JP2000208076A - 冷陰極型蛍光表示装置およびその製造方法 - Google Patents
冷陰極型蛍光表示装置およびその製造方法Info
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- JP2000208076A JP2000208076A JP367599A JP367599A JP2000208076A JP 2000208076 A JP2000208076 A JP 2000208076A JP 367599 A JP367599 A JP 367599A JP 367599 A JP367599 A JP 367599A JP 2000208076 A JP2000208076 A JP 2000208076A
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- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査線と信号線の交差部分に形成したＭＩＭ
型微小電子源素子を用いる冷陰極型蛍光表示装置におけ
る信号配線の接続抵抗の低減と段切れを防止する。 【解決手段】 下部電極(走査線)２Ｌと電子放出を行う
上部電極４でトンネル絶縁膜６挟んだ構造のトンネルダ
イオードを用いた上記電子源素子において、下部電極２
Ｌと層間絶縁膜５を介して形成した低抵抗の給電用信号
線３上に接する上部電極４が、給電用信号線３に形成し
たテーパー部Ｃを経てトンネル絶縁膜６に接する構造と
する。 【効果】 電子源素子を駆動する信号配線の接続抵抗の
低減と段切れを防止できるので、アレイ状に配置した冷
陰極型蛍光表示装置の大型化が可能になる。
型微小電子源素子を用いる冷陰極型蛍光表示装置におけ
る信号配線の接続抵抗の低減と段切れを防止する。 【解決手段】 下部電極(走査線)２Ｌと電子放出を行う
上部電極４でトンネル絶縁膜６挟んだ構造のトンネルダ
イオードを用いた上記電子源素子において、下部電極２
Ｌと層間絶縁膜５を介して形成した低抵抗の給電用信号
線３上に接する上部電極４が、給電用信号線３に形成し
たテーパー部Ｃを経てトンネル絶縁膜６に接する構造と
する。 【効果】 電子源素子を駆動する信号配線の接続抵抗の
低減と段切れを防止できるので、アレイ状に配置した冷
陰極型蛍光表示装置の大型化が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷陰極型蛍光表示
装置およびその製造方法に係り、特に電子を放出する微
小電子源素子をアレイ状に配置した冷陰極型蛍光表示装
置およびその製造方法に関する。
装置およびその製造方法に係り、特に電子を放出する微
小電子源素子をアレイ状に配置した冷陰極型蛍光表示装
置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の微小電子源をアレイ状に
配置した冷陰極型蛍光表示装置に関しては、例えば、エ
ス・アイ・ディー’９７ダイジェストの第123頁〜第126
頁(M.Suzuki and T. Kusunoki, “Emission and Beam-D
ivergence Properties of MIM-Cathode Array for Disp
lay Applications”, SID’97 DIGEST (1997) pp.123-1
26）に開示されている。ここで開示されているＭＩＭ(M
etal-Insulator-Metal)型トンネルダイオード構造の微
小電子源は、高効率・高指向性の特性を有していること
を特長としている。
配置した冷陰極型蛍光表示装置に関しては、例えば、エ
ス・アイ・ディー’９７ダイジェストの第123頁〜第126
頁(M.Suzuki and T. Kusunoki, “Emission and Beam-D
ivergence Properties of MIM-Cathode Array for Disp
lay Applications”, SID’97 DIGEST (1997) pp.123-1
26）に開示されている。ここで開示されているＭＩＭ(M
etal-Insulator-Metal)型トンネルダイオード構造の微
小電子源は、高効率・高指向性の特性を有していること
を特長としている。
【０００３】この従来例では、トンネル絶縁膜の厚さは
５．５ｎｍであり、電子放出部となる上部電極の厚さ
は、ホットエレクトロンの散乱を避けるため６ｎｍと薄
くなっている。トンネルダイオードのカソード（電子放
出部）の面積は、０．３ｍｍ×０．３ｍｍである。ま
た、単純マトリックスのアレイの規模は３０×３０画素
であり、走査線（下部電極）と信号線（上部電極）のラ
イン幅／スペース幅は、それぞれ０．３ｍｍ／０．２ｍ
ｍと、０．３ｍｍ／０．３ｍｍである。上部電極のシー
ト抵抗は約２００Ω／□であり、単位長さあたりの配線
抵抗は７ｋΩ／ｃｍに達する。この微小電子源の動作電
圧は１０Ｖ、消費電流は１ｍＡなので、配線抵抗による
電圧降下は、７Ｖ／ｃｍになる。
５．５ｎｍであり、電子放出部となる上部電極の厚さ
は、ホットエレクトロンの散乱を避けるため６ｎｍと薄
くなっている。トンネルダイオードのカソード（電子放
出部）の面積は、０．３ｍｍ×０．３ｍｍである。ま
た、単純マトリックスのアレイの規模は３０×３０画素
であり、走査線（下部電極）と信号線（上部電極）のラ
イン幅／スペース幅は、それぞれ０．３ｍｍ／０．２ｍ
ｍと、０．３ｍｍ／０．３ｍｍである。上部電極のシー
ト抵抗は約２００Ω／□であり、単位長さあたりの配線
抵抗は７ｋΩ／ｃｍに達する。この微小電子源の動作電
圧は１０Ｖ、消費電流は１ｍＡなので、配線抵抗による
電圧降下は、７Ｖ／ｃｍになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来例のように、７Ｖ／ｃｍと大きな電圧降下がある
と、表示画面の大型化を図る場合には問題となる。この
ため、大画面化には電圧降下を防止することが必須とな
る。この電圧降下の防止対策としては、画素の駆動方法
で補償することも可能ではあるが、その場合、駆動回路
の複雑化を招くと共に、厚さ６ｎｍという超薄膜配線の
信頼性の面でも好ましくはない。
た従来例のように、７Ｖ／ｃｍと大きな電圧降下がある
と、表示画面の大型化を図る場合には問題となる。この
ため、大画面化には電圧降下を防止することが必須とな
る。この電圧降下の防止対策としては、画素の駆動方法
で補償することも可能ではあるが、その場合、駆動回路
の複雑化を招くと共に、厚さ６ｎｍという超薄膜配線の
信頼性の面でも好ましくはない。
【０００５】従って、本質的には、電子放出部となる薄
い上部電極の他に、トンネルダイオードに電流を供給す
る低抵抗な給電用の信号配線を新たに導入することが不
可欠である。
い上部電極の他に、トンネルダイオードに電流を供給す
る低抵抗な給電用の信号配線を新たに導入することが不
可欠である。
【０００６】この新たな給電用信号配線としては、以下
の４点を満足する必要がある。
の４点を満足する必要がある。
【０００７】(１)低抵抗であること、(２)上部電極層と
給電用信号配線層との電気的接触が取れること、(３)給
電用信号配線とトンネルダイオードとの間で電気的な接
続が取れること、(４)給電用信号配線の形成が、トンネ
ルダイオードに影響を及ぼさないこと、である。
給電用信号配線層との電気的接触が取れること、(３)給
電用信号配線とトンネルダイオードとの間で電気的な接
続が取れること、(４)給電用信号配線の形成が、トンネ
ルダイオードに影響を及ぼさないこと、である。
【０００８】このような条件を満足する給電用信号配線
材料として、アルミニウム（Ａｌ）合金が考えられる。
例えば、ＭＩＭ型素子の下部電極としても採用している
Ａｌ−Ｎｄ(２atm％) 合金は、耐熱性に優れた低抵抗材
料である。しかし、上記条件の（２）と（３）に難があ
る。すなわち、Ａｌの表面には自然酸化膜が介在するた
め、接触抵抗が問題となる。さらに、条件（４）に関し
ても、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いたテー
パー加工を行う場合には、ストッパーとなるトンネル絶
縁膜が５．５ｎｍと薄いため、選択比が不足してトンネ
ル接合を破壊してしまう。
材料として、アルミニウム（Ａｌ）合金が考えられる。
例えば、ＭＩＭ型素子の下部電極としても採用している
Ａｌ−Ｎｄ(２atm％) 合金は、耐熱性に優れた低抵抗材
料である。しかし、上記条件の（２）と（３）に難があ
る。すなわち、Ａｌの表面には自然酸化膜が介在するた
め、接触抵抗が問題となる。さらに、条件（４）に関し
ても、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いたテー
パー加工を行う場合には、ストッパーとなるトンネル絶
縁膜が５．５ｎｍと薄いため、選択比が不足してトンネ
ル接合を破壊してしまう。
【０００９】そこで、本発明の目的は、表示画面の大型
化が可能となるように配線抵抗の増大を防止したＭＩＭ
型微小電子源素子をアレイ状に配置した冷陰極型蛍光表
示装置およびその製造方法を提供することである。
化が可能となるように配線抵抗の増大を防止したＭＩＭ
型微小電子源素子をアレイ状に配置した冷陰極型蛍光表
示装置およびその製造方法を提供することである。
【００１０】また、微小電子源素子の電子放出用上部電
極の断線防止構造およびその製造方法を提供することも
目的とする。
極の断線防止構造およびその製造方法を提供することも
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る冷陰極型蛍光表示装置は、基板上に複
数の並列走査線電極からなる走査線電極列と複数の並列
信号線からなる信号線電極列とが交差するように配置さ
れた各交差部分に、電子を放出する電子源素子を設け、
この電子源素子がアレイ状に多数配置された電子源アレ
イ基板と、この電子源アレイ基板にスペーサを介して対
向配置され蛍光体が塗布されている蛍光表示板とが一体
化されて構成される冷陰極型蛍光表示装置において、前
記電子源素子は、電子放出を行う上部電極と、下部電極
との２枚の電極に挟まれた絶縁膜からなるトンネルダイ
オードで構成され、前記上部電極が、前記信号線電極の
上部に接すると共に、前記絶縁膜へ信号線電極端に設け
たテーパー構造を経て接続されていることを特徴とする
ものである。
に、本発明に係る冷陰極型蛍光表示装置は、基板上に複
数の並列走査線電極からなる走査線電極列と複数の並列
信号線からなる信号線電極列とが交差するように配置さ
れた各交差部分に、電子を放出する電子源素子を設け、
この電子源素子がアレイ状に多数配置された電子源アレ
イ基板と、この電子源アレイ基板にスペーサを介して対
向配置され蛍光体が塗布されている蛍光表示板とが一体
化されて構成される冷陰極型蛍光表示装置において、前
記電子源素子は、電子放出を行う上部電極と、下部電極
との２枚の電極に挟まれた絶縁膜からなるトンネルダイ
オードで構成され、前記上部電極が、前記信号線電極の
上部に接すると共に、前記絶縁膜へ信号線電極端に設け
たテーパー構造を経て接続されていることを特徴とする
ものである。
【００１２】この場合、信号線電極端にテーパー構造を
設ける代わりに階段状の構造を設けても良い。
設ける代わりに階段状の構造を設けても良い。
【００１３】また前記信号線電極は、例えばタングステ
ンからなる単層構造でも良いし、例えばＡｌ−Ｎｄ合金
層とモリブデン層を連続成膜した２層構造の電極でも良
い。
ンからなる単層構造でも良いし、例えばＡｌ−Ｎｄ合金
層とモリブデン層を連続成膜した２層構造の電極でも良
い。
【００１４】本発明に係る冷陰極型型蛍光表示装置の製
造方法は、基板上に複数の並列走査線電極からなる走査
線電極列と複数の並列信号線からなる信号線電極列とが
交差するように形成した各交差部分に、電子を放出する
電子源素子を形成してアレイ状に多数配置した電子源ア
レイ基板を用いる冷陰極型表示装置の製造方法におい
て、次の工程を少なくとも有することを特徴とするもの
である。
造方法は、基板上に複数の並列走査線電極からなる走査
線電極列と複数の並列信号線からなる信号線電極列とが
交差するように形成した各交差部分に、電子を放出する
電子源素子を形成してアレイ状に多数配置した電子源ア
レイ基板を用いる冷陰極型表示装置の製造方法におい
て、次の工程を少なくとも有することを特徴とするもの
である。
【００１５】すなわち、前記基板上に第１の金属層を堆
積し、前記走査電極となるパターンをパターニングする
工程と、パターニングされた前記第１の金属層の前記電
子源素子となる部分にトンネル絶縁膜を形成する工程
と、第２の金属層を堆積し、前記信号線電極となるパタ
ーンを、前記トンネル絶縁膜が露出すると共にパターン
エッジがテーパー状となるようにウェットエッチングに
よりパターニングする工程と、第３の金属層をホットエ
レクトロンの散乱を回避可能な厚さに堆積し、前記電子
源素子の電子放出部となるように少なくとも前記トンネ
ル絶縁膜上と、前記第２の金属層からなる信号線電極の
テーパー状部分の上とに接する上部電極パターンをパタ
ーニングする工程と、を少なくとも有している。
積し、前記走査電極となるパターンをパターニングする
工程と、パターニングされた前記第１の金属層の前記電
子源素子となる部分にトンネル絶縁膜を形成する工程
と、第２の金属層を堆積し、前記信号線電極となるパタ
ーンを、前記トンネル絶縁膜が露出すると共にパターン
エッジがテーパー状となるようにウェットエッチングに
よりパターニングする工程と、第３の金属層をホットエ
レクトロンの散乱を回避可能な厚さに堆積し、前記電子
源素子の電子放出部となるように少なくとも前記トンネ
ル絶縁膜上と、前記第２の金属層からなる信号線電極の
テーパー状部分の上とに接する上部電極パターンをパタ
ーニングする工程と、を少なくとも有している。
【００１６】ここで、前記基板はソーダガラスまたは熱
酸化膜付きシリコン単結晶基板を用いることができる。
酸化膜付きシリコン単結晶基板を用いることができる。
【００１７】また、前記第１の金属層として、Ｎｄ、Ｎ
ｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの中のいずれか一つと
Ａｌとの合金から選択される合金層を用いることがで
き、前記第２の金属層としては、スパッタリングにより
形成したタングステンの単層膜または、スパッタリンリ
ングによりＡｌ−Ｎｄ合金と、真空を破らずに該Ａｌ−
Ｎｄ合金上にモリブデンを連続形成した積層膜のいずれ
かを用いれば好適である。
ｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの中のいずれか一つと
Ａｌとの合金から選択される合金層を用いることがで
き、前記第２の金属層としては、スパッタリングにより
形成したタングステンの単層膜または、スパッタリンリ
ングによりＡｌ−Ｎｄ合金と、真空を破らずに該Ａｌ−
Ｎｄ合金上にモリブデンを連続形成した積層膜のいずれ
かを用いれば好適である。
【００１８】さらに、前記第３の金属層は、Ｉｒ、Ｐ
ｔ、Ａｕの順にスパッタリングにより真空を破らずに連
続成膜した積層膜を用いれば好適である。
ｔ、Ａｕの順にスパッタリングにより真空を破らずに連
続成膜した積層膜を用いれば好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る冷陰極型蛍光
表示装置およびその製造方法の好適な実施の形態につい
て説明する。
表示装置およびその製造方法の好適な実施の形態につい
て説明する。
【００２０】本発明に係る冷陰極型蛍光表示装置の好適
な実施の形態は、例えば、図１に示すように、基板１上
に複数の走査線電極２Ｓからなる走査線電極列２０と複
数の信号線電極３’からなる信号線電極列３０とが互い
に交差するように配置された交差部分に、図２に示した
ような構造を有する微小電子源素子となるトンネルダイ
オードを設けたＭＩＭ型電子源アレイ８を用いるもので
ある。すなわち、給電用信号配線３に接続された上部電
極４からなる信号線電極３’と、ＭＩＭ素子部では素子
の下部電極２Ｌとなる走査線電極２Ｓとで挟まれたトン
ネル絶縁膜６を用いたトンネルダイオードを設けてい
る。尚、図２は、図１中に示したＡ−Ａ’線に沿った部
分の任意の一交点におけるトンネルダイオードの構造を
模式的に示す断面図である。
な実施の形態は、例えば、図１に示すように、基板１上
に複数の走査線電極２Ｓからなる走査線電極列２０と複
数の信号線電極３’からなる信号線電極列３０とが互い
に交差するように配置された交差部分に、図２に示した
ような構造を有する微小電子源素子となるトンネルダイ
オードを設けたＭＩＭ型電子源アレイ８を用いるもので
ある。すなわち、給電用信号配線３に接続された上部電
極４からなる信号線電極３’と、ＭＩＭ素子部では素子
の下部電極２Ｌとなる走査線電極２Ｓとで挟まれたトン
ネル絶縁膜６を用いたトンネルダイオードを設けてい
る。尚、図２は、図１中に示したＡ−Ａ’線に沿った部
分の任意の一交点におけるトンネルダイオードの構造を
模式的に示す断面図である。
【００２１】電子放出を行う部分Ｂの上部電極４は、従
来例と同様にホットエレクトロンの散乱を避けるために
６ｎｍの厚さであり、電子放出部Ｂ以外は給電用信号配
線３上に接している。さらに、上部電極４は、給電用信
号配線３に設けられた緩やかなテーパー部Ｃを経てトン
ネル絶縁膜６に接している。
来例と同様にホットエレクトロンの散乱を避けるために
６ｎｍの厚さであり、電子放出部Ｂ以外は給電用信号配
線３上に接している。さらに、上部電極４は、給電用信
号配線３に設けられた緩やかなテーパー部Ｃを経てトン
ネル絶縁膜６に接している。
【００２２】このような構成とすることにより、低抵抗
の配線でトンネルダイオードへの給電を行えると共に、
薄い上部電極４を断線することなくトンネル絶縁膜６上
に接して設けることができる結果、多数の微小電子源素
子をアレイ状に配置したＭＩＭ型電子源アレイ８を用い
た冷陰極型蛍光表示装置の大型化が可能になる。
の配線でトンネルダイオードへの給電を行えると共に、
薄い上部電極４を断線することなくトンネル絶縁膜６上
に接して設けることができる結果、多数の微小電子源素
子をアレイ状に配置したＭＩＭ型電子源アレイ８を用い
た冷陰極型蛍光表示装置の大型化が可能になる。
【００２３】また、本発明に係る冷陰極型蛍光表示装置
の製造方法は、上記の構成の微小電子源素子アレイを製
造する際、６ｎｍと薄い上部電極４が断線しないよう
に、給電用信号配線３に緩やかなテーパー部Ｃを形成す
る工程、すなわち、トンネル絶縁膜６をストッパーとす
るウェットエッチングにより給電用信号配線を加工する
工程と、上部電極と給電用信号配線の接触抵抗を下げる
ために、給電用信号配線と上部電極を順に連続成膜する
工程とを有していることを特徴としている。尚、製造方
法の詳細については、次の実施例において説明する。
の製造方法は、上記の構成の微小電子源素子アレイを製
造する際、６ｎｍと薄い上部電極４が断線しないよう
に、給電用信号配線３に緩やかなテーパー部Ｃを形成す
る工程、すなわち、トンネル絶縁膜６をストッパーとす
るウェットエッチングにより給電用信号配線を加工する
工程と、上部電極と給電用信号配線の接触抵抗を下げる
ために、給電用信号配線と上部電極を順に連続成膜する
工程とを有していることを特徴としている。尚、製造方
法の詳細については、次の実施例において説明する。
【００２４】
【実施例】次に、本発明に係る冷陰極型蛍光表示装置お
よびその製造方法の具体的な実施例につき、添付図面を
参照しながら以下詳細に説明する。
よびその製造方法の具体的な実施例につき、添付図面を
参照しながら以下詳細に説明する。
【００２５】＜実施例１＞図４及び図５は、本発明に係
る冷陰極型蛍光表示装置を構成するＭＩＭ型微小電子源
素子の製造フローを示す要部断面図である。尚、断面構
造は、走査電極端子部(Ｉ)と、走査電極用の信号配線部
(II)と、ＭＩＭ素子部(III)と、給電用の信号配線端子
部(IV)について示してある。ここで、図１の平面図には
示していないが、走査電極端子部(Ｉ)は各走査電極用の
信号配線２Ｓの一方の端部に設けられており、基板１の
一辺に沿って配置されている。給電用の信号配線端子部
(IV)は、各信号線電極３’の端部に設けられている。以
下、図４及び図５を用いて工程順に説明する。
る冷陰極型蛍光表示装置を構成するＭＩＭ型微小電子源
素子の製造フローを示す要部断面図である。尚、断面構
造は、走査電極端子部(Ｉ)と、走査電極用の信号配線部
(II)と、ＭＩＭ素子部(III)と、給電用の信号配線端子
部(IV)について示してある。ここで、図１の平面図には
示していないが、走査電極端子部(Ｉ)は各走査電極用の
信号配線２Ｓの一方の端部に設けられており、基板１の
一辺に沿って配置されている。給電用の信号配線端子部
(IV)は、各信号線電極３’の端部に設けられている。以
下、図４及び図５を用いて工程順に説明する。
【００２６】まず、図４（Ａ）に示す断面図の工程にお
いて、参照符号１は微小電子源素子を形成する基板を示
し、基板１としてはソーダガラスや一般的なガラスもし
くは熱酸化膜付きシリコン単結晶基板を使用できる。大
画面用にはソーダガラスが向いている。勿論、シリコン
単結晶基板を複数個用いて大画面化を行ってもよい。先
ず、基板１上にスパッタリングによりＡｌ−Ｎｄ(２atm
％) 合金層２を、３００ｎｍ堆積し、ホトリソグラフィ
ー技術によりホトレジストパターンを形成する。このと
き、信号配線端子部(IV)にはホトレジスト７は残さな
い。尚、ここで用いるＡｌ合金はＮｄに限るものではな
く、他にＮｉ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ等であって
もかまわない。
いて、参照符号１は微小電子源素子を形成する基板を示
し、基板１としてはソーダガラスや一般的なガラスもし
くは熱酸化膜付きシリコン単結晶基板を使用できる。大
画面用にはソーダガラスが向いている。勿論、シリコン
単結晶基板を複数個用いて大画面化を行ってもよい。先
ず、基板１上にスパッタリングによりＡｌ−Ｎｄ(２atm
％) 合金層２を、３００ｎｍ堆積し、ホトリソグラフィ
ー技術によりホトレジストパターンを形成する。このと
き、信号配線端子部(IV)にはホトレジスト７は残さな
い。尚、ここで用いるＡｌ合金はＮｄに限るものではな
く、他にＮｉ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ等であって
もかまわない。
【００２７】次に、図４（Ｂ）に示す断面図の工程にお
いて、燐酸系混酸ＰＡＮ（Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ：
ＨＮＯ3：Ｈ2Ｏ＝１４：１：３：２）を用いて、ホトレ
ジスト７をマスクに合金層２をエッチング除去して走査
電極端子２Ｔのパターン、走査信号配線２Ｓのパター
ン、ＭＩＭ素子部(III)の下部電極２Ｌのパターンを転
写後、ホトレジスト７を除去する。
いて、燐酸系混酸ＰＡＮ（Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ：
ＨＮＯ3：Ｈ2Ｏ＝１４：１：３：２）を用いて、ホトレ
ジスト７をマスクに合金層２をエッチング除去して走査
電極端子２Ｔのパターン、走査信号配線２Ｓのパター
ン、ＭＩＭ素子部(III)の下部電極２Ｌのパターンを転
写後、ホトレジスト７を除去する。
【００２８】次に、図４（Ｃ）に示すように、下部電極
２Ｌ上のトンネル絶縁膜を形成する部分をホトレジスト
７でカバーする。酒石酸アンモニウム水溶液とエチレン
グリコールとの混合液を電解液に用いて、合金層２を陽
極として陽極酸化を行い、厚い層間絶縁膜５を形成す
る。このとき走査電極端子部(Ｉ)に絶縁膜が形成されな
いようにするためと、この走査電極端子２Ｔを介して通
電するために、基板１の一辺に配置された走査電極端子
部(Ｉ)は電解液の表面よりも上に出す。陽極酸化条件
は、定電流（電流密度：３０μＡ／ｃｍ2）状態で電圧
８０Ｖまで上げ、その後定電圧状態で１時間行った。
２Ｌ上のトンネル絶縁膜を形成する部分をホトレジスト
７でカバーする。酒石酸アンモニウム水溶液とエチレン
グリコールとの混合液を電解液に用いて、合金層２を陽
極として陽極酸化を行い、厚い層間絶縁膜５を形成す
る。このとき走査電極端子部(Ｉ)に絶縁膜が形成されな
いようにするためと、この走査電極端子２Ｔを介して通
電するために、基板１の一辺に配置された走査電極端子
部(Ｉ)は電解液の表面よりも上に出す。陽極酸化条件
は、定電流（電流密度：３０μＡ／ｃｍ2）状態で電圧
８０Ｖまで上げ、その後定電圧状態で１時間行った。
【００２９】次に、図４（Ｄ）に示すように、ＭＩＭ素
子部(III)の下部電極２Ｌ上のホトレジストを除去した
後、陽極酸化によりトンネル絶縁膜６を形成する。電解
液は前述したものと同じであり、陽極酸化条件は定電流
(電流密度:１０μＡ／ｃｍ２）状態で電圧４Ｖまで下
げ、その後定電圧状態で２時間行った。この時点で、走
査電極端子部（Ｉ)は合金層２が露出した状態であり、
走査電極用信号配線部(II)は層間絶縁膜５で被覆された
状態である。
子部(III)の下部電極２Ｌ上のホトレジストを除去した
後、陽極酸化によりトンネル絶縁膜６を形成する。電解
液は前述したものと同じであり、陽極酸化条件は定電流
(電流密度:１０μＡ／ｃｍ２）状態で電圧４Ｖまで下
げ、その後定電圧状態で２時間行った。この時点で、走
査電極端子部（Ｉ)は合金層２が露出した状態であり、
走査電極用信号配線部(II)は層間絶縁膜５で被覆された
状態である。
【００３０】次に、図５（Ａ）に示すように、スパッタ
リングにより給電配線３としても用いるタングステン層
３Ｗを１５０ｎｍ形成後、走査電極端子部(Ｉ)、ＭＩＭ
素子部(III)の給電配線形成部分、および給電信号配線
端子部(VI)にホトレジスト７を形成する。
リングにより給電配線３としても用いるタングステン層
３Ｗを１５０ｎｍ形成後、走査電極端子部(Ｉ)、ＭＩＭ
素子部(III)の給電配線形成部分、および給電信号配線
端子部(VI)にホトレジスト７を形成する。
【００３１】次に、図５（Ｂ）に示すように、燐酸系混
酸Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ（６０％水溶液）：ＨＮＯ3
＝３：５：２を用いてホトレジスト７をマスクにタング
ステン層３Ｗをエッチングしパターン転写後、ホトレジ
ストを除去する。ここで、トンネル絶縁膜６はウェット
エッチングのストッパーとして働く。このウェットエッ
チングにより、タングステン層３Ｗのエッチング断面は
緩やかなテーパー構造となる。従って、ＭＩＭ素子部(I
II)のトンネル絶縁膜６のエッジと接する給電配線３の
断面も図示したようにテーパー構造となる（テーパー部
Ｃ）。
酸Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ（６０％水溶液）：ＨＮＯ3
＝３：５：２を用いてホトレジスト７をマスクにタング
ステン層３Ｗをエッチングしパターン転写後、ホトレジ
ストを除去する。ここで、トンネル絶縁膜６はウェット
エッチングのストッパーとして働く。このウェットエッ
チングにより、タングステン層３Ｗのエッチング断面は
緩やかなテーパー構造となる。従って、ＭＩＭ素子部(I
II)のトンネル絶縁膜６のエッジと接する給電配線３の
断面も図示したようにテーパー構造となる（テーパー部
Ｃ）。
【００３２】この時点で、走査電極端子２Ｔはタングス
テン層３Ｗで被覆された状態となり、給電用信号配線端
子部(VI)にはタングステンからなる信号配線端子３Ｔが
形成される。走査信号配線２Ｓは、層間絶縁膜５で被覆
された状態のままである。
テン層３Ｗで被覆された状態となり、給電用信号配線端
子部(VI)にはタングステンからなる信号配線端子３Ｔが
形成される。走査信号配線２Ｓは、層間絶縁膜５で被覆
された状態のままである。
【００３３】次に、図５（Ｃ）に示すように、ＭＩＭ素
子部(III)の上部電極を形成するために、ホトレジスト
７でリフトオフ用のパターンを形成する。このときトン
ネル絶縁膜６は露出した状態である。この状態で、再度
図４（Ｄ）のトンネル絶縁膜６の形成時に述べた陽極酸
化条件と同一条件で陽極酸化を実施し、トンネル絶縁膜
６の欠陥を補修する。続いて、スパッタリングにより、
イリジウム（Ｉｒ）を１ｎｍ、白金（Ｐｔ）を２ｎｍ、
金（Ａｕ）を３ｎｍ、この順に真空状態を破らずに連続
成膜して合計６ｎｍの薄い金属膜４Ｍを形成する。この
とき、給電用信号配線部(VI)の端子３Ｔの上部にも金属
膜４Ｍが形成される。
子部(III)の上部電極を形成するために、ホトレジスト
７でリフトオフ用のパターンを形成する。このときトン
ネル絶縁膜６は露出した状態である。この状態で、再度
図４（Ｄ）のトンネル絶縁膜６の形成時に述べた陽極酸
化条件と同一条件で陽極酸化を実施し、トンネル絶縁膜
６の欠陥を補修する。続いて、スパッタリングにより、
イリジウム（Ｉｒ）を１ｎｍ、白金（Ｐｔ）を２ｎｍ、
金（Ａｕ）を３ｎｍ、この順に真空状態を破らずに連続
成膜して合計６ｎｍの薄い金属膜４Ｍを形成する。この
とき、給電用信号配線部(VI)の端子３Ｔの上部にも金属
膜４Ｍが形成される。
【００３４】最後に、ホトレジスト７をアセトンで剥離
することにより、図５（Ｄ）に示すように、ＭＩＭ素子
部(III)にはトンネル絶縁膜６と直接接続され、かつ、
給電配線３とテーパー部Ｃを経て接続された構造の上部
電極４が形成される。すなわち、図２に示したＭＩＭ型
微小電子源素子が得られる。
することにより、図５（Ｄ）に示すように、ＭＩＭ素子
部(III)にはトンネル絶縁膜６と直接接続され、かつ、
給電配線３とテーパー部Ｃを経て接続された構造の上部
電極４が形成される。すなわち、図２に示したＭＩＭ型
微小電子源素子が得られる。
【００３５】このようにして製造したＭＩＭ型微小電子
源素子を、真空容器内で、圧力１×１０-6Torr下にお
き、下部電極２Ｌを接地し、上部電極４に＋８Ｖの電圧
を印加したところ、上部電極から電子放出が確認され
た。この時のダイオード電流は、０．４Ａ／ｃｍ2、放
出電流密度は、２．０ｍＡ／ｃｍ2であった。一方、ケ
ルビンパターンを使った４端子測定から、給電配線３お
よび上部電極４のシート抵抗は、それぞれ４Ω／□と１
７５Ω／□であり、幅４００μｍのパターンにおける上
部電極／給電配線の二層部分と上部電極の単層部分との
間の段差抵抗は、一段あたり５５Ωと十分小さいことが
確認された。
源素子を、真空容器内で、圧力１×１０-6Torr下にお
き、下部電極２Ｌを接地し、上部電極４に＋８Ｖの電圧
を印加したところ、上部電極から電子放出が確認され
た。この時のダイオード電流は、０．４Ａ／ｃｍ2、放
出電流密度は、２．０ｍＡ／ｃｍ2であった。一方、ケ
ルビンパターンを使った４端子測定から、給電配線３お
よび上部電極４のシート抵抗は、それぞれ４Ω／□と１
７５Ω／□であり、幅４００μｍのパターンにおける上
部電極／給電配線の二層部分と上部電極の単層部分との
間の段差抵抗は、一段あたり５５Ωと十分小さいことが
確認された。
【００３６】なお、図２に示した電子放出部Ｂの外側の
給電配線３の角度が垂直に近い段差部分において、薄い
上部電極４に段切れが生じたとしても、トンネル絶縁膜
６に接する上部電極４はテーパー部Ｃを介して段切れが
生じることなく低抵抗の厚い給電配線３に接続されてい
る。従って、給電配線３と上部電極４を介してダイオー
ドに低抵抗で給電されるので問題はない。
給電配線３の角度が垂直に近い段差部分において、薄い
上部電極４に段切れが生じたとしても、トンネル絶縁膜
６に接する上部電極４はテーパー部Ｃを介して段切れが
生じることなく低抵抗の厚い給電配線３に接続されてい
る。従って、給電配線３と上部電極４を介してダイオー
ドに低抵抗で給電されるので問題はない。
【００３７】また、トンネル絶縁膜上６の上部電極４と
テーパー部Cを介して接続される構造としたことによ
り、給電配線３をさらに厚くしても上部電極の段切れを
防止できるので配線抵抗の低抵抗化を図ることができ
る。従って、この素子構造は表示画面の大型化に伴う配
線抵抗の増大対策に適した構造である。
テーパー部Cを介して接続される構造としたことによ
り、給電配線３をさらに厚くしても上部電極の段切れを
防止できるので配線抵抗の低抵抗化を図ることができ
る。従って、この素子構造は表示画面の大型化に伴う配
線抵抗の増大対策に適した構造である。
【００３８】＜実施例２＞図３は、本発明に係る冷陰極
型蛍光表示装置を構成するＭＩＭ型微小電子源素子の別
の実施例を示す要部断面図である。なお、図２に示した
構成部分と同じ部分には、同じ参照符号を付してその詳
細な説明は省略する。
型蛍光表示装置を構成するＭＩＭ型微小電子源素子の別
の実施例を示す要部断面図である。なお、図２に示した
構成部分と同じ部分には、同じ参照符号を付してその詳
細な説明は省略する。
【００３９】本実施例は、前述した実施例１の図２に示
した構造とは、給電用配線の構成が相違する。すなわ
ち、タングステン３Ｗを用いた給電用配線３の代わり
に、厚さ１５０ｎｍのＡｌ−Ｎｄ（２atm％）合金層３
ａと厚さ５０ｎｍのモリブデン（Ｍｏ）層３ｂからなる
積層膜の給電用配線３Ｍを用いている点である。
した構造とは、給電用配線の構成が相違する。すなわ
ち、タングステン３Ｗを用いた給電用配線３の代わり
に、厚さ１５０ｎｍのＡｌ−Ｎｄ（２atm％）合金層３
ａと厚さ５０ｎｍのモリブデン（Ｍｏ）層３ｂからなる
積層膜の給電用配線３Ｍを用いている点である。
【００４０】従って、本実施例の製造方法は、実施例１
で示した図４（Ａ）〜図４（Ｄ）までは全く同じ工程で
ある。次に、実施例１の図５（Ａ）で説明したタングス
テン層３Ｗの形成の代わりに、給電配線用としてスパッ
タリングによりＡｌ−Ｎｄ(２atm％)合金層３ａを１５
０ｎｍ形成し、続いて真空状態を破らずにモリブデン層
３ｂを５０ｎｍ連続形成する。この後、走査電極端子部
(Ｉ)、ＭＩＭ素子部(III)の給電配線形成部分、および
給電信号配線端子部(VI)にホトレジスト７を形成する。
で示した図４（Ａ）〜図４（Ｄ）までは全く同じ工程で
ある。次に、実施例１の図５（Ａ）で説明したタングス
テン層３Ｗの形成の代わりに、給電配線用としてスパッ
タリングによりＡｌ−Ｎｄ(２atm％)合金層３ａを１５
０ｎｍ形成し、続いて真空状態を破らずにモリブデン層
３ｂを５０ｎｍ連続形成する。この後、走査電極端子部
(Ｉ)、ＭＩＭ素子部(III)の給電配線形成部分、および
給電信号配線端子部(VI)にホトレジスト７を形成する。
【００４１】この後は、実施例１の図５（Ｂ）〜図５
（Ｄ）で説明した工程と同じ製造工程を実施すれば良
く、各断面図において給電用配線３を積層膜からなる給
電用配線３Ｍと読み替えれば良い。給電用配線３Ｍのパ
ターン形成時のエッチングは、実施例１と同様に、燐酸
系混酸ＰＡＮを用いてウェットエッチングを行うので、
図３の断面図に示したように、給電用配線３Ｍのパター
ンエッジはテーパー状となる。従って、上部電極４はテ
ーパー部Ｃを介してトンネル絶縁膜６上に接続されるの
で、段切れを防止できる。
（Ｄ）で説明した工程と同じ製造工程を実施すれば良
く、各断面図において給電用配線３を積層膜からなる給
電用配線３Ｍと読み替えれば良い。給電用配線３Ｍのパ
ターン形成時のエッチングは、実施例１と同様に、燐酸
系混酸ＰＡＮを用いてウェットエッチングを行うので、
図３の断面図に示したように、給電用配線３Ｍのパター
ンエッジはテーパー状となる。従って、上部電極４はテ
ーパー部Ｃを介してトンネル絶縁膜６上に接続されるの
で、段切れを防止できる。
【００４２】本実施例のような構成とすることにより、
給電用配線３Ｍのモリブデン層３ｂは不導体膜ができな
いので、この上に形成される上部電極４と容易に電気的
接触をとることができるという利点がある。すなわち、
自然酸化膜の介在無しに上部電極４と給電用配線３Ｍと
の電気的接触を確保することができる。
給電用配線３Ｍのモリブデン層３ｂは不導体膜ができな
いので、この上に形成される上部電極４と容易に電気的
接触をとることができるという利点がある。すなわち、
自然酸化膜の介在無しに上部電極４と給電用配線３Ｍと
の電気的接触を確保することができる。
【００４３】また、モリブデン層３ｂは、アルミニウム
を加工する燐酸系エッチング液で急速にサイドエッチン
グを受けるため、Ｍｏ／Ａｌの積層構造を有する給電用
配線３Ｍはテーパー形状を得やすい利点もある。
を加工する燐酸系エッチング液で急速にサイドエッチン
グを受けるため、Ｍｏ／Ａｌの積層構造を有する給電用
配線３Ｍはテーパー形状を得やすい利点もある。
【００４４】本実施例により製造したＭＩＭ型微小電子
源素子を、真空容器内で、圧力１×１０-6Torr下にお
き、下部電極２Ｌを接地し、上部電極４に＋８Ｖの電圧
を印加したところ、上部電極から電子放出が確認され
た。この時のダイオード電流は、０．４Ａ／ｃｍ2、放
出電流密度は、２．０ｍＡ／ｃｍ2であった。一方、ケ
ルビンパターンを使った４端子測定から、給電配線３お
よび上部電極４のシート抵抗は、それぞれ２Ω／□と１
７５Ω／□であり、幅４００μｍのパターンにおける上
部電極／給電配線の二層部分と上部電極単層部分との間
の段差抵抗は、一段あたり２７Ωと十分小さいことが確
認された。
源素子を、真空容器内で、圧力１×１０-6Torr下にお
き、下部電極２Ｌを接地し、上部電極４に＋８Ｖの電圧
を印加したところ、上部電極から電子放出が確認され
た。この時のダイオード電流は、０．４Ａ／ｃｍ2、放
出電流密度は、２．０ｍＡ／ｃｍ2であった。一方、ケ
ルビンパターンを使った４端子測定から、給電配線３お
よび上部電極４のシート抵抗は、それぞれ２Ω／□と１
７５Ω／□であり、幅４００μｍのパターンにおける上
部電極／給電配線の二層部分と上部電極単層部分との間
の段差抵抗は、一段あたり２７Ωと十分小さいことが確
認された。
【００４５】なお、図３に示した電子放出部Ｂの外側の
給電配線３Ｍの角度が垂直に近い段差部分において、薄
い上部電極４に段切れが生じたとしても、実施例１と同
様の理由により、給電配線３Ｍと上部電極４を介してダ
イオードに低抵抗で給電されるので問題はない。
給電配線３Ｍの角度が垂直に近い段差部分において、薄
い上部電極４に段切れが生じたとしても、実施例１と同
様の理由により、給電配線３Ｍと上部電極４を介してダ
イオードに低抵抗で給電されるので問題はない。
【００４６】実施例１と同様に、トンネル絶縁膜上６の
上部電極４とテーパー部Ｃを介して接続される構造とし
たことにより、給電配線３Ｍが厚くても上部電極の段切
れを防止できるので、配線抵抗の低抵抗化を図ることが
できる結果、本実施例の素子構造も表示画面の大型化に
適している。
上部電極４とテーパー部Ｃを介して接続される構造とし
たことにより、給電配線３Ｍが厚くても上部電極の段切
れを防止できるので、配線抵抗の低抵抗化を図ることが
できる結果、本実施例の素子構造も表示画面の大型化に
適している。
【００４７】＜実施例３＞図６は、本発明に係る蛍光表
示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図６におい
て、参照符号８はＭＩＭ型電子源アレイ基板を示し、こ
のＭＩＭ型電子源アレイ基板８は実施例１または実施例
２で得たＭＩＭ型電子源素子をアレイ状に配置した図１
に模式的に示したＭＩＭ型電子源アレイ８と同じもので
ある。このＭＩＭ型電子源アレイを用いて、以下の
（１）〜（３）で述べる手順により蛍光表示板と一体化
した蛍光表示装置（表示パネル）を作製した。
示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図６におい
て、参照符号８はＭＩＭ型電子源アレイ基板を示し、こ
のＭＩＭ型電子源アレイ基板８は実施例１または実施例
２で得たＭＩＭ型電子源素子をアレイ状に配置した図１
に模式的に示したＭＩＭ型電子源アレイ８と同じもので
ある。このＭＩＭ型電子源アレイを用いて、以下の
（１）〜（３）で述べる手順により蛍光表示板と一体化
した蛍光表示装置（表示パネル）を作製した。
【００４８】（１）Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の蛍
光体ストライプを形成したＡｌバック付きの蛍光表示板
１１を作製した。蛍光体には、カラーブラウン管に用い
られるＰ２２Ｒ（赤）[Y202S:Eu]、Ｐ２２Ｇ（緑）[Zn
S:Cu,Al]、Ｐ２２Ｂ（青）[ZnS:Ag]を使用した。
光体ストライプを形成したＡｌバック付きの蛍光表示板
１１を作製した。蛍光体には、カラーブラウン管に用い
られるＰ２２Ｒ（赤）[Y202S:Eu]、Ｐ２２Ｇ（緑）[Zn
S:Cu,Al]、Ｐ２２Ｂ（青）[ZnS:Ag]を使用した。
【００４９】（２）ＭＩＭ型電子源アレイ基板８にガラ
スペーストを使って、スペーサを兼ねる枠ガラス１０
と、蛍光表示板１１および排気管９を取り付け真空容器
とした。この時、ガラスペーストの焼結条件は、大気中
で、４００℃、１０分とした。なお、排気管９はＭＩＭ
型電子源アレイ基板８に予め設けた排気口８ａにガラス
ペーストを使って接続する。
スペーストを使って、スペーサを兼ねる枠ガラス１０
と、蛍光表示板１１および排気管９を取り付け真空容器
とした。この時、ガラスペーストの焼結条件は、大気中
で、４００℃、１０分とした。なお、排気管９はＭＩＭ
型電子源アレイ基板８に予め設けた排気口８ａにガラス
ペーストを使って接続する。
【００５０】（３）この真空容器を油拡散ポンプ（Ｄ
Ｐ）により排気しながら３００℃で焼きだしを行ない、
到達真空度が５×１０-7Torrの時点で、排気管９を切り
離して表示パネルを完成させた。
Ｐ）により排気しながら３００℃で焼きだしを行ない、
到達真空度が５×１０-7Torrの時点で、排気管９を切り
離して表示パネルを完成させた。
【００５１】このようにして作製した表示パネルをプロ
グレッシブモードで駆動することにより表示を行った。
ここで駆動条件は、選択された走査線（下部電極）に、
−３．０Ｖの走査電圧パルスを、同じく信号線（上部電
極）に４．５Ｖのデータ電圧パルスをそれぞれ印加し
た。これにより、選択された走査線と選択された信号線
との交点上のＭＩＭ型電子源素子で放出が起きる。この
時、他の非選択画素には、どちらか一方のパルスしか印
加されないため、極めて僅かな電子放出が起きるのみと
なる。
グレッシブモードで駆動することにより表示を行った。
ここで駆動条件は、選択された走査線（下部電極）に、
−３．０Ｖの走査電圧パルスを、同じく信号線（上部電
極）に４．５Ｖのデータ電圧パルスをそれぞれ印加し
た。これにより、選択された走査線と選択された信号線
との交点上のＭＩＭ型電子源素子で放出が起きる。この
時、他の非選択画素には、どちらか一方のパルスしか印
加されないため、極めて僅かな電子放出が起きるのみと
なる。
【００５２】放出された電子は、ＭＩＭ型電子源アレイ
基板８と蛍光表示板１１との間（ギャップ＝２ｍｍ）に
印加した３ｋＶの直流バイアスにより加速され、蛍光体
に達して発光にいたり、良好な表示特性を示した。
基板８と蛍光表示板１１との間（ギャップ＝２ｍｍ）に
印加した３ｋＶの直流バイアスにより加速され、蛍光体
に達して発光にいたり、良好な表示特性を示した。
【００５３】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において種種の設計変更
をなし得ることは勿論である。例えば、低抵抗化に有利
な厚い給電配線の段切れ防止対策として、実施例１及び
２で説明したようなテーパー部Ｃを一度の厚い給電配線
層の形成とホトエッチング工程（図５（Ａ），（Ｂ））
とで形成する代わりに、段切れが生じない程度の浅い段
差を形成するホトエッチング工程を数回繰り返すか、或
いは薄い給電配線層の形成とリフトオフ工程とを数回繰
り返して、給電配線３のエッジ部を数段の階段状となる
ように形成して、実質的にテーパー部Ｃと同じ段切れ防
止効果を持たせてもよい。この場合の浅い段差とは、６
ｎｍの厚さの上部電極が断線しないための段差であり、
５０ｎｍ以下であれば問題ないことが確認されている。
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において種種の設計変更
をなし得ることは勿論である。例えば、低抵抗化に有利
な厚い給電配線の段切れ防止対策として、実施例１及び
２で説明したようなテーパー部Ｃを一度の厚い給電配線
層の形成とホトエッチング工程（図５（Ａ），（Ｂ））
とで形成する代わりに、段切れが生じない程度の浅い段
差を形成するホトエッチング工程を数回繰り返すか、或
いは薄い給電配線層の形成とリフトオフ工程とを数回繰
り返して、給電配線３のエッジ部を数段の階段状となる
ように形成して、実質的にテーパー部Ｃと同じ段切れ防
止効果を持たせてもよい。この場合の浅い段差とは、６
ｎｍの厚さの上部電極が断線しないための段差であり、
５０ｎｍ以下であれば問題ないことが確認されている。
【００５４】
【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明に係る冷陰極型蛍光表示装置で用いるＭＩＭ型微小
電子源素子は、上部電極のシート抵抗が従来の２００Ω
／□程度に比べて、２桁小さい給電配線を用いて結線す
ることが可能となった。これにより、ＭＩＭ型微小電子
源素子をアレイ状に多数配列して４０インチクラスの大
画面の冷陰極型蛍光表示装置を構成しても、抵抗増大が
防止でき、ＭＩＭ型電子源素子アレイを輝度むらなく動
作させることができる。
発明に係る冷陰極型蛍光表示装置で用いるＭＩＭ型微小
電子源素子は、上部電極のシート抵抗が従来の２００Ω
／□程度に比べて、２桁小さい給電配線を用いて結線す
ることが可能となった。これにより、ＭＩＭ型微小電子
源素子をアレイ状に多数配列して４０インチクラスの大
画面の冷陰極型蛍光表示装置を構成しても、抵抗増大が
防止でき、ＭＩＭ型電子源素子アレイを輝度むらなく動
作させることができる。
【図１】本発明に係る冷陰極型蛍光表示装置のアレイ状
にＭＩＭ型電子源素子を配置した基板上に形成された走
査電極と信号線電極を模式的に示した平面図である。
にＭＩＭ型電子源素子を配置した基板上に形成された走
査電極と信号線電極を模式的に示した平面図である。
【図２】図1中のＡ−Ａ’線に沿った部分の任意の一交
点における本発明に係る微小電子源素子の構造の一例を
示す断面図である。
点における本発明に係る微小電子源素子の構造の一例を
示す断面図である。
【図３】本発明に係る微小電子源素子の別の構造例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】本発明に係る冷陰極型蛍光表示装置の製造方法
の主要部を工程順に示す断面図である。
の主要部を工程順に示す断面図である。
【図５】図４に示した工程以降の製造工程を順に示す断
面図である。
面図である。
【図６】本発明に係る冷陰極型蛍光表示装置の概略構成
を示す分解斜視図である。
を示す分解斜視図である。
【符号の説明】 １…基板、２…Ａｌ−Ｎｄ(２atm％)合金層、２Ｌ…下
部電極、２Ｓ…走査信号配線（走査線電極）、２Ｔ…走
査電極端子、３…給電配線（給電用信号配線）、３’…
信号線電極、３ａ…Ａｌ−Ｎｄ(２atm％)合金層、３ｂ
…モリブデン層、３Ｍ…給電配線、３Ｗ…タングステン
層、４…上部電極、４Ｍ…金属膜、５…層間絶縁膜、６
…トンネル絶縁膜、７…ホトレジスト、８…ＭＩＭ型電
子源アレイ、８ａ…排気口、９…排気管、１０…枠ガラ
ス、１１…蛍光表示板、２０…走査線電極列、３０…信
号線電極列、Ｂ…電子放出部、Ｃ…テーパー部。
部電極、２Ｓ…走査信号配線（走査線電極）、２Ｔ…走
査電極端子、３…給電配線（給電用信号配線）、３’…
信号線電極、３ａ…Ａｌ−Ｎｄ(２atm％)合金層、３ｂ
…モリブデン層、３Ｍ…給電配線、３Ｗ…タングステン
層、４…上部電極、４Ｍ…金属膜、５…層間絶縁膜、６
…トンネル絶縁膜、７…ホトレジスト、８…ＭＩＭ型電
子源アレイ、８ａ…排気口、９…排気管、１０…枠ガラ
ス、１１…蛍光表示板、２０…走査線電極列、３０…信
号線電極列、Ｂ…電子放出部、Ｃ…テーパー部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡井 誠 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 鈴木 睦三 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 金子 好之 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5C031 DD16 DD19 5C036 EE19 EF14 EG15 EH01
Claims (14)
- 【請求項１】基板上に複数の並列走査線電極からなる走
査線電極列と複数の並列信号線からなる信号線電極列と
が交差するように配置された各交差部分に、電子を放出
する電子源素子を設け、該電子源素子がアレイ状に多数
配置された電子源アレイ基板と、該電子源アレイ基板に
スペーサを介して対向配置され蛍光体が塗布されている
蛍光表示板とが一体化されて構成される冷陰極型蛍光表
示装置において、 前記電子源素子は、電子放出を行う上部電極と、下部電
極との２枚の電極に挟まれた絶縁膜からなるトンネルダ
イオードで構成され、前記上部電極が、前記信号線電極
の上部に接すると共に、前記絶縁膜へ信号線電極端に設
けたテーパー構造を経て接続されていることを特徴とす
る冷陰極型蛍光表示装置。 - 【請求項２】前記上部電極が、前記テーパー構造の代わ
りに前記信号線電極端に設けた階段状の構造を経て前記
絶縁膜に接続されてなる請求項１に記載の冷陰極型蛍光
表示装置。 - 【請求項３】前記信号線電極が、単層構造の電極からな
る請求項１または請求項２に記載の冷陰極型蛍光表示装
置。 - 【請求項４】前記単層構造の電極は、タングステンから
なる請求項３に記載の冷陰極型蛍光表示装置。 - 【請求項５】前記信号線電極が、連続成膜された２層構
造の電極からなる請求項１または請求項２に記載の冷陰
極型蛍光表示装置。 - 【請求項６】前記２層構造の電極は、Ａｌ−Ｎｄ合金層
とモリブデン層を順に連続成膜してなる請求項５に記載
の冷陰極型蛍光表示装置。 - 【請求項７】基板上に複数の並列走査線電極からなる走
査線電極列と複数の並列信号線からなる信号線電極列と
が交差するように形成した各交差部分に、電子を放出す
る電子源素子を形成してアレイ状に多数配置した電子源
アレイ基板を用いる冷陰極型表示装置の製造方法におい
て、 前記基板上に第１の金属層を堆積し、前記走査電極とな
るパターンをパターニングする工程と、 パターニングされた前記第１の金属層の前記電子源素子
となる部分にトンネル絶縁膜を形成する工程と、 第２の金属層を堆積し、前記信号線電極となるパターン
を、前記トンネル絶縁膜が露出すると共にパターンエッ
ジがテーパー状となるようにウェットエッチングにより
パターニングする工程と、 第３の金属層をホットエレクトロンの散乱を回避可能な
厚さに堆積し、前記電子源素子の電子放出部となるよう
に少なくとも前記トンネル絶縁膜上と、前記第２の金属
層からなる信号線電極のテーパー状部分の上とに接する
上部電極パターンをパターニングする工程と、を少なく
とも有することを特徴とする冷陰極型表示装置の製造方
法。 - 【請求項８】前記基板が、ソーダガラスまたは熱酸化膜
付きシリコン単結晶基板である請求項７に記載の冷陰極
型蛍光表示装置の製造方法。 - 【請求項９】前記第１の金属層が、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｚｒ、
Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの中のいずれか一つとＡｌとの合
金から選択される合金層である請求項７または請求項８
に記載の冷陰極型蛍光表示装置の製造方法。 - 【請求項１０】前記第２の金属層は、スパッタリングに
より形成したタングステン層である請求項７または請求
項８に記載の冷陰極型蛍光表示装置の製造方法。 - 【請求項１１】前記第２の金属層は、スパッタリンリン
グによりＡｌ−Ｎｄ合金と、真空を破らずに該Ａｌ−Ｎ
ｄ合金上にモリブデンを連続形成した積層膜である請求
項７または請求項８に記載の冷陰極型蛍光表示装置の製
造方法。 - 【請求項１２】前記第３の金属層は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ
の順にスパッタリングにより真空を破らずに連続成膜し
た積層膜である請求項７または請求項８に記載の冷陰極
型蛍光表示装置の製造方法。 - 【請求項１３】電子放出を行う上部電極と下部電極との
２枚の電極に挟まれたトンネル絶縁膜からなるトンネル
ダイオードと、前記上部電極へ給電する信号線電極とで
構成される電子源素子において、前記上部電極が、前記
信号線電極の上部に接すると共に、前記トンネル絶縁膜
上へ前記信号線電極端に設けたテーパー構造を経て接続
されていることを特徴とする電子源素子。 - 【請求項１４】電子放出を行う上部電極と下部電極との
２枚の電極に挟まれたトンネル絶縁膜からなるトンネル
ダイオードと、前記上部電極へ給電する信号線電極とで
構成される電子源素子において、前記上部電極が、前記
信号線電極の上部に接すると共に、前記トンネル絶縁膜
上へ前記信号線電極端に設けた階段状構造を経て接続さ
れていることを特徴とする電子源素子。
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-
1999
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