JP2001084891A

JP2001084891A - 薄膜型電子源およびこれを用いた表示装置

Info

Publication number: JP2001084891A
Application number: JP25988699A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kusunoki; 敏明楠; Masakazu Sagawa; 雅一佐川; Mutsumi Suzuki; 睦三鈴木; Akitoshi Ishizaka; 彰利石坂
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2001-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性が高く、下部電極から絶縁層中への金属
イオンのマイグレーションを防止でき、かつ配線側面で
の絶縁性や形状安定性の高く、短絡や上部電極等の断線
等が発生しない薄膜型電子源を得、信頼性の高い表示装
置を得る【解決手段】電子放出部の下部電極がＡｌより高融点の
材料からなり、絶縁層がＡｌもしくはＡｌ合金の陽極酸
化膜からなり、保護絶縁層は高融点材料の陽極酸化膜と
ＡｌもしくはＡｌ合金の陽極酸化膜の積層膜、あるいは
ＡｌもしくはＡｌ合金の厚い陽極酸化膜で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属−絶縁体−金
属の３層構造を有し、真空中に電子を放出する薄膜型電
子源およびこれを用いた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜型電子源とは、上部電極−絶縁層−
下部電極の３層薄膜構造の上部電極−下部電極の間に電
圧を印加して、上部電極の表面から真空中に電子を放出
させるものである。薄膜型電子源の動作原理を図９に示
した。上部電極１３と下部電極９との間に駆動電圧Ｖｄ
を印加して、数nm〜１０nm程度と薄い絶縁層１２内の電
界を１ＭＶ／cm〜１０ＭＶ／cm以上にすると、下部電極
９中のフェルミ準位近傍の電子はトンネル現象により障
壁を透過し、絶縁層１２、上部電極１３の伝導帯へ注入
されホットエレクトロンとなる。これらのホットエレク
トロンのうち、上部電極１３の仕事関数φ以上のエネル
ギを有するものは、真空１８中に放出される。

【０００３】この薄膜電子源は複数本の上部電極１３
と、複数本の下部電極９を直交させてマトリクスを形成
すると、任意の場所から電子線を発生させることができ
るので、表示装置の電子源などに用いることができる。

【０００４】これまで、Ａｌ−Ａｌ₂Ｏ₃−Ａｕ構造のＭ
ＩＭ（Metal-Insulator-Metal）構造などから電子放出
が観測されている。特に下部電極にＡｌ、絶縁層にその
陽極酸化膜を用いた薄膜型電子源は、陽極酸化により高
耐圧で、均一な絶縁層が形成できるため、良質の電子放
出が得られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この薄膜型電子源を用
いた表示装置を作成する場合、パネルをフリット封着す
る際の高温プロセスに対し、薄膜型電子源が十分な耐熱
性を有している必要がある。薄膜型電子源の高品質の絶
縁層１２としてはＡｌ系材料の陽極酸化膜が用いられて
いるが、そのために用いられるＡｌ系の下部電極９の耐
熱性は十分でない場合が多い。耐熱性が不十分の時に
は、フリット封着中に薄い絶縁層１２を破壊するヒロッ
クが形成され、薄膜型電子源の歩留りや信頼性を低下さ
せる。

【０００６】さらに、Ａｌ系材料を下部電極材料に用い
た場合の別の問題点として、Ａｌがマイグレーションし
やすい材料である点が挙げられる。薄膜型電子源では下
部電極９と上部電極１３の間に高電界を印加するため、
下部電極９からＡｌ原子あるいはＡｌイオンが絶縁層１
２中に拡散しやすい。特に絶縁層１２内に蓄積した捕獲
電荷をキャンセルするため電子放出時とは極性を反転さ
せた反転電圧を印加する際は、上部電極１３が負電圧の
極性となるため、陽イオンであるＡｌイオンが下部電極
９から上部電極１３方向へと絶縁層１２中を拡散しやす
い。そのため、現状では高い反転電圧を印加することが
難しい。たとえば、陽極酸化時の化成電圧以上の反転電
圧を印加した場合、絶縁層１２が破壊されやすくなる。

【０００７】このような問題点の対策として、下部電極
材料にＡｌより高融点の材料を用い、その上に成膜した
薄いＡｌ系材料を全て陽極酸化して絶縁層１２を形成す
る方法が検討されている。この場合、下部電極９は高融
点金属のみとなるためヒロックの発生はなく、また高融
点材料の昇華エンタルピーはＡｌより高いため絶縁層１
２中への金属イオンのマイグレーションは起きにくい。
また、絶縁層１２は従来の薄膜型電子源と同様のＡｌの
陽極酸化膜であるため信頼性が高い。

【０００８】しかしながら、このような構造を作成する
ための高融点金属とＡｌ系材料の積層膜では、積層配線
を加工した際に露出する下部電極９の側面部と上部電極
１３の間の絶縁性の確保が問題となる。この点について
は高融点金属として陽極酸化可能な材料を用い、配線側
面の陽極酸化膜を電子放出部の１０倍程度と厚く形成す
ることでリーク電流の発生を抑えている。ただし、高融
点金属の陽極酸化膜は一般にＡｌの陽極酸化膜に比べ耐
電圧が１桁以上低い。そのため、エッジ部などで電界集
中などが生じた場合はリーク電流を発生しやすく、薄膜
型電子源の電子放出効率低下を引き起こす。配線側面部
は形状が不安定で電界集中が起きやすいため、より耐電
圧の高い絶縁膜の形成が望まれる。

【０００９】また、金属の積層配線を加工する場合、そ
のエッチング形状の制御に細心の注意が必要である。す
なわち、高融点材料が、Ａｌ系材料やその陽極酸化膜よ
りエッチング速度が速いと、積層配線の側面が逆テーパ
ー状になり、上部電極１３やその給電線の断線を引き起
こす。また、エッチング中の局部電池作用などが生じる
と、不動態化等によりエッチング面にバリが発生したり
して、配線形状が不安定になってしまう。

【００１０】本発明の目的は、金属の積層配線を用いた
場合の上記問題点を解決し、フリット封着温度に耐える
高耐熱性と、下部電極から絶縁層中への金属イオンのマ
イグレーションを防止でき、かつ配線側面での絶縁性や
形状安定性が高く、短絡や上部電極の断線等が発生しな
い薄膜型電子源を提供することにある。また、その薄膜
型電子源を用いた表示装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、電子放出部
の下部電極がＡｌより高融点の材料からなり、絶縁層は
ＡｌもしくはＡｌ合金の陽極酸化膜から形成されてお
り、電子放出部を制限する前記絶縁層より厚い保護絶縁
層はＡｌもしくはＡｌ合金の陽極酸化膜で少なくとも表
面側を形成することにより実現される。具体的には保護
絶縁層を高融点材料の陽極酸化膜とＡｌもしくはＡｌ合
金の陽極酸化膜の積層膜あるいは、ＡｌもしくはＡｌ合
金の前記絶縁層より厚い陽極酸化膜で形成することによ
って実現される。

【００１２】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１に本発明の薄膜
型電子源の第１の実施例の構造と製造方法を示す。まず
ガラス等の絶縁性の基板１上に下部電極用の金属膜を成
膜する。ここではＴａを使用した。他にも例えばＴｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂやそれらの合金などが使用可能であ
る。これらの材料は、Ａｌより高融点の電極材料であ
り、かつ陽極酸化により比較的耐電圧の高い絶縁層を形
成できる。またガラス等の基板１との接着性にも優れて
おり下部電極材料として最適である。成膜法としては例
えばスパッタリング法を用いる。膜厚は３００nmとし
た。成膜後はエッチングにより下部電極９の配線形状に
加工する（ａ）。Ｔａのエッチングは例えばアンモニア
と過酸化水素の混合水溶液や、ふっ酸と硝酸の混合液を
用いたウェットエッチング等を用いることができる。あ
るいは、ＣＦ₄系のドライエッチングでもよい。

【００１３】次に、陽極酸化膜の材料となるＡｌやＡｌ
合金膜を成膜する。ここでは、Ｎｄを２原子量％含むＡ
ｌ−Ｎｄ合金を用いた。成膜には例えば、スパッタリン
グ法を用いる。膜厚は後の陽極酸化により形成する絶縁
層の２／３倍とする。ここでは電子放出部の絶縁層の膜
厚を約１０nmとするため、Ａｌ−Ｎｄ合金膜厚を７nmと
した。成膜後は例えば、燐酸、硝酸、酢酸の混合水溶液
中でのウェットエッチングにより、下部電極９の上面、
側面を被覆する形状にＡｌ合金膜１１を形成する
（ｂ）。このエッチングでは、下地の下部電極９は露出
しないため、局部電池作用などは起こらず、安定したエ
ッチング形状が得られる。

【００１４】次に、保護絶縁層１４を形成する。まず下
部電極９、Ａｌ合金膜１１上の電子放出部となる部分を
レジスト２０でマスクし、その他の部分を選択的に厚く
陽極酸化し、保護絶縁層１４とする。化成電圧を１００
Ｖとすれば、約１０nmのＡｌ₂Ｏ₃陽極酸化膜と約１５０
nmのＴａ₂Ｏ₅陽極酸化膜の積層絶縁膜からなる保護層１
４が形成される（ｃ）。

【００１５】本実施例では、高融点材料の下部電極９が
側面もＡｌ合金膜１１で被覆されているため、配線側面
でも耐電圧の高いＡｌ₂Ｏ₃陽極酸化膜を保護絶縁層１４
の一部として用いることができる。したがって、Ｔａ₂
Ｏ₅陽極酸化膜単独膜の場合よりもリーク電流は発生し
にくい。

【００１６】次にレジスト２０を除去し、残りのＡｌ合
金膜１１を陽極酸化し、絶縁層１２を形成する（ｄ）。
この際、Ａｌ合金膜１１はすべて陽極酸化する。これに
より、絶縁層１２中へマイグレーションする金属イオン
源となる金属Ａｌはなくなる。さらに下部電極９は完全
に高融点金属のＴａのみとなるため、封着時の高温プロ
セスを経てもヒロックによる絶縁層１２の劣化はない。

【００１７】次に上部電極１３への給電線となる電極膜
をスパッタリング法で形成する。ここでは膜厚１０nmの
Ｗを下地に、膜厚２００nmのＡｌ−Ｎｄ合金を上層にし
た積層膜を用いた。ここで、図１では簡単のため上部電
極バスライン１５としてまとめて図示している（ｅ）。

【００１８】上部電極部分の拡大図を図３に示す。ここ
で、図３の９は下部電極、１２は絶縁層、１３は上部電
極、１４は保護絶縁層、１６は上部電極バスライン上
層、１７は上部電極バスライン下層である。成膜後はま
ず、Ａｌ−Ｎｄ合金を燐酸、硝酸、酢酸の混合水溶液中
でのウェットエッチングにより加工し、さらにＷをアン
モニアと過酸化水素の混合水溶液中でのウェットエッチ
ングにより加工する。この際、電子放出部では上部電極
バスライン下層１７のＷ膜が上部電極バスライン上層１
６のＡｌ−Ｎｄ膜より外側に延在するように形成するこ
とで、薄い上部電極バスライン下層１７のＷ膜により後
で形成する上部電極１３が断線しないようにして電気的
接触をとることができる。

【００１９】最後に上部電極膜１３を成膜、加工する
（図１（ｆ））。上部電極１３の材料としては、Ｉｒ、
Ｐｔ，Ａｕの積層膜を用い、スパッタ法で形成した。上
部電極１３の膜厚は３nmとした。

【００２０】本実施例の薄膜型電子源によれば、フリッ
ト封着温度に耐える高耐熱性と、下部電極９から絶縁層
１２中への金属イオンのマイグレーションを防止でき、
かつ配線側面での絶縁性や形状安定性の高く、短絡や上
部電極１３等の断線等が発生しない薄膜型電子源を提供
できる。

【００２１】（実施例２）図２に本発明の薄膜型電子源
の第２の実施例の構造と製造方法を示す。まず絶縁性の
基板１上に下部電極９用の金属膜を成膜する。ここでは
Ｔａを使用した。他にも例えばＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒなどの高融点金属やそれらの
合金などが使用可能である。これらの材料は、ガラス等
の基板１との接着性にも優れており下部電極材料として
最適である。成膜法としては例えばスパッタリング法を
用いる。膜厚は３００nmとした。成膜後はエッチングに
より下部電極９の配線形状に加工する（ａ）。エッチン
グは例えばアンモニアと過酸化水素の混合水溶液や、ふ
っ酸と硝酸の混合液を用いたウェットエッチングを用い
ることができる。あるいは、ＣＦ４系のドライエッチン
グでもよい。

【００２２】次に、保護絶縁層１４の元になるＡｌ系材
料を成膜する。ここでは膜厚３００nmのＮｄを２原子量
％含むＡｌ−Ｎｄ合金膜を用いた。成膜法としては例え
ばスパッタリング法を用いる。成膜後はＡｌ合金のみを
エッチングするエッチャント、例えば燐酸、酢酸、硝酸
の混合水溶液により電子放出部以外の下部電極９を被覆
する形状に、下部電極上層１０を形成する（ｂ）。

【００２３】次に、電子放出部の絶縁層１２の元となる
ＡｌやＡｌ合金膜を成膜する。ここでは、Ｎｄを２原子
量％含むＡｌ−Ｎｄ合金を用いた。成膜には例えば、ス
パッタリング法を用いる。膜厚は後の陽極酸化により形
成する絶縁層の２／３倍とする。ここでは電子放出部の
絶縁層１２の膜厚を約１０nmとするため、Ａｌ−Ｎｄ合
金膜厚を７nmとした。成膜後は例えば、燐酸、硝酸、酢
酸の混合水溶液中でのウェットエッチングにより、下部
電極９、下部電極上層１０の上面、側面を被覆する形状
にＡｌ合金膜１１を形成する（ｃ）。

【００２４】次に、保護絶縁層１４を形成する。まずＡ
ｌ合金膜１１上の電子放出部となる部分をレジスト２０
でマスクし、その他の部分を選択的に厚く陽極酸化し、
保護絶縁層１４とする。化成電圧を１００Ｖとすれば、
約１３６nmのＡｌ₂Ｏ₃陽極酸化膜からなる保護層１４が
形成される（ｄ）。

【００２５】本発明では、従来例とは異なり、下部電極
９の側面が厚いＡｌ合金膜の下部電極上層１０で被覆さ
れているため、側面でも耐電圧の高いＡｌ₂Ｏ₃陽極酸化
膜を保護絶縁層１４として用いることができる。したが
って、従来のＴａ₂Ｏ₅陽極酸化膜が露出していた場合よ
りもリーク電流は発生しにくい。また、本実施例のよう
に厚いＡｌ₂Ｏ₃陽極酸化膜を形成すれば、下地がＴａよ
り耐熱性の低いＡｌやＡｌ合金の場合でも高温プロセス
によるヒロックは生じない。

【００２６】つぎにレジスト２０を除去し、電子放出部
のＡｌ合金膜１１を陽極酸化し、絶縁層１２を形成する
（ｅ）。この際、Ａｌ合金膜１１はすべて陽極酸化す
る。これにより、電子放出部では絶縁層１２中へマイグ
レーションする金属イオン源となる金属Ａｌはなくな
る。また下部電極９は完全に高融点金属のＴａのみとな
るため、封着時の高温プロセスを経てもヒロックによる
絶縁層１２劣化はない。

【００２７】次に上部電極１３への給電線となる電極膜
をスパッタリング法で形成する。ここでは膜厚１０nmの
Ｗを下地に、膜厚２００nmのＡｌ−Ｎｄ合金を上層にし
た積層膜を用いた。成膜後はまず、Ａｌ−Ｎｄ合金を燐
酸、硝酸、酢酸の混合水溶液中でのウェットエッチング
により加工し、さらにＷをアンモニアと過酸化水素の混
合水溶液中でのウェットエッチングにより加工する。こ
の際、電子放出部では上部電極バスライン下層１６とな
るＷ膜が上部電極上層１７となるＡｌ−Ｎｄ膜より外側
に延在するように形成することで、薄い上部電極バスラ
イン下層１６のＷ膜により後で形成する上部電極１３が
断線しないようにして電気的接触をとることができる。
その部分の拡大図を図３に示す。図２では簡単のため上
部電極バスライン１５としてまとめて図示している
（ｆ）。

【００２８】最後に上部電極膜を成膜、加工する
（ｇ）。上部電極１３としてＩｒ、Ｐｔ，Ａｕの積層膜
を用いスパッタ法で形成した。上部電極１３の膜厚は３
nmとした。

【００２９】このように、本実施例の薄膜型電子源は、
フリット封着温度に耐える高耐熱性と、下部電極９から
絶縁層中への金属イオンのマイグレーションを防止で
き、かつ配線側面での絶縁性や形状安定性の高く、短絡
や上部電極１３等の断線等が発生しない薄膜型電子源を
提供できる。

【００３０】（実施例３）本発明を用いた電子源応用機
器の一例として、上記薄膜型電子源を表示装置に用いた
実施例を図４〜８を用いて説明する。本発明の薄膜型電
子源を用いた場合、耐熱性が高く、配線側面の絶縁性の
信頼度も高いので、表示装置を作成するのに適してい
る。

【００３１】まず実施例１の手法にしたがって基板１上
に薄膜型電子源マトリクスを作成する。説明のため、図
４には（３×３）ドットの薄膜型電子源マトリクスの平
面図、断面図を示した。但し、実際は表示ドット数に対
応した数の薄膜型電子源マトリクスを形成する。また、
下部電極９は実施例１記載の高融点材料のみの場合と、
実施例２記載の高融点材料と電子放出部以外に設けられ
る下部電極上層１０のＡｌ系材料の積層膜を用いた場合
の両方について、説明の簡単化のため下部電極９として
まとめて図示している。また、保護絶縁層１４も、実施
例１記載のＡｌ系材料の陽極酸化膜と高融点材料の陽極
酸化膜の積層膜の場合と、実施例２記載のＡｌ系材料の
厚い陽極酸化膜の場合の両方について、説明の簡単化の
ため保護絶縁層１４としてまとめて図示している。

【００３２】表示側基板の作成は以下のように行う（図
５）。面板１１０には透光性のガラスなどを用いる。ま
ず、表示装置のコントラストを上げる目的でブラックマ
トリクス１２０を形成する。ブラックマトリクス１２０
は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）と重クロム酸アン
モニウムとを混合した溶液を面板１１０に塗布し、ブラ
ックマトリクス１２０を形成したい部分以外に紫外線を
照射して感光させた後、未感光部分を除去し、そこに黒
鉛粉末を溶かした溶液を塗布し、ＰＶＡをリフトオフす
ることにより形成する。

【００３３】次に赤色蛍光体１１１を形成する。蛍光体
粒子にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）と重クロム酸ア
ンモニウムとを混合した水溶液を面板１１０上に塗布し
た後、蛍光体を形成する部分に紫外線を照射して感光さ
せた後、未感光部分を流水で除去する。このようにして
赤色蛍光体１１１をパターン化する。パターンは図４に
示したようなストライプ状にパターン化する。このスト
ライプパターンは一例であって、それ以外にも、ディス
プレイの設計に応じて、たとえば、近接する４ドットで
一画素を構成させた「ＲＧＢＧ」パターンでももちろん
構わない。同様にして、緑色蛍光体１１２と青色蛍光体
１１３を形成する。蛍光体としては、例えば赤色にＹ₂
Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ（Ｐ２２−Ｒ）、緑色にＺｎＳ：Ｃｕ，Ａ
ｌ（Ｐ２２−Ｇ）、青色にＺｎＳ：Ａｇ（Ｐ２２−Ｂ）
を用いればよい。

【００３４】次いで、ニトロセルロースなどの膜でフィ
ルミングした後、面板１１０全体にＡｌを、膜厚７５nm
程度蒸着してメタルバック１１４とする。このメタルバ
ック１１４が加速電極として働く。その後、面板１１０
を大気中４００℃程度に加熱してフィルミング膜やＰＶ
Ａなどの有機物を加熱分解する。このようにして、表示
側基板が完成する。

【００３５】このようにして製作した表示側基板と基板
１とをスペーサ３０を介し、周囲の枠１１６をフリット
ガラス１１５を用いて封着する（図６）。面板１１０−
基板１間の距離は１〜３mm程度になるようにスペーサ３
０の高さを設定する。

【００３６】ここでは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）
に発光するドット毎、すなわち下部電極３列づつにスペ
ーサの支柱を設けているが、機械強度が耐える範囲で、
支柱の数（密度）を減らしても構わない。スペーサ３０
の製作は、厚さ１〜３mm程度のガラスやセラミックスな
どの絶縁板に例えばサンドブラスト法などで所望の形状
の穴を加工する。あるいは、板状または柱状のガラス製
またはセラミックス製の支柱を並べて配置してスペーサ
３０としてもよい。

【００３７】封着したパネルは、１０^-7Torr程度の真空
に排気して、封じきる。その後、ゲッターを活性化し、
真空度を維持する。例えば、Ｂａを主成分とするゲッタ
ー材の場合、高周波誘導加熱によりゲッター膜を形成で
きる。このようにして、薄膜電子源を用いた表示パネル
が完成する。

【００３８】このように本実施例では、面板１１０と基
板１間の距離は１〜３mm程度と長いので、メタルバック
１１４に印加する加速電圧を３〜６ＫＶと高電圧にでき
る。したがって、上述のように、蛍光体には陰極線管
（ＣＲＴ）用の蛍光体を使用できる。

【００３９】図７はこのようにして製作した表示装置パ
ネルの駆動回路への結線図である。下部電極９は下部電
極駆動回路４０へ結線し、上部電極バスライン１５は上
部電極駆動回路５０に結線する。ｍ番目の下部電極９Ｋ
ｍと、ｎ番目の上部電極バスライン１５Ｃｎの交点を
（ｍ，ｎ）で表すことにする。メタルバック１１４には
３〜６ＫＶ程度の加速電圧６０を常時印加する。

【００４０】図８は、各駆動回路の発生電圧の波形の一
例を示す。時刻ｔ０ではいずれの電極も電圧ゼロである
ので電子は放出されず、したがって、蛍光体は発光しな
い。時刻ｔ１において、下部電極９Ｋ１には−Ｖ１なる
電圧を、上部電極バスライン１５Ｃ１，Ｃ２には＋Ｖ２
なる電圧を印加する。交点（１，１）、（１，２）の下
部電極９−上部電極１３間には（Ｖ１＋Ｖ２）なる電圧
が印加されるので、（Ｖ１＋Ｖ２）を電子放出開始電圧
以上に設定しておけば、この２つの交点の薄膜型電子源
からは電子が真空中に放出される。放出された電子はメ
タルバック１１４に印加された加速電圧６０により加速
された後、蛍光体に入射し、発光させる。時刻ｔ２にお
いて、下部電極９のＫ２に−Ｖ１なる電圧を印加し、上
部電極バスライン１５のＣ１にＶ２なる電圧を印加する
と、同様に交点（２，１）が点灯する。

【００４１】このようにして、上部電極バスライン１５
に印加する信号を変えることにより所望の画像または情
報を表示することができる。また、上部電極バスライン
１５への印加電圧Ｖ１の大きさを適宜変えることによ
り、階調のある画像を表示することができる。絶縁層１
２中に蓄積される電荷を開放するための反転電圧の印加
は、ここでは下部電極９の全てに−Ｖ１を印加した後、
全下部電極９にＶ３、全上部電極１３に−Ｖ３’を印加
することにより行った。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明の薄膜型電子源
は、電子放出部の下部電極がＡｌより高融点の材料から
なり、絶縁層がＡｌもしくはＡｌ合金の陽極酸化膜から
なり、保護絶縁層は高融点材料の陽極酸化膜とＡｌもし
くはＡｌ合金の陽極酸化膜の積層膜、あるいはＡｌもし
くはＡｌ合金の厚い陽極酸化膜で構成されることによ
り、フリット封着温度に耐える高耐熱性と、下部電極か
ら絶縁層中への金属イオンのマイグレーションを防止で
き、かつ配線側面での絶縁性や形状安定性の高く、短絡
や上部電極等の断線等が発生しない薄膜型電子源を得る
ことができ、信頼性の高い表示装置を作成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜型電子源の製造工程を示す断面図
および平面図。

【図２】本発明の薄膜型電子源の製造工程を示す断面図
および平面図。

【図３】本発明の薄膜型電子源の上部電極バスラインの
拡大断面図。

【図４】本発明の薄膜型電子源を用いた表示装置の製法
を示す平面図および断面図。

【図５】本発明の薄膜型電子源を用いた表示装置の製法
を示す平面図および断面図。

【図６】本発明の薄膜型電子源を用いた表示装置の製法
を示す断面図。

【図７】本発明を用いた表示装置での駆動回路への結線
を示した平面図。

【図８】本発明の表示装置での駆動電圧の波形図。

【図９】薄膜型電子源の動作原理を示すモデル図。

【符号の説明】

１…基板、９…下部電極、１０…下部電極上層、１１…
Ａｌ合金膜、１２…絶縁層、１３…上部電極、１４…保
護絶縁層、１５…上部電極バスライン、１６…上部電極
バスライン上層、１７…上部電極バスライン下層、１８
…真空、２０…レジスト、３０…スペーサ、４０…下部
電極駆動回路、５０…上部電極駆動回路、６０…加速電
圧、１１０…面板、１１１…赤色蛍光体、１１２…緑色
蛍光体、１１３…青色蛍光体、１１４…メタルバック、
１１５…フリットガラス、１１６…枠。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木睦三茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者石坂彰利東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目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 DD09 DD17 5C036 EE02 EE08 EF01 EF06 EF09 EG12 EH06 EH08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に下部電極、絶縁層、上部電極をこ
の順序に積層した構造、および電子放出部を制限する前
記絶縁層より厚い保護絶縁層を有し、前記下部電極と前
記上部電極の間に、前記上部電極が正電圧になる極性の
電圧を印加した際に、前記上部電極の表面から真空中に
電子を放出する薄膜型電子源において、電子放出部の下
部電極がＡｌより高融点の材料からなり、前記絶縁層が
ＡｌもしくはＡｌ合金の陽極酸化膜からなり、前記保護
絶縁層の少なくともその表面側はＡｌもしくはＡｌ合金
の陽極酸化膜で形成されていることを特徴とする薄膜型
電子源。
【請求項２】請求項１記載の保護絶縁層は、上記Ａｌよ
りも高融点の材料の陽極酸化膜と上記ＡｌもしくはＡｌ
合金の陽極酸化膜の積層膜からなることを特徴とする薄
膜型電子源。
【請求項３】請求項１記載の保護絶縁層は、Ａｌもしく
はＡｌ合金の上記絶縁層より厚い陽極酸化膜からなるこ
とを特徴とする薄膜型電子源。
【請求項４】請求項２記載のＡｌよりも高融点の材料
は、陽極酸化可能な材料であることを特徴とする請求項
１記載の薄膜型電子源。
【請求項５】請求項４記載のＡｌよりも高融点の材料
は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａの何れか、またはそ
れらの合金のいずれかを用いることを特徴とする薄膜型
電子源。
【請求項６】請求項１記載のＡｌよりも高融点の材料
は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒの
何れか、またはそれらの合金のいずれかを用いることを
特徴とする薄膜型電子源。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれか記載の薄膜型
電子源からなるマトリクスと、蛍光体を塗布した面板と
を張り合わせ、電子放射空間を真空に封じた構造を有し
て成ることを特徴とする表示装置。