JP2009043438A - 画像表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走査信号配線の低抵抗化を図ると共に、給電及び導通の信頼性の向上と素子分離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を提供する。
【解決手段】 走査信号配線９と層間絶縁膜１４間にクロム又はクロム合金膜１５を介挿し、このクロム又はクロム合金膜１５の一方の縁端部１５１を走査信号配線９の延在部９１１で覆い、前記クロム又はクロム合金膜１５の他方の縁端部を溶解除去してこのクロム又はクロム合金膜厚さに略等しい間隙からなるアンダーカット部１６を前記走査信号配線９と前記層間絶縁膜１４間に配置した。
【選択図】図３

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。
特開２００４−３６３０７５号公報 特開２００６−１０７７４１号公報

このような電子源を複数の行（例えば水平方向）と複数の列（例えば垂直方向）に並べてマトリクスを形成し、各電子源対応に配列した多数の蛍光体層を真空中に配置して画像表示装置を構成することができる。
この様な構成とした画像表示装置において画像表示を行う場合、線順次駆動方式と呼ばれる駆動方法が標準的に採用されている。
これは、毎秒６０枚（６０フレーム）の静止画を表示する際、各フレームにおける表示を走査信号配線（水平方向）毎に行う方式である。従って、同一走査信号配線上にある、映像信号配線の数に対応する電子源は全て同時に動作することになる。動作時走査信号配線には、サブピクセル｛フルカラー表示のためのカラー１画素（ピクセル）を構成する副画素｝に含まれる電子源が消費する電流に、全映像信号配線数をかけた電流が流れる。この走査信号配線電流は、配線抵抗により走査信号配線に沿った電圧降下をもたらすため、電子源の均一な動作を妨げることになる。特に大型の表示装置を実現する上で走査信号配線の配線抵抗による電圧降下は大きな問題である。

この問題を解決するには、走査信号配線の配線抵抗を低減する必要がある。薄膜型電子源の場合、下部電極（映像信号電極）、又は上部電極に給電する上部バス電極配線（走査信号配線）を低抵抗化することが考えられる。しかしながら、下部電極を低抵抗化するため厚膜化すると配線の凹凸が激しくなり、電子加速層の品質が低下したり、上部バス電極などが断線しやすくなるなど、信頼性に問題が生じる。そこで上部バス電極配線を低抵抗化する方法が好ましい。

上部バス電極配線の配線抵抗を下げるには、比抵抗が小さい厚膜材料を用いるのが有効である。銅（Ｃｕ）は比抵抗が銀（Ａｇ）に次いで小さく、また安価であり、スパッタ成膜速度も速いため厚膜化しやすい。また、Ｃｕはめっき法によっても厚膜を形成できるので上部バス電極配線に適した材料である。しかし、Ｃｕは酸化しやすく、例えばＦＥＤパネルに適用した場合、その高温封着工程で容易に酸化してしまう。そこで、Ｃｕの上下を耐熱性で耐酸化性の高い金属で挟み込み酸化防止することが考えられるが、Ｃｕの上下を耐酸化性の高い金属でサンドイッチすることでＣｕの大部分は酸化されずに済むものの、配線側面の酸化は防止できない。上部バス電極配線には、上部電極を自己整合的に分離する機構も併せ持つことが望ましいが、配線側面の酸化により、Ｃｕと下層膜で形成したアンダーカット部が変形し、画素分離特性が劣化する場合がある。

又、上部バス電極配線の配線抵抗を下げるには、例えば、スクリーン印刷によって形成するＡｇやＡｕ電極なども有効である。さらに、上部バス電極配線には上部電極を自己整合的に分離する構造、スペーサを設置し、スペーサの帯電を防止すると共にスペーサにかかる大気圧による下層配線等への機械的損傷を防止できるスペーサ電極の機能（スペーサを上部バス電極配線に電気的に接続する機能）を付加することが求められる。しかし、スクリーン印刷では、上部電極を自己整合的に分離する画素分離特性実現のための複雑な構造を作成することは困難である。

真空成膜等による薄膜配線上にＡｇ等のスクリーン印刷等による厚膜配線を積層することも開示されているが、ＡｇやＡｕ等のペーストを用いたスクリーン印刷配線の場合は、ペーストを焼結する際、バインダを焼失させるために、大気中雰囲気など酸素が存在する状態で高温熱処理を行うため、薄膜の表面が酸化し、薄膜と厚膜配線間の接触抵抗が大きくなり、実質的に低抵抗化できない問題がある。

更に、低抵抗材料として耐酸化性の高いアルミニウム（Ａｌ）（以下アルミとも呼称する）又はアルミニウム合金（Ａｌ合金）（以下アルミ合金とも呼称する）材料を使用し、上下の電極は耐酸化性の高く、Ａｌより標準電極電位の貴なクロム（Ｃｒ）またはクロム合金（Ｃｒ合金）等で形成する構成が特許文献２に開示されている。
この特許文献２では、ＡｌまたはＡｌ合金に対し、ＣｒまたはＣｒ合金等を選択的にエッチング処理して、片方は下層のＣｒまたはＣｒ合金等の電極が張り出し、他の片方は下層のＣｒまたはＣｒ合金等の電極がＡｌまたはＡｌ合金電極に対しアンダーカットを形成する。
電極電位の卑なＡｌまたはＡｌ合金より、電極電位の貴なＣｒまたはＣｒ合金等の金属材料を選択エッチングしてアンダーカットをウェットエッチングで入れるために、下層より上層のＣｒまたはＣｒ合金等の膜厚を厚くし、また上層ＣｒまたはＣｒ合金等で被覆されないＡｌ又はＡｌ合金の露出量を制限して、ＡｌまたはＡｌ合金とＣｒまたはＣｒ合金等の間の局部電池作用を制御し、適切なアンダーカット量を確保する製造方法が開示されている。

この構成では、アンダーカット部の変形が抑制されて上部電極の自己整合分離特性を向上でき、又、画像表示装置の封着工程などの酸素含有雰囲気中での高温熱処理を経ても画素分離特性を劣化させることなく、低抵抗の上部バス電極配線（走査信号配線）を作成でき、これにより、表示領域内で均一な輝度の画像が得られる特徴を備えている。

しかしながら、このような特徴を持つこの特許文献２の構成においても、走査信号配線下層Ｃｒを側壁の一方が素子分離用のアンダーカット、他方がコンタクト用のテーパー加工とそれぞれ異なる加工を同時に行うことが要求され、加工性の低下は免れない。
又、テーパー加工が不十分であると、上部電極の断線が発生する恐れがあり、断線の発生は電子源への給電不良となる。
更に、走査信号配線下層Ｃｒは、その端部は膜厚数ｎｍの上部電極で覆われるのみで実質的に露呈されるため、パネル封着時等に受ける熱処理の影響により、前記下層Ｃｒの前記端部が酸化し、導通の変動や導通不良の発生の恐れがあり、その解決が求められている。

本発明の目的は、上述した問題を解決し、給電及び導通の信頼性の向上と素子分離の信頼性の確保、更には製造工程の短縮を可能とし、表示特性の優れた長寿命の画像表示装置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、走査信号配線はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜を含む積層膜構造とし、この走査信号配線と層間絶縁膜との間にクロム又はクロム合金膜を配置し、このクロム又はクロム合金膜の一方の側面を前記走査信号配線のアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜で覆い、前記クロム又はクロム合金膜の他方の側面は前記走査信号配線の側面から内側に後退して、この走査信号配線と前記層間絶縁膜の間にアンダーカット部を形成し、このアンダーカット部で上部電極を分断して画素分離を行うことを特徴とする。

走査信号配線をアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜を含む積層膜構造とし、このアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜で、前記走査信号配線と層間絶縁膜間に配置されたクロム又はクロム合金膜の一端側の端面を覆い、このクロム又はクロム合金膜の他端側の端面は前記走査信号配線の側面から内側に後退してアンダーカット部としたことにより、クロム又はクロム合金膜を実質的に密封した構成となり、クロムの揮発による電子源汚染を回避でき、電子放射特性の信頼性が確保され、長寿命化を達成できる。
又、アンダーカット部の形成にクロム又はクロム合金膜を利用することにより、加工精度と加工性の向上が図れ、画素分離の信頼性が確保できる。
更に、クロム又はクロム合金の溶解除去は層間絶縁膜に何ら悪影響を与えない。従って、層間絶縁膜表面の削れや粗面化が発生せず、これに伴い削れによる不純物が発生し難いく、更に後工程でのプロセス残渣が膜面に残留することが阻止でき、真空度劣化や画質不良の要因を排除できて表示特性の優れた長寿命の画像表示装置を提供できる。

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３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（ａ）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３（ｂ）は図３（ａ）の要部拡大図である。
図１乃至図３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は上層膜、９２は下層膜、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はクロム又はクロム合金膜、１６はアンダーカット部、１７は蛍光体層、１８は遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜、１９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、両端面が両基板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、アルミニウムとネオジムの合金（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。
これは、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を含む上層膜９１と下層膜９２との積層膜構造からなる。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から側面９２４を通り後述する電子源１０側へ延在する延在部９１１を備えている。
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の部分に設けられている。
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は例えばイリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（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、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で示す層間絶縁膜は、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配置されている。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物、シリコンなどを用いることができるが、ここではシリコン窒化物を用いている。
この層間絶縁膜１４は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。

参照符号１５で示すクロム又はクロム合金膜はクロム又はクロム合金材の薄膜からなり、前記層間絶縁膜１４と前記走査信号配線９間に配置され、ストライプ状を呈して走査信号配線９と略同心で同方向に延在している。
このクロム又はクロム合金膜１５は、幅方向の両端が前記ストライプ状の下層膜９２からそれぞれ露呈する縁端部１５１を備えた膜幅で構成され、後工程で片側の縁端部１５１を溶解除去して前記下層膜９２の一端側の配線々端下部にアンダーカット部１６を形成している。
一方、前記アンダーカット部１６と反対側の縁端部１５１は上層膜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１５１より更に突出している前記層間絶縁膜１４の開口壁１４１も合わせて覆う構成となっている。
これら縁端部１５１、開口壁１４１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１７が遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜１８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）１９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１９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１９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による画素分離は、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画素分離を図っている。
一方、前記導通側ではクロム又はクロム合金膜１５の側面は前記走査信号配線９の側面から内側に後退して埋設されている。

このクロム又はクロム合金膜１５は、前記層間絶縁膜１４と走査信号配線９間に実質的に密封された構成となっており、従って、後工程における熱処理工程においてもクロムガスの放出は殆ど無視でき、このガス放出によって発生する電子放射への悪影響を回避して長寿命の画像表示装置の提供を可能にしている。
又、走査信号配線９を電子源側に延びる延在部を備えた構成とし、この延在部でクロム又はクロム合金膜の縁端部を覆う構成としたことで延在部上面の段差を少なくすることが出来、上部電極の断線を防止できて給電の信頼性が向上し、電子放射特性の信頼性が確保され、長寿命化を達成できる。
更に、走査信号配線９のアンダーカット部に接する膜をアルミニウム合金膜で形成したことにより、走査信号配線９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画素分離の信頼性が確保できる。

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４乃至図１６を参照して説明する。
図４乃至図１６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で、前述した図と同一部分には同一記号を付してある。この電子源はＭＩＭ型電子源である。

先ず、図４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ニウム（Ａｌ）又はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金を用いた。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５）。
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６）。
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１００Ｖ〜２００Ｖとすれば、厚さ約１４０ｎｍ〜２８０ｎｍ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６）。

次に、層間絶縁膜１４をスパッタリング方法で成膜する(図7)。この成膜はＣＶＤを利用することも可能である。
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、シリコンなどの材料を用いる。
ここでは、前記層間絶縁膜１４をアルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ₂）雰囲気中で反応性スパッタにより成膜した窒化シリコンＳｉＮを用い膜厚は２００ｎｍとした。
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間の絶縁を保つ役割を果たす。

次に、前記層問絶縁膜１４上の全面にクロム又はクロム合金膜１５をスパッタリングにより成膜する(図7)。膜厚は１００ｎｍとした。クロム合金としては、例えばモリブデン（Ｍｏ）―クロム（Ｃｒ）、（Ｍｏ）―（Ｃｒ）―ニッケル（Ｎｉ）合金等がある。

次に、前記クロム又はクロム合金膜１５上を覆うように走査信号配線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８）。
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とネオジムの合金膜とし、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８）。
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９）。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、低抵抗を呈するためである。更に、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になり、上記構成の下層膜は走査信号配線材料として好ましいものである。

次に、クロム又はクロム合金膜１５に前記層間絶縁膜１４表面に達する溝１５ａを下層膜９２と略平行に穿設する（図１０）。この穿設はフォトリソグラフィ技術とウエットエッチングで可能である。
この溝１５ａの位置は、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、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１５１の一部を残して穿設されている。この溝１５ａは溝側面にテーパーを備えている。
しかも、前記テーパー形状は、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。

次に、前記クロム又はクロム合金膜１５の溝１５ａで露呈した層間絶縁膜１４にフィールド絶縁膜８１表面に達する開口１４ａを穿設する（図１１）。
これは、平面が略矩形状で深さ方向が略擂鉢状を呈する形状で、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。
この開口位置は、前記映像信号配線８の線幅内で、前記溝１５ａ内とし、開口壁１４１にテーパーを備え、溝側面と略連続したテーパーを持つ構成となっている。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１４ａ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１２）。
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％ドープしたアルミニウムとネオジムの合金膜とし、スパッタリング方法で成膜した。膜厚は前記下層膜９２より薄膜の３００ｎｍ〜６００ｎｍ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に対応する部分と、この部分から一方の側面９２４を通りクロム又はクロム合金膜１５の一方の縁端部１５１及び層間絶縁膜１４の開口壁１４１を覆って溝１５ａ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１３）。
一方、下層膜９２の他方の側壁９２５側は、前記画素分離を考慮して頂面９２３の一部から他方の側壁９２５、更にはクロム又はクロム合金膜１５の他方の縁端部１５１にかけて上層膜９１が残存しない構成としている。
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、クロム又はクロム合金膜１５をウエットエッチング加工する。この加工は例えば硝酸アンモニウムセリウム水溶液を用いて行う。
このウエットエッチング工程により、クロム又はクロム合金膜１５の露呈されていた部分、すなわち前記下層膜９２の他方の側壁９２５側のクロム膜１５の他方の縁端部１５１を含む露呈部分が溶解除去される。
更に、これに加えて前記他方の縁端部１５１に続く前記下層膜９２の下側のクロム膜１５の一部もサイドエッチによって溶解除去される。
これにより、クロム膜１５の厚さに略等しい間隙が前記走査信号配線９と前記層間絶縁膜１４間に形成され、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１４）。

次に、層間絶縁膜１４を加工し、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。
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とができる(図１５)。

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１６)。
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クロム又はクロム合金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画素分離の構成となっている。
この実施例２も前記実施例１と同様な効果が得られる。

図１７は本発明の画像表示装置の他の実施例を示す模式断面図で、前述した図と同一部分には同一記号を付してある。
図１７において、走査信号配線９は４層膜構成からなっている。
先ず、下層膜９２がアルミニウム膜９２２を挟んで上下にアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜９２１，９２６を備えた３層膜構成であり、この上側に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を備えた４層膜構成としたものである。
この実施例３の構成では、走査信号配線をアルミニウム及びアルミニウム合金で構成する特徴に加え、実施例１、２と同様にクロム又はクロム合金膜１５に接するアルミニウム合金膜９２１が加熱工程で庇形状を保持できる特徴を有し、画素分離の信頼性の確保に寄与できる特徴を合わせ備えている。

図１８は本発明の画像表示装置の更に他の実施例を示す模式断面図で、前述した図と同一部分には同一記号を付してある。
図１８において、走査信号配線９は２層膜構成からなっている。
先ず、下層膜９２がアルミニウム膜９２２の単層膜で、この上側に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を備えた２層膜構成としたものである。
この実施例４も前述の実施例と同様の効果が得られる。

以上の実施例では、電子源にＭＩＭ型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含む例を示したが、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３（ａ）は図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、図３（ｂ）は図３（ａ）の要部を拡大して示す模式断面図である。 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４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図４（ｃ）は図４（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図で、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図９（ｃ）は図９（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図で、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１０（ｃ）は図１０（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他の実施例の製造工程を説明する図で、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他の実施例を示す模式断面図である。 本発明による画像表示装置の更に他の実施例を示す模式断面図である。

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・・・トンネル絶縁層、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・・・クロム膜、１６・・・アンダーカット部、１７・・・蛍光体層、１８・・・遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜、１９・・・金属薄膜からなるメタルバック（陽極電極）。

Claims (8)

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及びクロム膜と、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、
   前記枠体と前記両基板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、
   前記走査信号配線はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜を含む複数層の積層膜で構成され、
   前記走査信号配線と前記層間絶縁膜の間にクロム膜又はクロムを含むクロム合金膜が配置され、
   前記クロム膜又はクロムを含むクロム合金膜の一方の側面は前記走査信号配線のアルミニウム合金膜で覆われ、
   前記クロム膜又はクロムを含むクロム合金膜の他方の側面は前記走査信号配線の側面から内側に後退して、該走査信号配線と前記層間絶縁膜の間にアンダーカット領域が形成されていることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記走査信号配線は下層膜と上層膜の積層膜で構成され、前記上層膜が前記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. 前記走査信号配線は前記下層膜を積層膜構造とし、前記クロム又はクロムを含むクロム合金膜に接する膜を前記アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜で構成したことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記走査信号配線は前記下層膜を積層膜構造とし、前記上層膜と接する膜をアルミニウムで構成したことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像表示装置。
5. 前記走査信号配線は前記上層膜と接するアルミニウム膜が前記上層膜より膜厚が大であることを特徴とする請求項４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膜で構成され、前記上層膜が前記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り、前記下層膜がアルミニウム膜からなることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
7. 前記走査信号配線は前記下層膜が前記上層膜より膜厚が大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、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、
   前記両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層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、
   この映像信号配線を含む表面を前記層間絶縁膜で覆う工程と、
   この層間絶縁膜上にクロム又はクロム合金膜を形成する工程と、
   このクロム又はクロム合金膜を含む表面をアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金膜で覆う工程と、
   このアルミニウム合金膜をアルミニウム膜で覆う工程と、
   このアルミニウム膜と下層の前記アルミニウム合金膜を加工し、積層されたストライプ状の下層膜を形成する工程と、
   前記クロム又はクロム合金膜を加工し、前記トンネル絶縁層と前記下層膜間の一部に前記下層膜と同一方向に延在するストライプ状の溝を形成する工程と、
   前記層間絶縁膜の前記クロム又はクロム合金膜の前記溝内に、前記フィールド絶縁膜に達する貫通口を形成する工程と、
   前記下層膜及び貫通口等を含む表面を前記アルミニウム合金膜で覆う工程と、
   このアルミニウム合金膜を加工し、前記下層膜頂面を覆いこの頂面から更に片側側面を通りクロム又はクロム合金膜の片側縁端部を連続して覆って前記トンネル絶縁層近傍まで延長した延在部を有する上層膜を形成し、この上層膜と前記下層膜とで前記走査信号配線を形成する工程と、
   前記クロム又はクロム合金膜を加工し、前記上層膜で覆われた片側縁端部とは反対側のクロム又はクロム合金膜の縁端部及びそれに続く前記下層膜下の一部まで連続して溶解除去し、前記下層膜と層間絶縁膜間に前記クロム又はクロム合金膜厚さに略等しいアンダーカット部を形成する工程と、
   前記映像信号配線の前記トンネル絶縁層上に積層されている膜を除去して前記トンネル絶縁層を露呈させる工程と、
   このトンネル絶縁層上を含み前記延在部から前記走査信号配線上に亘って連続して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画素分離を行うと共に、前記トンネル絶縁層上から前記延在部を通り前記上層膜頂面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。

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