JP2009037845A - 画像表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】層間絶縁膜と封着部材との接触による真空劣化を防止し、表示特性の優れた長寿命の画像表示装置を提供する。
【解決手段】映像信号配線８と走査信号配線９間に層間絶縁膜１４及び絶縁膜１５を介挿した画像表示装置で、前記層間絶縁膜１４の膜終端１４１を封着部材５と離隔配置し、この膜終端１４１を含む上面を絶縁膜１５で覆い、前記層間絶縁膜１４と封着部材５とを非接触とした。
【選択図】 図４

Description

本発明は、自発光型フラットパネル型画像表示装置に係り、特に電子源をマトリクス状に配列した画像表示装置に関する。

マトリクス状に配置した電子源を有する自発光型フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の一つとして、微少で集積可能な冷陰極を利用する電界放出型画像表示装置（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）や電子放出型画像表示装置が知られている。
これらの冷陰極には、スピント型電子源、表面伝導型電子源、カーボンナノチューブ型電子源、金属―絶縁体―金属を積層したＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−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−金属型等の薄膜型電子源などがある。

一般的な自発光型ＦＰＤは、上記のような電子源をガラス板からなる背面基板上に備えた背面パネルと、蛍光体層及びこの蛍光体層に前記電子源から放出される電子を射突させるための電界を形成する陽極とをガラスを好適とする光透過性の材料からなる前面基板上に備えた前面パネルと、両パネルの対向する内部空間を所定の間隔に保持する枠体とを備え、前記両パネルと枠体で形成される表示領域を含む内部空間を真空状態に保持する構成とし、この表示パネルに駆動回路を組み合わせて構成される。

又、前記背面パネルの前記背面基板上には、一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設された複数の映像信号配線と、この映像信号配線を覆って形成された絶縁膜と、この絶縁膜上で前記他方向に延在し前記映像信号配線に交差する如く前記一方向に並設され走査信号が順次印加される複数の走査信号配線を備えている。加えて前記走査信号配線と画像信号配線の交差部付近に上記の電子源がそれぞれ設けられ、走査信号配線と電子源とはこの電子源の一部を構成する上部電極で接続され、走査信号配線から電子源に電流が供給される構成が一般的である。

更に、前記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。

上述の構成に加え、前述したような画像表示装置では、背面パネルと前面パネル間の前記枠体で囲繞された表示領域を含む減圧領域内に複数の間隔保持部材（スペーサ）が配置固定され、前記両パネル間の間隔を前記枠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あるいは幾分かの導電性を有する部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、封止枠となる枠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。両基板と枠体とで形成される減圧領域内部の真空度は、例えば１０^-5〜１０^-7Ｔｏｒｒ程度である。

枠体と基板との封止領域には、背面基板に形成された走査信号配線につながる走査信号配線引出端子や画像信号配線につながる画像信号配線引出端子がそれぞれ貫通する。

前述したＭＩＭ型電子源については、例えば特許文献１、２に開示されている。ＭＩＭ型電子源の構造と動作は以下のとおりである。すなわち、上部電極と下部電極との間に絶縁層を介在させた構造を有し、上部電極と下部電極との間に電圧を印加することで、下部電極中のフェルミ準位近傍の電子がトンネル現象により障壁を透過し、電子加速層である絶縁層の伝導帯へ注入されホットエレクトロンとなり、上部電極の伝導帯へ流入する。これらのホットエレクトロンのうち、上部電極の仕事関数φ以上のエネルギーをもって上部電極表面に達したものが真空中に放出される。

又、特許文献２に開示された画像表示装置においては、前記走査信号配線は、同文献の図８（ａ）〜（ｃ）にその例を示すように、前記電子源と導通する側のエッジＥＧ１と、非導通となる側のエッジＥＧ２との形状が異なり、導通側のエッジＥＧ１は前記走査信号配線側がテーパーエッチングによってテーパー形状を呈し，反対側の非導通側エッジＥＧ２は前記走査信号配線下部がアンダーエッチングで凹み、前記走査信号配線が庇状を呈してアンダーカット部を形成する形状となっている。
このエッジ形状の差により、導通側エッジでは前記上部電極が前記走査信号配線から電子源まで連続して形成されるのに対し、非導通側エッジ部分では前記上部電極が前記アンダーカット部で分断され、隣接する電子源と非導通とする構成となっており、これらの構成の組み合わせで素子分離を達成している。
特開２００４−３６３０７５号公報 特開２００６−６６１９９号公報

映像信号配線と走査信号配線間に存在する層間絶縁膜の中には、前記特許文献２に開示したように、封止用の枠体を基板と気密封着するフリットガラスなどの封着部材との間で化学反応を起こして封止領域から真空のリークを促進するものがある。典型例としては、この層間絶縁膜に窒化シリコン（ＳｉＮ）を用い、封着部材としてフリットガラス（ＰｂＯ系）を用いた場合、例えばＰｂＯ＋ＳｉＮ→Ｐｂ＋ＳｉＯ₂ ＋ＮＯ（ガス）の反応が生じ、このガス（ＮＯ）が泡としてフリットガラスに閉じ込められることで接着部分が脆くなり、かつ気密性を低下させる。気密性が低下する結果、背面基板と前面基板及び枠体で構成される表示領域を含む減圧領域内の真空度が劣化し、電子放射特性の低下を招き画像表示装置の信頼性を損なう恐れがあった。

この対策の一つとして、前記層間絶縁膜の膜終端部をドライエッチングにより除去し、前記封着部材と非接触として前記問題を解決する構成が提案されている。

しかしながら、前記ドライエッチングによる除去は、前記層間絶縁膜自体の損傷が避けられず、損傷による膜本来の機能の低下が生じること、更にはドライエッチング工程で発生した膜残渣が他の部位に付着して電子放射や表示特性に悪影響を及ぼす問題があった。

本発明の目的は、層間絶縁膜と封着部材との反応に起因する真空度劣化の発生の抑制と、ドライエッチング工程に伴う膜面の損傷及び膜残渣の問題を解決し、電子放射特性の信頼性の確保を図り、表示特性の優れた長寿命の画像表示装置とその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は層間絶縁膜の膜終端を予め封着部材から離隔して形成し、更に前記膜終端を他の絶縁膜で覆う構成を特徴とする。
又、本発明は走査信号配線を下層膜と上層膜の積層構造とし、前記下層膜は下層にアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜を備えた第１下層素膜とその上側に配置されたアルミニウム膜からなる第２下層素膜の積層膜からなり、前記上層膜は前記アルミニウム合金膜から構成したことを特徴とする。

層間絶縁膜の膜終端を予め封着部材から離隔して配置したことにより、ドライエッチングによる前記層間絶縁膜の膜終端の整形を不要とし、膜残渣による問題を軽減できて表示特性の優れた長寿命の画像表示装置を可能にした。
又、前記層間絶縁膜の膜終端を特定できることから、封着部材の塗布精度の裕度が拡大する。
更に、層間絶縁膜及び封着部材の使用材料の選択性が広がる利点がある。
加えて、走査信号配線をアルミニウム膜及びアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜の積層構造としたことにより、配線抵抗を軽減でき、表示領域内で均一な輝度の画像が得られる特徴を有する。
更に又、走査信号配線のアンダーカット部側の膜をアルミニウム合金膜で形成したことにより、庇部分の崩落を防止でき、アンダーカット部の形状保持の信頼性が向上して素子分離の信頼性が確保できる。

以下、本発明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、本発明による画像表示装置の実施例の構成を説明する模式図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図、図２は図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図とその背面基板と対応する部分の前面基板の断面図、図４は図２の要部の平面図である。
先ず、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、３は枠体、４は排気管、５は封着部材、６は表示領域を含む減圧領域、７は貫通孔、８は映像信号配線、８１はフィールド絶縁膜、８２はトンネル絶縁膜、９は走査信号配線、９１は走査信号配線９の上層膜、９２は走査信号配線９の下層膜、１０は電子源、１１は上部電極、１２はスペーサ、１３は接着部材、１４は層間絶縁膜、１５は絶縁膜、１６はアンダーカット部、１８は蛍光体層、１９は遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜、２０は金属薄膜からなるメタルバック（陽極電極）である。

参照符号１で示す背面基板と前面基板２は略矩形状を呈し、厚さ数ｍｍ、例えば１〜１０ｍｍ程度のガラス板からそれぞれ構成されている。
３は枠状を呈する枠体で、この枠体３は例えばフリットガラスの燒結体或いはガラス板等から構成され、単体で若しくは複数部材の組み合わせで略矩形状とされ、前記両基板１、２間に介挿されている。
この枠体３は、前記両基板１、２間の周縁部に介挿され、両端面を両基板１、２と気密接合されている。この枠体３の厚さは数ｍｍ〜数十ｍｍ、その高さは両基板１、２間の前記間隔に略等しい寸法に設定されている。
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。
５は封着部材で、この封着部材５は例えば低融点フリットガラス、例えばＰｂＯ：７５〜８０ｗｔ％、Ｂ２ Ｏ３ ：約１０ｗｔ％、その他：１０〜１５ｗｔ％等の組成からなり、かつ非晶質タイプのフリットガラスを含むガラス材料からなるもの等が知られており、前記枠体３と両基板１、２間を接合して気密封着している。

前記枠体３と両基板１、２及び封着部材５で囲まれた表示領域を含む減圧領域６は前記排気管４を介して排気され、例えば１０^-5〜１０^-7Ｔｏｒｒの真空度を保持している。又、前記排気管４は前述のように前記背面基板１の外表面に取り付けられ、この背面基板１を貫通して穿設された貫通孔７に連通しており、排気完了後前記排気管４は封止される。

参照符号８はストライプ状の映像信号配線で、この映像信号配線８は例えばアルミニウム（Ａｌ）膜、アルミニウムーネオジム（Ａｌ−Ｎｄ）膜等からなり、前記背面基板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。
この映像信号配線８の材料としてＡｌを用いるのは陽極酸化により良質の絶縁膜を形成できる特性を利用できることが一つの要因である。ここでは、ネオジム（Ｎｄ）を２原子量％ドープしたＡｌ―Ｎｄ合金を用いた。膜厚は６００ｎｍとした。
この映像信号配線８の配線幅は画像表示装置のサイズや解橡度により異なるが、そのサブピクセルのピッチ程度、大体１００〜２００ミクロン（μｍ）程度とする。
この映像信号配線８は上面に映像信号配線８のエッジヘの電界集中を防止するフィールド絶縁膜８１及び電子源の一部を構成し電子放出部を制限するトンネル絶縁膜８２をそれぞれ備えている。
この構成は、先ず映像信号配線８上の膜幅の略中央部で将来電子放出部となる部分に相当する部位をレジスト膜でマスクし、その他の部分を選択的に厚く陽極酸化して保護絶縁膜となるフィールド絶縁膜８１を形成する。この作業では化成電圧を２００ｖとすれば、厚さ約２７０ｎｍのフィールド絶縁膜８１が形成される。
その後、前記レジスト膜を除去して残りの映像信号配線８の表面を陽極酸化する。例えば、化成電圧を６ｖとすれば、映像信号配線８上に厚さ約１０ｎｍのトンネル絶縁膜８２が形成される。
更に、この映像信号配線８は減圧領域６から枠体３と背面基板１との接合領域を気密に貫通して背面基板１の長辺側の端部まで延在し、その先端部を映像信号配線引出端子８ａとしている。

次に、参照符号９はストライプ状の走査信号配線で、この走査信号配線９は前記映像信号配線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。
この走査信号配線９はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜からなる上層膜９１と下層膜９２との積層膜構造からなり、更にこの下層膜９２はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜からなる第１下層素膜９２１と、この上側で前記上層膜９１側に積層されたアルミニウム膜からなる第２下層素膜９２２との積層膜から構成されている。これら各下層素膜の膜厚さは配線抵抗を考慮して第１下層素膜９２１＜第２下層素膜９２２の関係にある。
一方、前記上層膜９１は前記下層膜９２の頂面９２３から一方の側面９２４を通り後述の導通する電子源１０側へ延在する延在部９１１を備え、その先端部は隣接する走査信号配線９に近接配置されている。又、この下層膜９２の他方の側面９２５は後述する上部電極１１で直に覆われるか或いは露呈している。
更に、この走査信号配線９は表示領域を含む減圧領域６から枠体３と背面基板１との接合領域を気密に貫通して背面基板１の短辺側の端部まで延在し、その先端部を走査信号配線引出端子９ａとしている。

参照符号１０は電子源で、この電子源１０は例えば特許文献１、２に開示された電子源の一種のＭＩＭ型電子源で、この電子源１０は前記走査信号配線９と映像信号配線８の交差部近傍で、前記映像信号配線８の前記トンネル絶縁膜８２に設けられている。
この電子源１０は前記トンネル絶縁膜８２上に配置された上部電極１１で前記走査信号配線９と接続されている。
この上部電極１１は例えばＩｒ、Ｐｔ、Ａｕの積層膜からなり、膜厚は例えば３ｎｍとした。形成は例えばスパッタ成膜を用いる。
この上部電極１１は、トンネル絶縁膜８２からフィールド絶縁膜８１、走査信号配線９の延在部９１１を含む上層膜９１を連続して覆う形状に成膜され、隣接する走査信号配線とは後述するアンダーカット部で成膜時に自動的に分断される構成となっている。

次に、参照符号１２はスペーサで、このスペーサ１２はセラミックス材等の絶縁材料からなり、抵抗値の偏在が少なく、かつ長方形の薄板形状に整形された絶縁性基体１２１と、この絶縁性基体１２１の表面を覆い、かつ抵抗値の偏在の少ない被膜層１２２から構成されている。
このスペーサ１２は１０⁸〜１０⁹Ω・ｃｍ程度の抵抗値を有し、全体として抵抗値の偏在の少ない構成となっている。
このスペーサ１２は前記枠体３と略平行で走査信号配線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と接着固定している。
このスペーサ１２の基板との接着固定は一端側のみでも良く、更にその配置は通常、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、枠体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枠体３と略同一寸法、厚さは数十μｍ〜数ｍｍ以下、長さは２０ｍｍ乃至１０００ｍｍ程度、更にはそれ以上の長尺も可能であるが、好ましくは８０ｍｍ乃至３００ｍｍ程度が実用的な値となる。

参照符号１４、１５で示す層間絶縁膜及び絶縁膜は、前記映像信号配線８と前記走査信号配線９間を含む基板表面に積層配置されている。
これら２層の絶縁膜１４、１５は図４にその詳細を示すように、前記枠体３で囲まれた表示領域を含む減圧領域６内の映像信号配線８を含む基板表面を覆って被着形成され、その上面に前記走査信号配線９が所定のパターンで被着形成された構成となっている。この図４は電子源１０、上部電極１１及びスペーサ１２等の表示は省略している。
積層配置された両絶縁膜の内、下側に配置された層間絶縁膜１４は、前記映像信号配線８の表面に陽極酸化で形成される前記フィールド絶縁膜８１にピンホールがあった揚合、その欠陥を埋め、映像信号配線８と走査信号配線９問の絶縁を保つ役割も果たす。

この下側に配置された層間絶縁膜１４は、前記封着部材５と対向する膜終端１４１をこの封着部材５と非接触となるよう幅Ｗ１の間隔を隔てて配置している。この幅Ｗ１は最低で２ｍｍ程度有ればよく、一方広すぎると膜配置の機能を損なう恐れがある。従って、２ｍｍ〜５ｍｍ程度が望ましい。

一方、上側に配置される絶縁膜１５は、前記層間絶縁膜１４とエッチングレートの異なる材料から構成され、前記層間絶縁膜１４の膜終端１４１を覆って更にこれより外側に延在し、前記封着部材５と対向する膜終端１５１をこの封着部材５と非接触となるよう幅Ｗ２の間隔を隔てて配置している。この幅Ｗ２は０〜数ｍｍ程度である。

又、この絶縁膜１５は、前記走査信号配線９の一端側の配線々端、すなわち前述した他方の側面９２５の下部にアンダーカット部１６を備えている。
このアンダーカット部１６は、絶縁膜１５の当該部分をエッチングで除去して形成したもので、これらのアンダーカット部１６は前記走査信号配線９の延在方向と略平行に枠体３まで延びている。
このアンダーカット部１６で前述した上部電極１１を分断して素子分離を行う構成である。

前記層間絶縁膜１４としては、例えばシリコン酸化物やシリコン窒化物、シリコンなどを用いることができ、又絶縁膜１５は前記層間絶縁膜１４とはエッチングレートの異なる材料から構成され、例えばシリコン等を用いることが出来る。
この層間絶縁膜１４としては、絶縁膜１５にＳｉを用いる場合は、例えばシリコン酸化物やシリコン窒化膜など絶縁膜１５とはエッチングレートの異なる材料を用いる。
これは絶縁膜１５をドライエッチングで加工しアンダーカット部１６を形成する際に層間絶縁膜１４のエッチング量がこの絶縁膜１５に比べて少なくなるようにエッチング選択性を確保できる材料とするためである。

ここでは、前記層間絶縁膜１４をＡｒとＮ₂雰囲気中で反応性スパッタにより成膜したシリコン窒化膜ＳｉＮを用い膜厚は２００ｎｍとした。
一方、絶縁膜１５のＳｉはＢやＰ等をドープしたＳｉターゲットを用い、Ａｒ雰囲気中でスパッタリングにより成膜した。膜厚は２００ｎｍとした。
スパッタリング方法で形成したドープＳｉはドープ材が活性化されていないため、ほぼ真性半導体の場合と伺様に非常に高抵抗の半絶縁材料として用いることが可能である。

又、前記層間絶縁膜１４に酸化Ｓｉや酸窒化Ｓｉを用いた場合は、ＳｉＮを用いた揚合よりさらにエッチング速度が低下するため絶縁膜１５との間に高い選択性を得ることができる。

この実施例では、下層の層間絶縁膜１４にシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を配置し、その上層の絶縁膜１５に前記ＳｉＮ膜に比べてエッチングレートの早いシリコン膜（Ｓｉ膜）を積層し、選択ドライエッチングによりＳｉ膜の当該部分を除去してアンダーカット部１６を形成したものである。
このＳｉの選択ドライエッチングは、ＣＦ₄とＯ₂の混合ガス、又はＳＦ₆とＯ₂の混合ガス等により行う。
これらのガスはＳｉとＳｉＮをともにエッチングするが、Ｏ₂の比率を最適化することにより、Ｓｉのエッチング選択比を高めることができる。
このドライエッチングにより、ＳｉＮからなる層間絶縁膜１４上に配置されているＳｉからなる絶縁膜１５の一部を選択的に除去してアンダーカット部１６を形成するものである。

又、これら２層の絶縁膜１４、１５のうち、前記上側の絶縁膜１５は前記アンダーカット部１６と反対側の縁端部１５２が上層膜９１の延在部９１１で覆われた構成となっている。又、前記延在部９１１は前記縁端部１５２より更に突出している前記層間絶縁膜１４の縁端部１４２も合わせて覆う構成となっている。
これら両絶縁膜１４、１５の前記各縁端部１４２，１５２は前記延在部９１１上に配置される上部電極１１に段切れが生じないように滑らかな傾斜した面を備えていることが望ましい。

一方、前記スペーサ１２の一端側が固定された前面基板２の内面には、赤色、緑色、青色用の蛍光体層１８が遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜１９で区画された窓部に配置され、これらを覆うように金属薄膜からなるメタルバック（陽極電極）２０が例えば蒸着方法で設けられて蛍光面を形成している。
このメタルバック２０は前面基板２と反対側、つまり背面基板１側への発光を前面基板２側へ向け反射させ、発光の取り出し効率を上げる為の光反射膜であると共に蛍光体粒子の表面の帯電を防ぐ機能も合わせ持っている。
又、このメタルバック２０は面電極として示してあるが、走査信号配線９と交差して画素列ごとに分割されたストライプ状電極とすることもできる。

前記蛍光体としては、例えば赤色用としてＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕを、又、緑色用としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｔｂ、更に、青色用としてＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ等を用いることができる。この蛍光体層１５は蛍光体粒子の平均粒径は例えば４μｍ〜９μｍ、膜厚は例えば１０μｍ〜２０μｍ程度となっている。

この実施例１による素子分離は、前記走査信号配線９がこの走査信号配線９を挟んでその両側に配置されている前記電子源１０の一方とは導通し、他方とは非導通とする構成で実施されている。
前記アンダーカット部１６は、前記走査信号配線９が前記電子源１０と非導通となる側で前記走査信号配線９が庇状を呈する形状となって構成されている。
このアンダーカット部１６で、前記電子源１０を構成するトンネル絶縁層８２と前記走査信号配線９とを繋ぐ上部電極１１を分断し、前記他方の電子源と非導通として素子分離を図っている。
この実施例１で前記上層膜を電子源側に延びる延在部を備えた構成としたことにより、この延在部で絶縁膜等の縁端部を覆って延在部上面の段差を軽減してこの部分での上部電極の断線を防止できる。これにより、前記走査信号配線と電子源との導通の信頼性の向上が図れ、電子放射特性の信頼性が確保されて長寿命化を達成できる。
又、この実施例１ではアンダーカット部１６の庇部分をアルミ合金としたことにより、アンダーカット部１６の強度が確保され、素子分離の信頼性を高めることが出来る。

次に、本発明の画像表示装置の製造方法の実施例について、実施例１の両信号配線及び電子源等の製造工程を図５乃至図１８を参照して説明する。
図５乃至図１８のうち、先ず図５乃至図８及び図１１乃至図１８において、各図（ａ）は模式平面図、各図（ｂ）は各図（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う模式断面図、各図（ｃ）は各図（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う模式断面図、又、図９及び図１０において、各図（ａ）は模式平面図、各図（ｂ）は各図（ａ）のＥ―Ｅ線に沿う模式断面図で、これら図５乃至図１８は前述した図と同一機能部分には同一記号を付してある。この電子源はＭＩＭ電子源である。

先ず、図５に示すように背面基板１を構成するガラス等の絶縁性の基板上の略全面に映像信号配線８用の金属膜を成膜する。この映像信号配線８の材料としてはアルミ（Ａｌ）又はアルミを主成分とするアルミ合金を用いた。このＡｌを用いるのは陽極酸化により良質の絶縁膜を形成できる特性を利用できることが一つの要因である。ここでは、ネオジム（Ｎｄ）を２原子量％ドープしたＡｌ―Ｎｄ合金を用いた。成膜には、スパッタリング方法を用い、膜厚は６００ｎｍとした。

成膜後、パターニング工程、エッチング工程によりストライプ形状の映像信号配線８を形成した（図６）。
この映像信号配線８の配線幅は画像表示装置のサイズや解橡度により異なるが、そのサブピクセルのピッチ程度、大体１００〜２００ミクロン(μｍ)程度とする。エッチングは例えば燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液でのウェットエッチングを用いる。この配線は幅の広い簡易なストライプ構造のため、レジストのパターニングは安価なプロキシミティ露光や、印刷法などで行うこともできる。

次に、前記映像信号配線８表面に、電子放出部を制限し、映像信号配線８のエッジヘの電界集中を防止するフィールド絶縁膜８１と、トンネル絶縁層８２をそれぞれ形成する（図７）。
これは、先ず図６に示した映像信号配線８上の線幅の略中央部で将来電子放出部となる部分に相当する部位をレジスト膜でマスクし、その他の部分を選択的に厚く陽極酸化して保護絶縁膜となるフィールド絶縁膜８１を形成する。この作業では化成電圧を２００ｖとすれば、厚さ約２７０ｎｍのフィールド絶縁膜８１が形成される。
その後、前記レジスト膜を除去して残りの映像信号配線８の表面を陽極酸化する。例えば、化成電圧を６ｖとすれば、映像信号配線８上に厚さ約１０ｎｍのトンネル絶縁層８２が形成される（図７）。

次に、図８乃至図１０に示すように層問絶縁膜１４及び絶縁膜１５をそれぞれ成膜する。
これを詳細に説明すると、先ず、層問絶縁膜１４を前記映像信号配線８上にスパッタリング方法で成膜する。この成膜はＣＶＤを利用することも可能である。
この実施例１の成膜では、スパッタ源と基板間にマスクを介在させ、このマスクにより成膜範囲を規制した。
すなわち、この層問絶縁膜１４の膜終端１４１が、前記枠体３と背面基板１とを気密封着する封着部材５と非接触となる様、図９（ａ）、（ｂ）に示すように予め成膜時に両者間に幅Ｗ１を持たせて形成した。
この層間絶縁膜１４としては、例えばシリコン酸化物やシリコン窒化膜、シリコンなどの材料を用いるが、絶縁膜１５にＳｉを用いる場合は、例えばシリコン酸化物やシリコン窒化膜など絶縁膜１５とはエッチングレートの異なる材料を用いる。
これは後述するように絶縁膜１５をドライエッチで加工しアンダーカット部を形成する際に層間絶縁膜１４のエッチング量がこの絶縁膜１５に比べて少なくなるようにエッチング選択性を確保できる材料とするためである。
ここでは、前記層間絶縁膜１４をＡｒとＮ₂雰囲気中で反応性スパッタにより成膜したシリコン窒化膜ＳｉＮを用い、膜厚は２００ｎｍ、前記幅Ｗ１を４ｍｍとして配置した。
この層間絶縁膜１４は、陽極酸化で形成する前記フィールド絶縁膜８１にピンホールがあった揚合、その欠陥を埋め、映像信号配線８と走査信号配線９問の絶縁を保つ役割を果たす。

次に、絶縁膜１５を図１０（ａ）、（ｂ）に示すように前記層間絶縁膜１４上に前記膜終端１４１を越えて更に外側方向に延在させ、膜終端１５１が封着部材５と非接触となるよう幅Ｗ２隔てて成膜する。
この絶縁膜１５の成膜では、前述と同様にマスクを介挿し膜形成範囲を規制した。
この絶縁膜１５の成膜では、ＢやＰ等をドープしたＳｉターゲットを用い、Ａｒ雰囲気中でスパッタリングにより成膜した。膜厚は２００ｎｍとし、前記幅Ｗ２を１ｍｍとして配置した。
スパッタリング方法で形成したドープＳｉはドープ材が活性化されていないため、ほぼ真性半導体の場合と伺様に非常に高抵抗の半絶縁材料として用いることが可能である。
層間絶縁膜１４に酸化Ｓｉや酸窒化Ｓｉを用いた場合は、ＳｉＮを用いた揚合よりさらにエッチング速度が低下するため絶縁膜１５との間に高い選択性を得ることができる。

次に、紺述するように前記絶縁膜１５上に走査信号配線９用の金属膜を成膜する。この成膜範囲は基板の略全面とする。
この成膜は、前記走査信号配線９用の下層膜９２となる第１下層素膜９２１と第２下層素膜９２２用の薄膜を順次形成する（図１１）。
これは、先ず前記第１下層素膜９２１用としてアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜、この例では前述したネオジム（Ｎｄ）を２原子量％ドープしたアルミニウムーネオジム膜とし、スパッタリング方法で成膜する。
続いてその上に前記第１下層素膜９２１より厚膜で前記第２下層素膜９２２用としてアルミニウム膜を成膜する。
これらの成膜は前述したスパッタリング方法で行い、膜厚は積層膜合計で４.５μｍとした（図１１）。
続いて、前記積層膜をホトエッチングにより加工し、前記映像信号配線８とは直交する方向に延在するストライプ状の第１下層素膜９２１及び第２下層素膜９２２をそれぞれ形成し、下層膜９２とする（図１２）。この加工でのエッチングは例えば燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液でのウェットエツチングを用いる。
この下層膜９２の位置は、前記トンネル絶縁層８２から所定距離離間し隣接する同色のトンネル絶縁層８２（図示せず）との間に配置する。
又、この下層膜９２は延在方向に直交する断面は略矩形状である。
この下層膜９２をアルミニウム及びアルミニウム合金で構成することは、低抵抗を呈することと、エッチング液の燐酸、酢酸、硝酸の比率を調整することにより、具体的には硝酸の比率を高めることによりレジスト端面の接着性を低下させることで加工が容易であり、走査信号配線材料として好ましいものである。

次に、前記層間絶縁膜１４及び絶縁膜１５にフィールド絶縁膜８１表面に達する開口を穿設する（図１３）。
これは、平面が略矩形状で深さ方向が略擂鉢状を呈する開口１４ａ、１５ａを略同心で穿設する。この穿設はフォトリソグラフィ技術とドライエッチングで可能で有る。
これらの開口位置は、前記映像信号配線８の線幅内で、前記下層膜９２の一方の側壁９２４と前記トンネル絶縁層８２間とし、各開口は側壁にテーパーを備え、積層状態で連続したテーパーを持つ実質的に一つの開口として扱われる構成となっている。又、各開口１４ａ、１５ａは前記側壁９２４から前記トンネル絶縁層８２側へ突出した縁端部１４２、１５２の一部を残して穿設されている。しかも、前記テーパー及び膜境界部分の形状は、上部に積層する金属膜が当該部分で段切れを発生させ難い構成となっている。

続いて、前記下層膜９２及び開口１５ａ等の上面全面にアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜９１を成膜する（図１４）。
このアルミニウム合金膜９１は前述したネオジム（Ｎｄ）を２原子量％ドープしたアルミーネオジム膜とし、スパッタリング方法で成膜した。膜厚は前記下層膜９２より薄膜とした。
成膜後ホトエッチングにより加工し、下層膜９２の頂面９２３部分と、この部分から一方の側面９２４を通り絶縁膜１５及び層間絶縁膜１４の一方の縁端部１５２、１４２を覆って溝１４ａまで連続して延在する延在部９１１からなる構成で走査信号配線９の上層膜９１を形成する（図１５）。
一方、下層膜９２の他方の側壁９２５側は、前記素子分離を考慮して頂面９２３の一部から他方の側壁９２５、更には絶縁膜１５の他方の縁端部１５３にかけて上層膜９１が残存しない構成としている（図１５）。
このアルミニウム合金膜からなる上層膜９１と、アルミニウム膜からなる前記第２下層素膜９２２と、アルミニウム合金膜からなる前記第１下層素膜９２１の３層の積層膜で前記走査信号配線９が構成される。

次に、Ｓｉからなる前記絶縁膜１５の選択ドライエッチングを行う。
このＳｉの選択ドライエッチングは、ＣＦ₄とＯ₂の混合ガス、又はＳＦ₆とＯ₂の混合ガスにより行う。
これらのガスはＳｉとＳｉＮを共にエッチングするが、Ｏ₂の比率を最適化することにより、Ｓｉのエッチング選択比を高めることができる。
このドライエッチングにより、ＳｉＮからなる層間絶縁膜１４上に配置されているＳｉからなる絶縁膜１５の一部を選択的に除去する（図１６）。
このＳｉの選択ドライエッチングにより、前記トンネル絶縁膜８２上を含めて露呈部分が除去される。
更に、これに加えて前記他方の縁端部１５２の前記下層膜９２の下側に続く一部がサイドエッチによって削除され、前記下層膜９２が庇状を呈してこの部分がアンダーカット部１６となる（図１６）。

次に、層間絶縁膜１４を加工する。
この加工は、例えばＣＦ₄やＳＦ₆を主成分とするガス雰囲気でドライエッチングによって行う。
この加工により、トンネル絶縁層８２上及びその周辺の露呈されている層間絶縁膜１４を除去する。これによりトンネル絶縁層８２が露呈する(図１７)。

次に、上部電極１１の成膜を行う。この成膜法は、例えばスパッタ成膜を用いる。上部電極１１としては、例えばＩｒ、Ｐｔ、Ａｕの積層膜を用い、膜厚は例えば３ｎｍとした。
この上部電極１１は、トンネル絶縁層８２、フィールド絶縁膜８１、上層膜９１の延在部９１１から頂面までを連続して覆う形状に成膜され、図示しない隣接する走査信号配線とは前記アンダーカット部１６で隔絶する構成となっている(図１８)。
以上の工程で背面基板１上の走査信号配線９、映像信号配線８、電子源１０及び上部電極１１をそれぞれ形成する。

この実施例２では、走査信号配線は、前記電子源と導通する側のエッジと非導通側となるエッジとの形状が異なり、厚さ方向の断面形状が線の中心軸の左右で非対称形状となっている。
導通側のエッジは前記走査信号配線の延在部がテーパー形状を呈し，反対側の非導通側エッジでは前記絶縁膜がサイドエッチングで凹み、前記走査信号配線が庇状を呈する形状となっている。
このエッジ形状の差により、導通側エッジでは前記上部電極が走査信号配線から電子源まで連続して形成されるのに対し、非導通側エッジ部分では前記上部電極がアンダーカット部分で分断され、隣接する電子源と非導通とする素子分離の構成となっている。

以上の実施例では、電子源にＭＩＭを用いた構造を例としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記した各種の電子源を用いた自発光型ＦＰＤに対しても同様に適用できるものである。
又、アルミニウム合金としてネオジムを例示したが、これに限定されることなく合金用金属としては必要によりその他種々のものが用いられる。

本発明による画像表示装置の実施例の構成を説明する模式図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図である。 図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う模式断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う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。 図２の要部模式平面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う模式断面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う模式断面図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う模式断面図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図１５（ａ）は平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う模式断面図、図１５（ｃ）は図１５（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図１６（ａ）は平面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う模式断面図、図１６（ｃ）は図１６（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図１７（ａ）は平面図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う模式断面図、図１７（ｃ）は図１７（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明による画像表示装置の製造工程を説明する模式図で、図１８（ａ）は平面図、図１８（ｂ）は図１８（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う模式断面図、図１８（ｃ）は図１８（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

符号の説明

１・・・背面基板、２・・・前面基板、３・・・枠体、４・・・排気管、５・・・封着部材、６・・・表示領域を含む減圧領域、７・・・貫通孔、８・・・映像信号配線、８１・・・フィールド絶縁膜、８２・・・トンネル絶縁膜、９・・・走査信号配線、９１・・・上層膜、９１１・・・延在部、９２・・・下層膜、１０・・・電子源、１１・・・上部電極、１２・・・スペーサ、１３・・・接着部材、１４・・・層間絶縁膜、１５・・・絶縁膜、１６・・・アンダーカット部、１８・・・蛍光体層、１９・・・遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜、２０・・・金属薄膜からなるメタルバック（陽極電極）。

Claims (10)

1. 一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設された複数の映像信号配線と、前記他方向に延在し前記映像信号配線に交差する如く前記一方向に並設された複数の走査信号配線と、この走査信号配線と前記映像信号配線間に配置された層間絶縁膜と、この層間絶縁膜に積層された絶縁膜と、前記映像信号配線と前記走査信号配線の交差部近傍に設けられ前記映像信号配線と上部電極間に絶縁体や半導体からなる電子加速層を有し前記上部電極を介して前記走査信号配線と接続され前記上部電極から電子を放出する電子源とを備えた背面基板と、
   前記電子源に対応して設けられた蛍光体層と、前記電子源から放出される電子を前記蛍光体層に指向する如く加速電圧を印加するための陽極とを備えた前面基板と、
   前記前面基板と前記背面基板間に配置され前記両基板を所定の間隔に保持する枠体と、
   前記背面基板と前記枠体とを気密封着する封着部材とを備えた画像表示装置であって、
   前記層間絶縁膜は前記封着部材と対向する膜終端部が前記絶縁膜で覆われて前記封着部材と離隔していることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記絶縁膜の前記封着部材と対向する膜終端部が前記封着部材と離隔していることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記封着部材はフリットガラスであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とはエッチングレートの異なる材料からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像表示装置。
5. 前記走査信号配線相互間で前記上部電極を分断し画素分離するアンダーカット部を前記走査信号配線の線端下部近傍に前記絶縁膜の一部を除去して形成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の画像表示装置。
6. 前記走査信号配線は下層膜と上層膜の積層構造で、前記下層膜はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜からなる第１下層素膜とその上側に配置されたアルミニウム膜からなる第２下層素膜の積層膜からなり、前記上層膜は前記アルミニウム合金膜から構成されてなることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の画像表示装置。
7. 前記上層膜は前記下層膜より膜厚さが小であることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
8. 一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設された複数の映像信号配線と、前記他方向に延在し前記映像信号配線に交差する如く前記一方向に並設された複数の走査信号配線と、この走査信号配線と前記映像信号配線間に配置された層間絶縁膜と、この層間絶縁膜に積層された絶縁膜と、前記映像信号配線と前記走査信号配線の交差部近傍に設けられ前記映像信号配線と上部電極間に電子加速層を有し前記上部電極を介して前記走査信号配線と接続され前記上部電極から電子を放出する電子源とを備えた背面基板と、
   前記電子源に対応して設けられた蛍光体層と、前記電子源から放出される電子を前記蛍光体層に指向する如く加速電圧を印加するための陽極とを備えた前面基板と、
   前記前面基板と前記背面基板間に配置され前記両基板を所定の間隔に保持する枠体と、
   前記背面基板と前記枠体とを気密封着する封着部材とを備えた画像表示装置の製造方法であって、
   前記背面基板を構成する絶縁性の基板上にトンネル絶縁膜及びフィールド絶縁膜を表面に備えたストライプ状の映像信号配線を形成する工程と、
   前記枠体で囲まれる部位の前記映像信号配線上を含む前記基板表面を前記封着部材と所定の間隔を隔てて対向する位置を膜終端として前記層間絶縁膜で覆う工程と、
   この層間絶縁膜の前記膜終端を含む全面を覆ってこの層間絶縁膜とエッチングレートの異なる材料からなる絶縁膜を形成する工程と、
   この絶縁膜を含む表面に前記映像信号配線と交差する方向に延在するストライプ状の複数の走査信号配線を形成する工程と、
   前記層間絶縁膜及び前記絶縁膜の一部に略同心の開口を形成する工程と、
   前記絶縁膜を加工し、この絶縁膜の露呈された部位の除去及び前記走査信号配線に沿って線端下部近傍にアンダーカット部を形成する工程と、
   前記トンネル絶縁膜上の前記層間絶縁膜を除去した後、このトンネル絶縁膜上を含む表面に上部電極膜を成膜する工程と、
   前記アンダーカット部で前記上部電極膜を分断して隣接する走査信号配線との素子分離を行うと共に、前記トンネル絶縁層上から前記走査信号配線上まで連続して上部電極を形成する工程を備えたことを特徴とする画像表示装置の製造方法。
9. 前記封着部材はフリットガラスであることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
10. 前記層間絶縁膜と絶縁膜とはエッチングレートが異なることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置の製造方法。

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