JP2008052917A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＩＭ方式のカソードをマトリクス状に配置した表示装置で、走査線と上部電極との接続を確実に行うとともに、該走査線と他の走査線との絶縁を確実におこなう。
【解決手段】ガラス基板上に信号線８と同層で電極パターン３９を形成する。走査線を、絶縁膜を挟んで、信号線８と直角方向に第１走査線層３６と第２走査線層３７の複数の導電膜で形成する。走査線は、庇部３８によって他の走査線と絶縁される。しかし、走査線は電極パターン３９によって、電子源１０の上部電極と接続する。走査線と電子源１０の上部電極との接続と、走査線と他の走査線との絶縁を別構成としたので、信頼性の高い、かつ、製造歩留まりの高い表示装置を得ることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、平板状の画像表示装置に係り、特にＭＩＭ構造の電子源をマトリクス状に配した自発光型の平面画像表示装置に関するものである。

高輝度、高精細に優れたディスプレイデバイスとして、従来からカラー陰極線管が広く用いられている。しかし、近年の情報処理装置やテレビ放送の高画質化に伴い、高輝度、高精細の特性をもつと共に軽量、省スペースの平面型画像表示装置（フラット・パネル・ディスプレイ、ＦＰＤ）の要求が高まっている。

その典型例として液晶表示装置、プラズマ表示装置などが実用化されている。又、特に、
高輝度化が可能なものとして、電子源から真空への電子放出を利用した自発光型表示装置（例えば、電子放出型画像表示装置や電界放出型画像表示装置等と呼ばれるもの）や、低消費電力を特徴とする有機ＥＬディスプレイなど、種々の平面型画像表示装置の実用化も図られている。

平面型画像表示装置の中、自発光型のフラット・パネル・ディスプレイでは、電子源をマトリクス状に配置した構成が知られている。

自発光型のフラット・パネル・ディスプレイでは、その冷陰極に、スピント型、表面伝導型、カーボンナノチューブ型、金属―絶縁体―金属を積層したＭＩＭ（Metal-Insulato
r-Metal）型、金属―絶縁体―半導体を積層したＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor
）型、あるいは金属―絶縁体―半導体−金属型等の電子源などが用いられる。

平面型画像表示装置は、上記のような電子源を備えた背面基板と、蛍光体層とこの蛍光体層に電子源から放出される電子を射突させるための加速電極を形成する陽極を備えた前面基板とを対向させ、両基板の対向する内部空間を所定の真空状態に封止する封止枠となる支持体とで構成される表示パネルが知られている。この表示パネルに駆動回路を組み合わせて平面型画像表示装置を動作させる。

例えば、ＭＩＭ型電子源を有する画像表示装置では、第１の方向に延在して第１の方向と交差する第２の方向に並設された多数の第１電極（例えば、カソード電極、映像信号線）と、この第１電極を覆って形成された絶縁膜と、この絶縁膜上で前記第２の方向に延在して前記第１の方向に並設された多数の第２電極（例えば、ゲート電極、走査線）と、前記第１電極と前記第２電極との交叉部付近に設けられた電子源とを有する背面基板を備え、この背面基板は絶縁材からなる基板を有し、この基板上に前記電極が形成されている。

この構成で前記走査線には前記第１の方向に走査信号が順次印加される。又、この基板上には走査線と映像信号線の各交差部付近に上記の電子源が設けられ、これら両電極と電子源とは給電電極で接続され、電子源に電流が供給される。この背面基板と対向して、前記対向する内面に複数色の蛍光体層と第３電極（アノード電極、陽極）とを備えた前面基板を有している。前面基板は、ガラスを好適とする光透過性の材料で形成される。そして、画像表示装置は両基板の貼り合せ内周縁に封止枠となる支持体を介挿して封止し、当該背面基板と前面基板及び支持体で形成される内部を真空にして構成される。

電子源は前述のように第１電極と第２電極の交差部付近に有し、第１電極と第２電極との間の電位差で電子源からの電子の放出量（放出のオン・オフを含む）が制御される。放出された電子は、前面基板に有する陽極に印加される高電圧で加速され、同じく前面基板に有する蛍光体層に射突して励起することで当該蛍光体層の発光特性に応じた色光で発色する。

個々の電子源は対応する蛍光体層と対になって単位画素を構成する。通常は、赤(Ｒ)、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の単位画素で一つの画素（カラー画素、ピクセル）が構成される。なお、カラー画素の場合、単位画素は副画素（サブピクセル）とも呼ばれる。

前述したような平面型の画像表示装置では、一般的に背面基板と前面基板間の前記支持体で囲繞された表示領域内に複数の間隔保持部材（以下スペーサと言う）が配置固定され、前記両基板間の間隔を前記支持体と協働して所定間隔に保持している。このスペーサは、一般にはガラスやセラミックスなどの絶縁材で形成した板状体からなり、通常、複数の画素ごとに画素の動作を妨げない位置に設置される。

又、封止枠となる支持体は背面基板と前面基板との内周縁にフリットガラスなどの封着部材で固着され、この固着部が気密封着され封止領域となっている。両基板と支持体とで形成される表示領域内部の真空度は、例えば１０^-3〜１０^-5Ｐａである。

支持体と両基板との封止領域には、背面基板に形成された第１電極につながる第１電極引出端子や第２電極につながる第２電極引出端子が貫通する。通常、封止枠となる支持体はフリットガラスなどの封着部材で前記背面基板及び前面基板に固着される。第１電極引出端子や第２電極引出端子が封止枠と背面基板の気密封着部である封止領域を通して引き出されている。

本発明は上記した表示装置におけるＭＩＭ構造の電子放出部に関連する。図１５は従来のＭＩＭカソード付近の平面図である。図１５において、ガラス基板上に形成された映像信号線８は縦方向に延在し、絶縁膜を介して走査線９が横方向に延在する。ＭＩＭ電子源は映像信号線８上に形成される。

図１６は図１５のＡ−Ａ断面図でＭＩＭ電子源の断面構造を示す。ＭＩＭ電子源は映像信号線８上に形成される。映像信号線８上に形成された薄いトンネル絶縁膜３２を挟んで形成される上部電極３１に電圧を印加すると、ホットエレクトロンが上部電極３１より放出される。電子放出源以外では第１層間絶縁膜３４および第２層間絶縁膜３５が形成され、電子放出は無い。

図１７は図１５のＢ−Ｂ断面図である。走査線９は第１走査線層３６と第２走査線層３７の積層構造となっている。上部電極３１は基板全面にスパッタリング等で形成するが、第１層間絶縁膜３４および第２層間絶縁膜３５に形成されたテーパー部を通して電圧が供給される。
以上のような従来技術を記載したものとしては下記のような特許文献が挙げられる。

特開平１０−３１４３３号公報 特開平１０−３２６５８１号公報 特開２０００−２６０３５９号公報 特開２００３−９２０７５号公報 特開２０００−３１１６３６号公報 特開２００４−３６３０７５号公報

図１７において、ＭＩＭ電子源の上部電極３１には走査信号が供給されるが、上部電極３１を形成する際、走査線９（第１走査線層３６と第２走査線層３７の積層）およびテーパー部にも上部電極膜をスパッタリングあるいは蒸着することによって上部電極３１と走査線９が電気的に接続される。一方、走査線の電子源とは反対側には第１走査線層３６と第２走査線層３７との間で、庇部３８が形成され、この庇部３８には上部電極３１はスパッタリングあるいは蒸着されないため、該走査線９と他の走査線９との導通は防止することができる。

しかしながら、このような従来の構造では、第１走査線層３６と第２走査線層３７を形成する際、ＭＩＭ電子源側にはテーパー部３６１を、その反対側には庇部３８を形成しなければならない。このような加工は第１走査線層３６と第２走査線層３７のパターン位置をずらすとともに、第１走査線層３６と第２走査線層３７のパターンのエッチング速度の差を利用しておこなうが、制御が難しい。庇部３８による上部電極３１の分離が難しく、製造歩留まりを低下させる要因になっていた。

したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたもので、具体的には以下の手段を用いる。

（１）映像信号線は第１の方向に延在して、第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、走査線は映像信号線とは絶縁層を挟んで第２の方向に延在して第１の方向に配列しており、上部電極と下部電極、および前記上部電極と前記下部電極の間のトンネル絶縁膜を有し、前記上部電極と前記下部電極との間に電圧を印加することにより前記上部電極から電子を放出させる電子源がマトリクス状に配置され、前記下部電極は映像信号線と導通し、前記上部電極は走査線と導通し、前記上部電極は前記走査線とは、前記映像信号線と同層で設けられた電極パターンを介して導通することを特徴とする表示装置。
（２）前記電子源の前記下部電極は前記映像信号線と同一であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（３）前記電子源の前記上部電極と同一の膜によって、前記電極パターンと前記上部電極が導通することを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（４）前記電極パターンの上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜は前記電極パターン上で前記走査線と前記電極パターンを導通させる第１のスルーホールが形成され、前記絶縁膜は前記電極パターン上で前記電極パターンと前記上部電極を導通させる第２のスルーホールが形成されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（５）前記電極パターンの上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜は前記電極パターン上で前記走査線と前記電極パターンを導通させる第１のスルーホールが形成され、前記絶縁膜は前記走査線と前記映像信号線とで囲まれた領域に第２のスルーホールが形成され、前記第２のスルーホールの幅は前記電極パターンの幅よりも大きく、前記第２のスルーホールは前記電極パターンと前記電子源の上部電極を導通させることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（６）前記電極パターンの上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜は前記電極パターン上で前記走査線と前記電極パターンを導通させる第１のスルーホールが形成され、前記絶縁膜は前記走査線と前記映像信号線とで囲まれた領域に第２のスルーホールが形成され、前記第２のスルーホールの領域は、前記走査線と前記映像信号線とで囲まれた領域に略略等しく、前記第２のスルーホールは前記電極パターンと前記電子源の上部電極を導通させることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（７）前記映像信号線と前記走査線の間には前記絶縁膜とは別な絶縁膜が形成されていることを特徴とする（４）または（５）に記載の表示装置。
（８）前記電極パターン上に形成された、前記第２のスルーホール部の前記絶縁膜の断面のテーパー角度は３０度以下であることを特徴とする、（４）に記載の表示装置。
（９）前記電極パターンの断面のテーパー角度は３０度以下であることを特徴とする（５）または（６）に記載の表示装置。
（１０）前記第２のスルーホール部の前記絶縁膜の断面のテーパー角度は２０度以下であることを特徴とする（５）または（６）に記載の表示装置。
（１１）前記映像信号線と前記電極パターンとは同一の材料で形成されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（１２）映像信号線は第１の方向に延在して、第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、走査線は映像信号線とは絶縁層を挟んで第２の方向に延在して第１の方向に配列しており、前記映像信号線と前記走査線との交差部付近に電子源が配置され、前記電子源は前記映像信号線からの信号と、前記走査線からの信号によって動作する表示装置であって、前記電子源への前記走査信号は前記映像信号線と同層で形成された電極パターンを介して供給されることを特徴とする表示装置。
（１３）前記映像信号線は前記走査線よりも下層に形成されていることを特徴とする（１２）に記載の表示装置。

（１４）映像信号線は第１の方向に延在して、第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、前記映像信号線の上には絶縁層が形成され、前記絶縁層の上に、走査線が前記第２の方向に延在して、前記第１の方向に配列し、前記映像信号線と前記走査線との交差部付近に電子源が配置され、前記電子源は前記映像信号線からの信号と、前記走査線からの信号によって動作する表示装置であって、前記電子源に対する走査信号は、前記映像信号線と同層で形成された電極パターンを介して供給され、前記電極パターンは前記走査線とは前記絶縁層に形成された第１のスルーホールによって接続され、前記電極パターンは前記電子源とは前記絶縁層に形成された第２のスルーホールによって接続されていることを特徴とする表示装置。

本発明によれば、ＭＩＭ電子源上部電極と走査線の接続のために電極パターンを設けるので、ＭＩＭ電子源の上部電極と走査線との導通のために、走査線にテーパー部を形成する必要がない。走査線には、他の走査線と分離するためのオーバーハング部のみを形成すればよいので、オーバーハングのための最適な構成およびプロセスとすればよく、プロセスの裕度が上がり、製造歩留まりも向上する。また、本発明ではＭＩＭ電子源上部電極と走査線の接続のために電極パターンを設けるので、走査線と上部電極との接続も確実に行うことができ、製品の信頼性が向上する。

以下、本発明の最良の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１乃至図４は本発明の画像表示装置の一実施例を説明するための図で、図１（ａ）は
前面基板側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図、図２は図１の前面基板を取り去って示す背面基板の模式平面図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿った模式断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿った背面基板の模式断面図とその背面基板と対応する部分の前面基板の模式断面図である。

これら図１乃至図４において、参照符号１は背面基板、２は前面基板で、これら両基板１、２は厚さ数ｍｍ、例えば３ｍｍ程度のガラス板から構成されている。３は支持体で、この支持体３は厚さ数ｍｍ、例えば３ｍｍ程度のガラス板或はフリットガラスの燒結体から構成されている。４は排気管で、この排気管４は前記背面基板１に固着されている。前記支持体３は前記両基板１、２間の周縁部に周回して介挿され、両基板１、２とフリットガラスのような封着部材５を介して気密封着されている。前記両基板１、２は重畳方向（
Ｚ方向）で同軸配置されている。

この支持体３と両基板１、２及び封着部材５で囲まれた空間は前記排気管４を介して排気され、例えば１０^-3〜１０^-5Ｐａの真空を保持して表示領域６を構成している。又前記排
気管４は背面基板１を貫通して穿設された貫通孔７と略同軸で連通し、前述のように前記背面基板１の外表面に取り付けられ、排気完了後封止される。

参照符号８は映像信号線で、この映像信号線８は背面基板１の内面に一方向（Ｙ方向）に延在し他方向（Ｘ方向）に並設されている。この映像信号線８は端部に映像信号線引出端子８１を有しており、この端子の先端部は支持体3と背面基板１との気密封着
部を気密に貫通して背面基板１の端部まで延在している。

次に、参照符号９は走査線で、この走査線９は前記映像信号線８上でこれと交差する前記他方向（Ｘ方向）に延在し前記一方向（Ｙ方向）に並設されている。この走査線９は端部に走査線引出端子９１を有しており、この端子の先端部は前記支持体3と背面基板１との気密封着部を気密に貫通して背面基板１の端部まで延在している。又、これら映像信号線８及び走査線９と貫通孔７とは少なくとも３ｍｍ以上の間隔が確保出来るように設定する。この寸法より近接すると電極寸法に変動が生じる恐れがある。

次に、参照符号１０は電子源で、この電子源１０は前記走査線９と映像信号線８の各交差部近傍に設けられ、この電子源１０は前記走査線９と接続電極１１で接続されている。又、前記映像信号線８と、電子源１０及び前記走査線９間には層間絶縁膜が配置されている。ここで、前記映像信号線８は例えばＡｌ／Ｎｄ膜、走査線９は例えばＩｒ、Ｐｔ、Ａｕ膜等が用いられる。

次に、参照符号１２はスペーサで、このスペーサ１２はセラミックス材から構成されており、長方形の薄板形状に整形され、この実施例では走査線９上に１本おきに直立配置され、接着部材１３で両基板１、２と固定している。このスペーサ１２は通常、複数の画素毎に画素の動作を妨げない位置に設置される。

このスペーサ１２の寸法は基板寸法、支持体３の高さ、基板素材、スペーサの配置間隔、スペーサ素材等により設定されるが、一般的には高さは前述した支持体３と略同一寸法、厚さは数十μｍ〜数ｍｍ以下、長さは２０ｍｍ乃至２００ｍｍ程度、好ましくは８０ｍｍ乃至１２０ｍｍ程度が実用的な値となる。又、このスペーサ１２は１０⁸〜１０⁹Ω・ｃｍ程度の抵抗値を有している。

次に、参照符号１４はカップ状の陽極端子で、この陽極端子１４は例えばクロム合金等から構成され前記前面基板２の背面基板１側の内面の後述する位置に植設配置されている。すなわち、陽極端子１４の配置位置は、両基板１、２をＺ軸方向に同軸で重畳した際、前記表示領域６内で、かつ正規の表示に支障を与えない支持体３に近接した位置に配置された前記排気管４と略同軸で前面基板２に埋め込まれている。この埋め込みは、陽極端子１４の閉止端面側の一部にガラス巻きを施すような処理を行った後、開口端側の一部を背面基板１側の内面に露呈させて埋め込みを行う方法等が可能である。この埋め込みはガラス板の時点で行い、埋め込み後洗浄等の前処理を行い、その後所定の製造工程に投入する。

又、この陽極端子１４が植設配置された前記前面基板２の同一面内に赤色、緑色、青色用の蛍光体層１５が遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜１６で区画されて配置され、更にこれらを覆うように例えば蒸着方法で設けられた金属薄膜からなるメタルバック１７が形成され、これらにより蛍光面が構成されている。

次に、参照符号１８は陽極引出線で、この陽極引出線１８は一端側１８１を前記陽極端子１４に着脱自在に接続し、他端側１８２を支持体３に略平行に背面基板１側へ延在させ貫通孔７を挿通した後、排気管４と気密封着して外部に引き出されている。この陽極引出線１８は、一端側１８１を押圧して変形させてカップ状の陽極端子１４内に挿入し前記押圧を解除することで拡張、弾接させて陽極端子１４と確実に接触する構造のばね状構成としている。このばね状構成は、例えば４５０℃程度の熱処理でもばね性が損なわれない特性が要求される。又、他端側１８２は例えばジュメット線のような熱膨張係数が排気管４と略等しい材料からなる線状構造とし、貫通孔８を挿通した後、排気管４のチップオフ時に同時に気密封着している。

次に、参照符号１９は接続用の導電厚膜で、この導電厚膜１９は前記蛍光面のＢＭ（ブラックマトリクス）膜１６及びメタルバック１７と前記陽極端子１４間に塗布され、この陽極端子１４とＢＭ膜１６及びメタルバック１７とを電気的に接続している。この導電厚膜１９は例えば黒鉛を主成分とした黒鉛ペーストが用いられ、その膜厚は数μｍ乃至二十数μｍとし、接続の信頼性を確保可能な厚膜としている。

又、前記蛍光体層１５の蛍光体材料としては、例えば赤色としてＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ（Ｐ２２−Ｒ）を、緑色としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ（Ｐ２２−Ｇ）、青色としてＺｎＳ：Ａｇ，
Ｃｌ（Ｐ２２−Ｂ）を用いることができる。この蛍光面構成で、前記電子源１０から放射される電子を加速し、対応する画素を構成する蛍光体層１５に射突させる。これにより、該蛍光体層１５が所定の色光で発光し、他の画素の蛍光体の発光色と混合されて所定の色のカラー画素を構成する。又、メタルバック１７は面状として示してあるが、走査線９と交差して画素列ごとに分割されたストライプ状とすることもできる。

図５ないし図８は本発明によるＭＩＭ電子源１０付近の詳細平面図である。図５において縦方向に延在する映像信号線８の上にＭＩＭ電子源１０が形成されている。層間絶縁膜を介して映像信号線８と直角方向に走査線９が延在している。映像信号線８のピッチは２００μｍであり、映像信号線８の幅は１３０μｍである。ピッチに対して線幅の割合が大きいのは、出来るだけ映像信号線８の抵抗を小さくして、信号が劣化するのを防止するためである。また、走査線９のピッチは５００μｍであり、走査線９の幅は３００μｍである。走査線９のピッチに対して走査線９の幅が大きいのは、映像信号線８の場合と同様で、できるだけ走査線９の抵抗を小さくするためである。

ＭＩＭ電子源の大きさは、映像信号線８と平行な方向が１００μｍ、走査線９と平行な方向が５０μｍであり、縦長の構成となっている。これは対応する蛍光面の画素構造が縦長、あるいはストライプとなっていることに対応するものである。

図５における走査線９の実線部分は第２走査線層３７であり、破線部分は第１走査線層３６である。すなわち、第２走査線層３７が第１走査線層３６に対してオーバーハングしている形となっている。この様子を図７に示す。すなわち、第２走査線層３７によって走査線９の両側に庇が形成されているため、本発明においては走査電極の上に形成された上部電極３１とＭＩＭ電子源の上部電極３１とは連続した膜とはなっていない。すなわち、上部電極３１は走査線９とＭＩＭ電子源との電気的接続の役割は持っていない。

図５において、本発明の特徴である電極パターン３９が映像信号線８と平行に形成されている。なお、図５の電極パターン３９は走査線９の下のみ点線で示し、それ以外は実線で示している。この電極パターン３９は映像信号線８と同層であり、映像信号線８と同時にスパッタリング等で背面基板１に堆積され、その後映像信号線８と同時にパターニングされる。電極パターン３９の幅は５０μｍであり、映像信号線８との間隔は１０μｍである。映像信号線８との間隔は小さいが、電極パターン３９は映像信号線８と同層で形成されており、マスクあわせの必要がないので、十分な間隔である。電極パターン３９はＡｌまたはＡｌ合金で形成され、膜厚は約６００ｎｍである。本発明ではこの電極パターン３９が走査線９とＭＩＭ電子源の上部電極３１を電気的に接続する役割を持つ。

図６は図５のＡ−Ａ断面である。第１層間絶縁膜３４は映像信号線８であるＡｌまたはＡｌ合金を陽極酸化して形成される。膜厚はたとえば、２００ｎｍである。ここで、電極パターン３９には陽極酸化膜は形成されない。電極パターン３９は映像信号線８とは電気的には接続していないので陽極酸化のための電圧が印加されないからである。また、電極パターン３９の目的からして、陽極酸化膜を形成する必要も無い。陽極酸化膜の上には第２層間絶縁膜３５が形成される。第２層間絶縁膜３５は例えば、窒化シリコンあるいは酸化シリコンが用いられる。第２層間絶縁膜３５の役割は第１層間絶縁膜３４であるアルミナにピンホール等が存在した場合の絶縁不良を防止するためである。第２層間絶縁膜の膜厚は例えば、２００ｎｍ程度である。第２層間絶縁膜３５は電極パターン３９上にも形成される。

図８に示すように、第２層間絶縁膜３５形成後、電極パターン３９の上に少なくとも２箇所スルーホールが形成される。第１のスルーホール４１は走査線９と導通をとるためであり、第２のスルーホール４２はＭＩＭ電子源の上部電極３１と導通をとるためである。この第１のスルーホール４１、第２のスルーホール４２を形成する際に、ＭＩＭ電子源の開口を形成してもよい。ただし、ＭＩＭ電子源の部分を以後のプロセスでのコンタミネーションから保護したい場合は、走査電極形成後に、ＭＩＭ電子源の開口を形成すればよい。

その後、第１走査線層３６と第２走査線層３７がスパッタリング等で堆積され、続いて、ウェットエッチングでパターニングされる。ここで、第１走査線層３６の材料は例えば、Ｃｒが使用され、第２走査線層３７はＡｌまたはＡｌ合金が用いられる。第１走査線層３６と第２走査線層３７とで材料を違えるのは、選択エッチングをするためである。第１走査線層３６の膜厚は２００ｎｍ、第２走査線層３７の膜厚は４．５μｍである。レジストを用いてまず第２走査線層３７をエッチングしてパターン形成する。その後、第２走査線層３７をマスクとして、第１走査線層３６をエッチングにより形成する。

第１走査線層３６を形成するエッチング液は第２走査線層３７よりも第１走査線層３６のエッチングスピードが早いエッチング液を用いる。この選択エッチング効果と、第２走査線層３７の膜厚が第１走査線層３６の膜厚よりもはるかに厚いという効果が重なって、第１走査線層３６と第２走査線層３７の両側面に庇部３８が形成される。この庇部３８の奥行きｄｄは１００ｎｍ程度は必要であるが、好ましくは３００ｎｍ以上とするのがよい。

この庇部３８の効果により、ＭＩＭ電子源の上部電極３１を基板全面に蒸着またはスパッタリングしても各走査線９ごとに、絶縁が保たれる。従来技術では、第１走査線層３６に対し、ＭＩＭ電子源側にはテーパーを形成し、ＭＩＭ電子源と反対側には庇部３８を形成するという相反する形状を形成する必要があったため、膜材料、厚さ、エッチング条件に大きな制約があった。本発明によれは、第１走査線層３６および第２走査線層３７のエッチングプロセスでは、庇部３８のみ形成すればよいので、プロセスの裕度が飛躍的に増大し、歩留まりも上げることができる。

その後、図７に示すように、ＭＩＭ電子源部分の第２層間絶縁膜３５および第１層間絶縁膜３４にスルーホールを形成してＭＩＭ電子源の下電極となる映像信号線８を露出させ、この部分に約１０ｎｍの陽極酸化膜を形成してこれをトンネル絶縁膜３２とする。ＭＩＭ電子源の上部電極３１には例えば、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕの積層膜をスパッタリングで形成する。この積層膜の合計膜厚は例えば、３ｎｍである。Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕの積層膜はパターニングの必要は無い。走査線９に形成された庇部３８によって、走査線９ごとに絶縁されるからである。

走査線９からの走査信号をＭＩＭ電子源の上部電極３１に与えるのは電極パターン３９の役割である。すなわち、図８に示すように、走査線９と電極パターン３９が第１のスルーホール４１によって接続され、電極パターン３９とＭＩＭ電子源とが第２のスルーホール４２を介して上部電極３１によって接続される。

本実施例において注意が必要なのは、第２のスルーホール４２の断面形状である。この部分の拡大図を図９に示す。第２層間絶縁膜３５の膜厚は２００ｎｍであるのに対して、上部電極３１膜の膜厚は３ｎｍ程度であるため、図９に示すテーパーが大きいと上部電極３１膜が段切れを起こし、導通がとれなくなる。したがって、図９に示す第２層間絶縁膜３５のスルーホールでのテーパー角度は３０度以下とするのがよい。

本発明の構成によれば、走査線９とＭＩＭ電子源との接続は第１走査線層３６および第２走査線層３７の膜構造にたよる必要はない。そして、第１走査線層３６および第２走査線層３７の膜構造は個々の走査線９と他の電極を分離するための庇部３８の形成に最適な構成とすればよいので、表示装置の製造が容易となり、製造歩留まりおよび製品の信頼性を向上することができる。

図１０ないし図１２に本発明の第２の実施例を示す。図１０は実施例２の平面図である。映像信号線８のピッチ、映像信号線８の幅、走査線９のピッチ、走査線９の幅等は実施例１と同じである。また、第１層間絶縁膜３４、第２層間絶縁膜３５、第１走査線層３６、第２走査線層３７、トンネル絶縁膜３２、ＭＩＭ電子源上部電極３１等の膜厚、材料等も実施例１と同じである。

実施例２の特徴は、実施例１における第２層間絶縁膜３５のスルーホール２を、映像信号線８と走査線９で囲まれる領域のほぼ全域に拡大したことである。電極パターン３９の役割はＭＩＭ電子源の上部電極３１と走査線９を接続することである。走査線９と電極パターン３９の接続は、実施例１のように、第１のスルーホール４１によってなされる。電極パターン３９とＭＩＭ電子源の上部電極３１との接続は、上部電極３１を基板全面にスパッタリングすることによって、上部電極膜自体によってなされる。したがって、電極パターン３９と上部電極３１膜との接続は、電極パターン３９上に設けられた小さな第２層間絶縁膜３５の開口部に限る必要はない。本実施例のように、第２層間絶縁膜３５に対して、映像信号線８と走査線９で囲まれる領域のほぼ全域にスルーホールを設ければ、露出した電極パターン３９全体をＭＩＭ電子源の上部電極３１との導通に用いることができるので、接続の信頼性が向上する。

図１１は図１０のＡ−Ａ断面図である。電極パターン３９の周りには第２層間絶縁膜３５は形成されていない。したがって、ＭＩＭ電子源の上部電極３１との接続は電極パターン３９の上面のみでなく、側面も利用することが出来る。

図１２は図１０のＢ−Ｂ断面である。第２層間絶縁膜３５は走査線９の近傍を除いて除去されている。したがって、ＭＩＭ電子源の上部電極３１との接続は露出した電極パターン３９全体を使用することができる。図１２では、第２層間絶縁膜３５を走査線９近傍の幅ｄのみ残したが、走査線９と映像信号線８の絶縁が保たれる限り、ｄの幅はゼロでもよい。

本実施例において注意が必要なのは、電極パターン３９の断面形状である。電極パターン３９の膜厚は６００ｎｍであるのに対し、ＭＩＭ電子源の上部電極膜３１の膜厚は３ｎｍと薄い。したがって、図１３に示す電極パターン３９のテーパーφが大きいと上部電極膜の段切れをおこし、ＭＩＭ電子源の上部電極３１との導通がとれなくなる。したがって、電極パターン３９のテーパー部は小さくする必要がある。図１３に示すφの値は好ましくは３０度以下がよい。

本発明の構成によれば、走査線９とＭＩＭ電子源との接続は第１走査線層３６および第２走査線層３７の膜構造にたよる必要はない。そして、第１走査線層３６および第２走査線層３７の膜構造は個々の走査線９と他の電極を分離するための庇部３８の形成に最適な構成とすればよいので、表示装置の製造が容易となり、製造歩留まりおよび製品の信頼性を向上することができる。ＭＩＭ電子源の上部電極３１と電極パターン３９との接続、ひいては、走査線９との接続をより確実とすることができ、信頼性をさらに向上することができる。

次に、図１４は本発明の構成を適用した画像表示装置の等価回路例の説明図である。図９中に破線で示した領域は表示領域６であり、この表示領域６にｎ本の映像信号線８とｍ本の走査線９が互いに交差して配置されてｎ×ｍのマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部は副画素を構成し、図中の３つの単位画素（あるいは、副画素）"Ｒ"，"Ｇ"，"Ｂ"の１グループでカラー１画素を構成する。なお、電子源の構成は図示を省いた。映像信号線（カソード電極）８は、映像信号線引出端子８１で映像信号駆動回路ＤＤＲに接続され、走査線（ゲート電極）９は走査線引出端子９１で走査信号駆動回路ＳＤＲに接続されている。映像信号駆動回路ＤＤＲには外部信号源から映像信号ＮＳが入力され、走査信号駆動回路ＳＤＲには同様に走査信号ＳＳが入力される。

これにより、順次選択される走査線９に交差する映像信号線８に映像信号を供給することで、二次元のフルカラー画像を表示することができる。本構成例の表示パネルを用いることにより、比較的低電圧で高効率の画像表示装置が実現される。

本発明の画像表示装置の一実施例を説明するための図で、図１（ａ）は前面基板側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図である。 図１の前面基板を取り去って示す背面基板の模式平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿った背面基板の模式断面図とその背面基板と対応する部分の前面基板の模式断面図である。 本発明によるＭＩＭ電子源付近の平面図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 図５のＣ-Ｃ断面図である。 本発明の電極パターン上のスルーホールの断面図である。 本発明の第２の実施例によるＭＩＭ電子源付近の平面図である。 図１０のＡ−Ａ断面図である。 図１０のＢ−Ｂ断面図である。 電極パターンの断面図である。 本発明の構成を利用した表示装置の等価回路の説明図である。 従来例によるＭＩＭ電子源付近の平面図である。 図１５のＡ−Ａ断面図である。 図１５のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１・・・背面基板、２・・・前面基板、３・・・支持体、４・・・排気管、５・・・封着部材、６・・・表示領域、７・・・貫通孔、８・・・映像信号線、８１・・・映像信号線引出端子、９・・・走査線、９１・・・走査線引出端子 、１０・・・電子源、１１・・・接続電極、１２・・・間隔保持部材、１３・・・接着部材、１４・・・陽極端子、１５・・・蛍光体層、１６・・・ブラックマトリクス膜、１７・・・メタルバック（陽極電極）、１８・・・陽極引出線、１９・・・導電厚膜、３１・・上部電極、３２・・・トンネル絶縁膜、３３・・・下部電極、３４・・・第１層間絶縁膜、３５・・・第２層間絶縁膜、３６・・・第１走査線層、３７・・・第２走査線層、３８・・・庇部、３９・・・電極パターン、４１・・・第１のスルーホール、４２・・・第２のスルーホール。

Claims (14)

1. 映像信号線は第１の方向に延在して、第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、走査線は映像信号線とは絶縁層を挟んで第２の方向に延在して第１の方向に配列しており、
   上部電極と下部電極、および前記上部電極と前記下部電極の間のトンネル絶縁膜を有し、前記上部電極と前記下部電極との間に電圧を印加することにより前記上部電極から電子を放出させる電子源がマトリクス状に配置され、前記下部電極は映像信号線と導通し、前記上部電極は走査線と導通し、前記上部電極は前記走査線とは、前記映像信号線と同層で設けられた電極パターンを介して導通することを特徴とする表示装置。
2. 前記電子源の前記下部電極は前記映像信号線と同一であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記電子源の前記上部電極と同一の膜によって、前記電極パターンと前記上部電極が導通することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記電極パターンの上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜は前記電極パターン上で前記走査線と前記電極パターンを導通させる第１のスルーホールが形成され、前記絶縁膜は前記電極パターン上で前記電極パターンと前記上部電極を導通させる第２のスルーホールが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記電極パターンの上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜は前記電極パターン上で前記走査線と前記電極パターンを導通させる第１のスルーホールが形成され、前記絶縁膜は前記走査線と前記映像信号線とで囲まれた領域に第２のスルーホールが形成され、前記第２のスルーホールの幅は前記電極パターンの幅よりも大きく、前記第２のスルーホールは前記電極パターンと前記電子源の上部電極を導通させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記電極パターンの上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜は前記電極パターン上で前記走査線と前記電極パターンを導通させる第１のスルーホールが形成され、前記絶縁膜は前記走査線と前記映像信号線とで囲まれた領域に第２のスルーホールが形成され、前記第２のスルーホールの領域は、前記走査線と前記映像信号線とで囲まれた領域に略略等しく、前記第２のスルーホールは前記電極パターンと前記電子源の上部電極を導通させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記映像信号線と前記走査線の間には前記絶縁膜とは別な絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の表示装置。
8. 前記電極パターン上に形成された、前記第２のスルーホール部の前記絶縁膜の断面のテーパー角度は３０度以下であることを特徴とする、請求項４に記載の表示装置。
9. 前記電極パターンの断面のテーパー角度は３０度以下であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の表示装置。
10. 前記第２のスルーホール部の前記絶縁膜の断面のテーパー角度は２０度以下であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の表示装置。
11. 前記映像信号線と前記電極パターンとは同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
12. 映像信号線は第１の方向に延在して、第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、走査線は映像信号線とは絶縁層を挟んで第２の方向に延在して第１の方向に配列しており、前記映像信号線と前記走査線との交差部付近に電子源が配置され、前記電子源は前記映像信号線からの信号と、前記走査線からの信号によって動作する表示装置であって、前記電子源への前記走査信号は前記映像信号線と同層で形成された電極パターンを介して供給されることを特徴とする表示装置。
13. 前記映像信号線は前記走査線よりも下層に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
14. 映像信号線は第１の方向に延在して、第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、前記映像信号線の上には絶縁層が形成され、前記絶縁層の上に、走査線が前記第２の方向に延在して、前記第１の方向に配列し、前記映像信号線と前記走査線との交差部付近に電子源が配置され、前記電子源は前記映像信号線からの信号と、前記走査線からの信号によって動作する表示装置であって、前記電子源に対する走査信号は、前記映像信号線と同層で形成された電極パターンを介して供給され、前記電極パターンは前記走査線とは前記絶縁層に形成された第１のスルーホールによって接続され、前記電極パターンは前記電子源とは前記絶縁層に形成された第２のスルーホールによって接続されていることを特徴とする表示装置。

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