるいはアルミナ）などの絶縁体物質からな
る。１０１の伝導性物質は、Ｔｉ ＴｉＷ，Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗもしくはこれらのあるいは他の伝導薄膜の多層膜
よりなる。
気相成長などの、一般的なプロセスにより堆積された伝
導性物質（金属など）の層１０１を持つ、基板１００が
描かれている。基板はガラスやセラミックス（フォース
テライトあるいはアルミナ）などの絶縁体物質からな
る。１０１の伝導性物質は、Ｔｉ ＴｉＷ，Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗもしくはこれらのあるいは他の伝導薄膜の多層膜
よりなる。
【０００８】次に図２については，２０１はダイヤモン
ドの連続膜で、よく知られたいずれかの方法を利用し
て、基板上に置かれたシャドウマスク２０２を通して伝
導層１０１上に堆積される。２０１のダイヤモンド薄膜
は、ナノクリスタルもしくはマイクロクリスタルから成
り、ｓｐ２とｓｐ３のいずれの構造でも構わない。さら
に、ダイヤモンドフィルムに関して知りたければＵ．
Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．５，５４８，１８５，Ｕ．
Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉ
ａｌ Ｎｏ．０８／４８５，９５４を参照されたい。
ドの連続膜で、よく知られたいずれかの方法を利用し
て、基板上に置かれたシャドウマスク２０２を通して伝
導層１０１上に堆積される。２０１のダイヤモンド薄膜
は、ナノクリスタルもしくはマイクロクリスタルから成
り、ｓｐ２とｓｐ３のいずれの構造でも構わない。さら
に、ダイヤモンドフィルムに関して知りたければＵ．
Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．５，５４８，１８５，Ｕ．
Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉ
ａｌ Ｎｏ．０８／４８５，９５４を参照されたい。
【０００９】図４には、金属などの伝導性物質、あるい
は伝導層１０１として列挙した物質からなるグリッド４
０１が描かれている。一般的に知られた方法によってグ
リッド４０１の交差点を誘電体４０２で覆う。誘電体あ
るいは絶縁体としてはＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｇ、シリコン
酸化窒化物、もしくは酸化金属を用いる。この堆積過程
において、シャドウマスクを使用しても差し支えない。
は伝導層１０１として列挙した物質からなるグリッド４
０１が描かれている。一般的に知られた方法によってグ
リッド４０１の交差点を誘電体４０２で覆う。誘電体あ
るいは絶縁体としてはＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｇ、シリコン
酸化窒化物、もしくは酸化金属を用いる。この堆積過程
において、シャドウマスクを使用しても差し支えない。
【００１０】図５は格子とカソード部分の断面構造が示
されている。ここで、どのようにしてグリッド４０１が
支柱５０１によって保持されているかが合わせて示され
ている。支柱５０１はセラミックスやガラスなどの材質
を用い、機械的に伝導層１０１に付着している。同様に
グリッド４０１は機械的に支柱５０１に接している。図
３は基板１００とカソード（ダイヤモンド）層に対して
支柱５０１がどのように配置されるかを示す。
されている。ここで、どのようにしてグリッド４０１が
支柱５０１によって保持されているかが合わせて示され
ている。支柱５０１はセラミックスやガラスなどの材質
を用い、機械的に伝導層１０１に付着している。同様に
グリッド４０１は機械的に支柱５０１に接している。図
３は基板１００とカソード（ダイヤモンド）層に対して
支柱５０１がどのように配置されるかを示す。
【００１１】図６は本発明に対応したランプの形状の断
面図が描かれている。図６で、アノード６００は図５に
描かれた構造と組み合わされる。
面図が描かれている。図６で、アノード６００は図５に
描かれた構造と組み合わされる。
【００１２】アノード６００は、いくつかの良く知られ
たアノード構造の一つから構成されればよい。例とし
て、アノード６００はガラス基板６０２とその上に堆積
された誘電体６０３を含む。インジウム．錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）層６０４が誘電体層６０３上に堆積される。蛍光
物質６０５は、図には示されていないが、必要であれば
蛍光体層６０５の大きさがダイヤモンド層２０１の大き
さと一致するようシャドウマスクを用い、ＩＴＯ層６０
４の上に堆積される。さらに、５ｋＶ以上の電圧を印加
する場合には、５００Åの厚さを持つアルミニウム層６
０６を蛍光体層６０５の保護の目的で堆積する必要が生
じる。
たアノード構造の一つから構成されればよい。例とし
て、アノード６００はガラス基板６０２とその上に堆積
された誘電体６０３を含む。インジウム．錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）層６０４が誘電体層６０３上に堆積される。蛍光
物質６０５は、図には示されていないが、必要であれば
蛍光体層６０５の大きさがダイヤモンド層２０１の大き
さと一致するようシャドウマスクを用い、ＩＴＯ層６０
４の上に堆積される。さらに、５ｋＶ以上の電圧を印加
する場合には、５００Åの厚さを持つアルミニウム層６
０６を蛍光体層６０５の保護の目的で堆積する必要が生
じる。
【００１３】誘電体層６０３は、誘電体４０２として上
述した誘電体材料の中の一つから構成されればよい。使
用されるＩＴＯは５〜２０Ω／ｃｍのシート抵抗をもつ
ことが望まれる。
述した誘電体材料の中の一つから構成されればよい。使
用されるＩＴＯは５〜２０Ω／ｃｍのシート抵抗をもつ
ことが望まれる。
【００１４】グリッド４０１からアノード６００までの
距離は，支柱６０１によって与えられる。ここで、支柱
６０１は支柱５０１と同様、セラミックスやガラス材料
から構成される。
距離は，支柱６０１によって与えられる。ここで、支柱
６０１は支柱５０１と同様、セラミックスやガラス材料
から構成される。
【００１５】図６に示されたランプは、伝導層１０１を
グラウンド（アース）し、電圧源６０１を利用しグリッ
ド４０１に直流、交流、もしくはパルスの電圧信号を加
えることによりダイヤモンド層２０１から電子を引き出
すことにより動作する。電子はダイヤモンド層２１０か
ら引き出され、グリッド４０１の開口部を抜け、蛍光体
層６０５へ加速され到達する。直流定電圧がＩＴＯ６０
４とグラウンド（アース）、あるいは蛍光体層６０５の
間に印加される。
グラウンド（アース）し、電圧源６０１を利用しグリッ
ド４０１に直流、交流、もしくはパルスの電圧信号を加
えることによりダイヤモンド層２０１から電子を引き出
すことにより動作する。電子はダイヤモンド層２１０か
ら引き出され、グリッド４０１の開口部を抜け、蛍光体
層６０５へ加速され到達する。直流定電圧がＩＴＯ６０
４とグラウンド（アース）、あるいは蛍光体層６０５の
間に印加される。
【００１６】グリッド４０１の開口部の大きさが、グリ
ッド４０１とカソード層２０１との距離と同程度である
と最も理想的な電子の放出が行われるということがシミ
ュレーションにより実証されている。パフォレーション
を持つシリコンや金属箔、あるいはいかなる伝導材料に
用いられるグリッド技術により、ここで使用するグリッ
ドは１〜１０００ミクロンの開口穴を持つ。
ッド４０１とカソード層２０１との距離と同程度である
と最も理想的な電子の放出が行われるということがシミ
ュレーションにより実証されている。パフォレーション
を持つシリコンや金属箔、あるいはいかなる伝導材料に
用いられるグリッド技術により、ここで使用するグリッ
ドは１〜１０００ミクロンの開口穴を持つ。
【００１７】アノード−カソード間の電圧は、５〜５０
ｋＶ程度である。
ｋＶ程度である。
【００１８】図６に示されたような高輝度ランプは、た
とえ電子放出サイト密度が低くとも実現可能である。な
ぜならば、電子光学を考えると、カソード層２０１から
放出された電子ビームがグリッド４０１によって発散す
るためである。この結果、アノード６００は一様な照度
をもつ。
とえ電子放出サイト密度が低くとも実現可能である。な
ぜならば、電子光学を考えると、カソード層２０１から
放出された電子ビームがグリッド４０１によって発散す
るためである。この結果、アノード６００は一様な照度
をもつ。
【００１９】図７に描かれているのはアノード６００の
もう一つの具体化である。このようなもう一つのアノー
ドの具体化は、すでに引用しているＵ．Ｓ．特許申請シ
リアルナンバー０８／６９９，１１９で開示されている
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）にも流用することができ
る。（ここには示されていないが）カソード層２０１か
ら放出された電子は蛍光体層７００に向かって飛び、黒
色マトリックスコーティング７０１の間に堆積された赤
色蛍光体７１１と緑色蛍光体７１２に衝突する。こらら
の赤・緑・青（示していない）の蛍光物質はそれぞれ固
有のフォトンを液晶サブピクセル７０１〜７０３に向け
放出する。 このことについてはここではこれ以上触れ
ないが、Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナンバー０８／６９
９，１１９において開示されているので，これを参照さ
れたい。
もう一つの具体化である。このようなもう一つのアノー
ドの具体化は、すでに引用しているＵ．Ｓ．特許申請シ
リアルナンバー０８／６９９，１１９で開示されている
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）にも流用することができ
る。（ここには示されていないが）カソード層２０１か
ら放出された電子は蛍光体層７００に向かって飛び、黒
色マトリックスコーティング７０１の間に堆積された赤
色蛍光体７１１と緑色蛍光体７１２に衝突する。こらら
の赤・緑・青（示していない）の蛍光物質はそれぞれ固
有のフォトンを液晶サブピクセル７０１〜７０３に向け
放出する。 このことについてはここではこれ以上触れ
ないが、Ｕ．Ｓ．特許申請シリアルナンバー０８／６９
９，１１９において開示されているので，これを参照さ
れたい。
【００２０】図８は本発明で開示したフィールドエミッ
ションランプに使用することができる、アノードのさら
なるもう一つの具体化を示している。描かれているのは
アノードアセンブリーの一部で、一つのサブピクセル８
１が蛍光物質８２により生成されたフォトンによって発
光している様子である。蛍光体８２から放出された光
（フォトン）はＩＴＯ８３と基板８４によってすべての
方向に分散され、フォーカスレンズ８６・８７の別々も
しくは組み合わせによってサブピクセル８１にフォーカ
スされる。蛍光物質８２は黒色マトリックス部分である
８８・８９の間に存在することに注意されたい。
ションランプに使用することができる、アノードのさら
なるもう一つの具体化を示している。描かれているのは
アノードアセンブリーの一部で、一つのサブピクセル８
１が蛍光物質８２により生成されたフォトンによって発
光している様子である。蛍光体８２から放出された光
（フォトン）はＩＴＯ８３と基板８４によってすべての
方向に分散され、フォーカスレンズ８６・８７の別々も
しくは組み合わせによってサブピクセル８１にフォーカ
スされる。蛍光物質８２は黒色マトリックス部分である
８８・８９の間に存在することに注意されたい。
【００２１】図１０は平面ディスプレイ、ビルボード、
あるいは他のマトリックス駆動ディスプレーを含むよう
な本発明で使用する際のランプの配置の模式的な図であ
る。個々のランプ１００１〜１００４は、アノード、カ
ソード、グリッドを持つ、図６に示したランプに組み込
まれても差し支えない。図１０においてＡはアノード、
Ｃはカソード、Ｇはグリッドを表している。
あるいは他のマトリックス駆動ディスプレーを含むよう
な本発明で使用する際のランプの配置の模式的な図であ
る。個々のランプ１００１〜１００４は、アノード、カ
ソード、グリッドを持つ、図６に示したランプに組み込
まれても差し支えない。図１０においてＡはアノード、
Ｃはカソード、Ｇはグリッドを表している。
【００２２】それぞれのアノードは１０キロボルトの電
源につながれており、ランプのグリッド１００１と１０
０４はドライバー１０１１によって駆動され、ランプの
グリッド１００２と１００５はドライバー１００７によ
って駆動され、ランプのグリッド１００３と１００６は
ドライバー１００８によって駆動される。ランプのカソ
ード１００１〜１００３はドライバ１００９で駆動さ
れ、ランプのカソード１００４〜１００６はドライバ１
０１０によって駆動されている。 ランプ１００１のよ
うなある特定のランプをオンする場合には、正のパルス
がドライバ１０１１からランプのグリッド１００１に伝
わり、一方でこれに対応した負のパルスがドライバ１０
０９からランプのカソード１００１に伝達される。この
ため、電子がランプのカソード１００１からアノードへ
放出される。図１０の下の部分は、ある特定のランプあ
るいはピクセルから選んで画像を作り出すために、この
ようなパルスが、どのようなタイミングで動作すればよ
いかを示している。
源につながれており、ランプのグリッド１００１と１０
０４はドライバー１０１１によって駆動され、ランプの
グリッド１００２と１００５はドライバー１００７によ
って駆動され、ランプのグリッド１００３と１００６は
ドライバー１００８によって駆動される。ランプのカソ
ード１００１〜１００３はドライバ１００９で駆動さ
れ、ランプのカソード１００４〜１００６はドライバ１
０１０によって駆動されている。 ランプ１００１のよ
うなある特定のランプをオンする場合には、正のパルス
がドライバ１０１１からランプのグリッド１００１に伝
わり、一方でこれに対応した負のパルスがドライバ１０
０９からランプのカソード１００１に伝達される。この
ため、電子がランプのカソード１００１からアノードへ
放出される。図１０の下の部分は、ある特定のランプあ
るいはピクセルから選んで画像を作り出すために、この
ようなパルスが、どのようなタイミングで動作すればよ
いかを示している。
【００２３】本発明の実現するために必要なハードウェ
ア環境の描写、すなわちデータプロセッシングシステム
９１３の典型的ハードウェア構成が描かれており、一般
的なマクロプロセッサーのような中央処理ユニット（Ｃ
ＰＵ）９１０、いくつかの他の機器がシステムバス９１
２を介して相互につながれている様子が図９に示されて
いる。システム９１３にはランダムアクセスメモリー
（ＲＡＭ）９１４、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）
９１６、ディスクユニット９２０やテープユニット９４
０をバス９１２に接続するためのインプット／アウトプ
ット（Ｉ／Ｏ）アダプタ９１８、キーボード９２４やマ
ウス９２６やタッチスクリーン装置のような他のユーザ
ーインタフェース装置をバス９１２に接続するためのイ
ンターフェースアダプタ９２２、接続システム９１３を
データプロセッシングネットワークへ接続するためのコ
ミュニケーションアダプタ９３４や接続バスとディスプ
レー装置９２８を接続するためのディスプレーアダプタ
９３６が含まれている。
ア環境の描写、すなわちデータプロセッシングシステム
９１３の典型的ハードウェア構成が描かれており、一般
的なマクロプロセッサーのような中央処理ユニット（Ｃ
ＰＵ）９１０、いくつかの他の機器がシステムバス９１
２を介して相互につながれている様子が図９に示されて
いる。システム９１３にはランダムアクセスメモリー
（ＲＡＭ）９１４、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）
９１６、ディスクユニット９２０やテープユニット９４
０をバス９１２に接続するためのインプット／アウトプ
ット（Ｉ／Ｏ）アダプタ９１８、キーボード９２４やマ
ウス９２６やタッチスクリーン装置のような他のユーザ
ーインタフェース装置をバス９１２に接続するためのイ
ンターフェースアダプタ９２２、接続システム９１３を
データプロセッシングネットワークへ接続するためのコ
ミュニケーションアダプタ９３４や接続バスとディスプ
レー装置９２８を接続するためのディスプレーアダプタ
９３６が含まれている。
【００２４】ディスプレイ９３８は図６に示したランプ
を、映像ディスプレイ用に具体化したものである。ディ
スプレー９３８は、平面ディスプレイあるいはビルボー
ドデバイスであってもかまわない。図９に示したデータ
プロセッシングシステムはディスプレイテクノロジーに
も利用でき、それに関しては以下の図１１−２２（マト
リクス駆動ディスプレイパネルの構造とその製造法）に
おいて述べる。
を、映像ディスプレイ用に具体化したものである。ディ
スプレー９３８は、平面ディスプレイあるいはビルボー
ドデバイスであってもかまわない。図９に示したデータ
プロセッシングシステムはディスプレイテクノロジーに
も利用でき、それに関しては以下の図１１−２２（マト
リクス駆動ディスプレイパネルの構造とその製造法）に
おいて述べる。
【００２５】図１１において基板１１０１は伝導性（金
属など）薄膜１１０２に覆われており、１１０２はスパ
ッタリングや蒸着のような良く知られた技術により堆積
されたものである。セラミックやガラスなどから成る基
板の厚さは１〜５ｍｍで薄膜の厚さは０．５〜１．５ミ
クロンである。
属など）薄膜１１０２に覆われており、１１０２はスパ
ッタリングや蒸着のような良く知られた技術により堆積
されたものである。セラミックやガラスなどから成る基
板の厚さは１〜５ｍｍで薄膜の厚さは０．５〜１．５ミ
クロンである。
【００２６】図１２は、フォトレジスト１２０１を金属
薄膜１１０２の上にスピンコートさせたものである。図
１３はマスク（示していないが）を用い、フォトレジス
トを平行なストライプ上にパターニングしたものであ
る。次に図１４は、形成したストライプの間の金属層１
１０１をエッチングする際の、エッチング行程を示した
ものである。図１５においては、フォトレジスト１２０
１が除去され、金属ストライプ１１０２のみが残ってい
る様子を示している。ここでこの金属ストライプの幅は
約１００ミクロン、それぞれの金属ストライプの間隔が
１０〜２０ミクロンである。
薄膜１１０２の上にスピンコートさせたものである。図
１３はマスク（示していないが）を用い、フォトレジス
トを平行なストライプ上にパターニングしたものであ
る。次に図１４は、形成したストライプの間の金属層１
１０１をエッチングする際の、エッチング行程を示した
ものである。図１５においては、フォトレジスト１２０
１が除去され、金属ストライプ１１０２のみが残ってい
る様子を示している。ここでこの金属ストライプの幅は
約１００ミクロン、それぞれの金属ストライプの間隔が
１０〜２０ミクロンである。
【００２７】カソードストライプ１１０２にダイヤモン
ド粒子を選択に堆積させていく過程を図１６に示す。基
板１１０１と金属線１１０２からなるカソードをＡｌ
（ＮＯ３）３、Ｍａ（ＮＯ３）２、Ｌａ（ＮＯ３）３な
どの電解質溶液で満たした１６０１の中に入れた有機ア
ルコール溶液１６０２の中に入れる。アノード１６０３
にはニッケル、ステンレス、プラチナなどの物質を用い
ることができる。ダイヤモンド粒子の大きさはナノ単位
で、溶液１６０２に放出される。電源１６０５と電圧計
１６０４によって負の電圧をアノードにかけるとダイヤ
モンド粒子が１１０２の金属線に堆積し，以降のダイヤ
モンドの成長の核となる。
ド粒子を選択に堆積させていく過程を図１６に示す。基
板１１０１と金属線１１０２からなるカソードをＡｌ
（ＮＯ３）３、Ｍａ（ＮＯ３）２、Ｌａ（ＮＯ３）３な
どの電解質溶液で満たした１６０１の中に入れた有機ア
ルコール溶液１６０２の中に入れる。アノード１６０３
にはニッケル、ステンレス、プラチナなどの物質を用い
ることができる。ダイヤモンド粒子の大きさはナノ単位
で、溶液１６０２に放出される。電源１６０５と電圧計
１６０４によって負の電圧をアノードにかけるとダイヤ
モンド粒子が１１０２の金属線に堆積し，以降のダイヤ
モンドの成長の核となる。
【００２８】この過程の結果を図１７に示す。ここでナ
ノサイズのダイヤモンド粒子１７０１が金属線１１０２
上に堆積している。
ノサイズのダイヤモンド粒子１７０１が金属線１１０２
上に堆積している。
【００２９】次に、図１７に描かれたカソード構造を真
空装置に入れ、すでに良く知られているダイヤモンドの
気相成長（ＣＶＤ）を行う。ダイヤモンド核成長プロセ
スは、当初ダイヤモンド粒子１７０１上で起こり、やが
て連続したダイヤモンド層１８０１を形成する（図１
８）。このプロセスの結果，点線によって囲まれた部分
は金属線１１０２上のダイヤモンド層の部分よりもはる
かに高い抵抗値を示す。これによって金属線１１０２間
のクロストークを減少もしくはなくすことができる。
空装置に入れ、すでに良く知られているダイヤモンドの
気相成長（ＣＶＤ）を行う。ダイヤモンド核成長プロセ
スは、当初ダイヤモンド粒子１７０１上で起こり、やが
て連続したダイヤモンド層１８０１を形成する（図１
８）。このプロセスの結果，点線によって囲まれた部分
は金属線１１０２上のダイヤモンド層の部分よりもはる
かに高い抵抗値を示す。これによって金属線１１０２間
のクロストークを減少もしくはなくすことができる。
【００３０】図２０はグリッド２０００が典型的な半導
体製造に用いる方法によってカソードから独立して製造
される様子を示している。良く知られている方法により
パーフォレーションを持つシリコン基板２００３に、自
然酸化物あるいは他の種類の誘電体２００２をどのよう
な方法でも構わないので堆積させる。次に伝導層２００
１を（自然酸化物あるいは他の種類の誘電体２００２）
層２００２上に堆積させる。 さらに，シリコン層２０
０３の下部にもう一つの誘電体２００４を堆積させる。
一般的に，パーフォレーション２００５の幅は大体その
パーフォレーションの高さに等しい。
体製造に用いる方法によってカソードから独立して製造
される様子を示している。良く知られている方法により
パーフォレーションを持つシリコン基板２００３に、自
然酸化物あるいは他の種類の誘電体２００２をどのよう
な方法でも構わないので堆積させる。次に伝導層２００
１を（自然酸化物あるいは他の種類の誘電体２００２）
層２００２上に堆積させる。 さらに，シリコン層２０
０３の下部にもう一つの誘電体２００４を堆積させる。
一般的に，パーフォレーション２００５の幅は大体その
パーフォレーションの高さに等しい。
【００３１】図２２はマトリクス駆動ディスプレイ２２
０１の図であり、ここで上述のアノード６００はグリッ
ド２０００と上述の図１８のカソードとに機械的にくっ
ついている。高さのパラメータｈ（グリッド２０００と
ダイヤモンド１８０１の絶縁体）が０以上の正の値であ
ることに注意されたい。ディスプレイ２２０１は上述の
図６と同様な方法によって作られている。
０１の図であり、ここで上述のアノード６００はグリッ
ド２０００と上述の図１８のカソードとに機械的にくっ
ついている。高さのパラメータｈ（グリッド２０００と
ダイヤモンド１８０１の絶縁体）が０以上の正の値であ
ることに注意されたい。ディスプレイ２２０１は上述の
図６と同様な方法によって作られている。
【００３２】グリッド２０００はグリッド２１００（図
２１）と交換可能で，追加的な層２１０１と２１０２が
つけ加えられたことを除けば、はぼ同等である。層２１
０１は追加された金属層からなり、一方層２１０２は誘
電体からなる。グリッド２１００は図２２のカソードが
アノードとつながれており、ディスプレー２２０１に対
して四極構造を与える。
２１）と交換可能で，追加的な層２１０１と２１０２が
つけ加えられたことを除けば、はぼ同等である。層２１
０１は追加された金属層からなり、一方層２１０２は誘
電体からなる。グリッド２１００は図２２のカソードが
アノードとつながれており、ディスプレー２２０１に対
して四極構造を与える。
【００３３】この本発明とその利点について詳細に述べ
てきたが、付加した請求項で示した本発明の精神と見通
しから離れることなく置き換えや代替えなど様々な変更
がなされることは、容易に考えられる。
てきたが、付加した請求項で示した本発明の精神と見通
しから離れることなく置き換えや代替えなど様々な変更
がなされることは、容易に考えられる。
【図面の簡単な説明】 本発明とその利点のさらなる完全な理解のために、対応
する図とともに以下の説明を参照されたい。
する図とともに以下の説明を参照されたい。
【図１】伝導層でコーティングされた基板
【図２】伝導層上へのダイヤモンド層の堆積
【図３】上から見た本発明に一致するランプの陰極構造
【図４】グリッド
【図５】本発明に一致するグリッドと陰極の組立
【図６】本発明に一致する配置のランプ
【図７】本発明に一致する代替え的陽極の具体化
【図８】本発明に一致する他の代替え的陽極の具体化
【図９】本発明に一致する配置のデータプロセッシング
システム
システム
【図１０】ランプを形成するマトリックスディスプレー
【図１１−１５】基板上に陰極ストライプを作る過程
【図１６】陰極ストライプ上への選択的ダイモンド粒子
堆積の電着的過程
堆積の電着的過程
【図１７】図１６の過程後のダイヤモンド粒子が堆積さ
れた陰極ストライプ
れた陰極ストライプ
【図１８】陰極ストライプ上へのダイヤモンド薄膜と図
１７のダイヤモンド粒子の堆積
１７のダイヤモンド粒子の堆積
【図１９】図２２のディスプレーの中での特定のピクセ
ルへの接続
ルへの接続
【図２０】三極ディスプレーの中に利用されるグリッド
【図２１】四極ディスプレーの中で利用されるグリッド
【図２２】本発明に一致する三極ディスプレー
【図２３】グリッド構造を通るパーフォレーション
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリスト ボズコフ アメリカ合衆国 オレゴン州 ヒルズボロ 市 ノースウェスト 185番通り 2375− 401 (72)発明者 リチャード フィンク アメリカ合衆国 テキサス州 オースティ ン市 ホークスヘッド 3909 (72)発明者 ナリン クマール アメリカ合衆国 テキサス州 オースティ ン市 バッキンガムロード 11812 (72)発明者 アレクセイ ティクホンスキー アメリカ合衆国 テキサス州 オースティ ン市 メルローズコーブ 6205−Ｄ (72)発明者 ツヴィ ヤニヴ アメリカ合衆国 テキサス州 オースティ ン市 ロングコート 5810
Claims (11)
- 【請求項１】 以下の物からなる陰極部品： 基板 基板に被覆した複数の電気伝導ストライプ 電気伝導ストライプとその間に露出させた基板に被覆し
た ダイヤモンド層 - 【請求項２】ダイヤモンド層がＣＶＤダイヤモンドであ
るような請求項１で述べた陰極部品。 - 【請求項３】ダイヤモンド層がアモルフィックダイヤモ
ンドであるような請求項１で述べた陰極部品。 - 【請求項４】 以下のような作製手順： 基板 基板に複数の電気伝導ストライプの被覆 電気伝導ストライプとその間に露出させた基板上へのダ
イヤモンドの堆積 - 【請求項５】ダイヤモンド層がＣＶＤダイヤモンドであ
るような請求項４で述べた作製手順。 - 【請求項６】ダイヤモンド層がアモルフィックダイヤモ
ンドであるような請求項４で述べた作製手順。 - 【請求項７】以下のような形成過程を含んだ請求項４で
述べた作製手順： 基板に電気伝導性の物質の堆積 電気伝導性物質層上への絶縁体のコーティング 絶縁体を平行線状にするためのパターニング 絶縁体に合わせてた電気伝導ストライプのエッチング絶
縁体の除去 - 【請求項８】以下のような堆積過程を含むような請求項
７で述べた作製手順： 有機溶媒と電解質溶液を入れた容器への基板と複数の電
気伝導ストライプをもつアセンブリーの浸透 容器内へのアノードの配置 ダイヤモンド粒子が溶液に放出される アセンブリーとアノードの間に電圧をかけることによる
ダイ ヤモンド粒子の電気伝導ストライプへの堆積 アセンブリーの容器からの取り出し ダイヤモンドの陰極部品上への形成過程 - 【請求項９】 ダイヤモンド堆積プロセスの結果は、複
数の電気伝導ストライプ上のダイヤモンド微粒子にダイ
ヤモンドの初期核成長を行う行程であり、そのため複数
の電気伝導ストライプ間のダイヤモンド層は複数の電気
伝導ストライプ上のダイヤモンド層に比べ、高い抵抗値
を示すような、請求項８で述べた作製手順。 - 【請求項１０】以下のような堆積過程を含むような請求
項１で述べた作製手順： 基板と複数の電気伝達ストライプをもつアセンブリーの
有機アルコールと電解質溶液内への浸透；容器内へのア
ノードの配置；ダイヤモンド粒子の溶液中への拡散；ア
センブリーとアノードの間に電圧をかけることによるダ
イヤモンド粒子の電気伝導ストライプへの堆積；アセン
ブリーの容器からの取り出し；ダイヤモンドの陰極部品
上への形成過程 - 【請求項１１】ダイヤモンド堆積プロセスの結果は、複
数の電気伝導ストライプ上のダイヤモンド微粒子にダイ
ヤモンドの初期核成長を行う行程であり、そのため複数
の電気伝導ストライプ間のダイヤモンド層は複数の電気
伝導ストライプ上のダイヤモンド層に比べ、高い抵抗値
を示すような、請求項１０で述べた作製手順。本発明
は、アメリカ合衆国特許申請シリアルナンバー６０／０
２９，９２２（１９９６／１１／１）に関連している。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/920,011 | 1997-08-26 | ||
| US08/920,011 US5947783A (en) | 1996-11-01 | 1997-08-26 | Method of forming a cathode assembly comprising a diamond layer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11154457A true JPH11154457A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=25443013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27926298A Pending JPH11154457A (ja) | 1997-08-26 | 1998-08-26 | カソード・アセンブリー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11154457A (ja) |
-
1998
- 1998-08-26 JP JP27926298A patent/JPH11154457A/ja active Pending
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