(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極と、上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に挟持される電子加速層とを有し、前記下部電極と前記上部電極間に電圧を印加することにより、前記上部電極側から電子を放出する複数の薄膜型電子源を有する第１の基板と、枠部材と、蛍光体を有する第２の基板とを備え、前記第１の基板、前記枠部材および前記第２の基板とで囲まれる空間が真空雰囲気であり、前記上部電極はＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮからなる群の中から選ばれた遷移金属の窒化物から形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
下部電極と、上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に挟持される電子加速層と、上部電極への給電線となる上部バス電極を有し、前記下部電極と前記上部電極間に電圧を印加することにより、前記上部電極側から電子を放出する複数の薄膜型電子源を有する第１の基板と、枠部材と、蛍光体を有する第２の基板とを備え、前記第１の基板、前記枠部材および前記第２の基板とで囲まれる空間が真空雰囲気であり、前記上部電極はＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮからなる群の中から選ばれた遷移金属の窒化物から形成されており、前記上部バス電極の上層は、前記遷移金属の窒化物で、ガス捕集能力を有する遷移金属を被覆した積層膜であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
下部電極と、上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に挟持される電子加速層と、電子放出部以外を保護するパシベーション膜を有し、前記下部電極と前記上部電極間に電圧を印加することにより、前記上部電極側から電子を放出する複数の薄膜型電子源を有する第１の基板と、枠部材と、蛍光体を有する第２の基板とを備え、前記第１の基板、前記枠部材および前記第２の基板とで囲まれる空間が真空雰囲気であり、前記上部電極はＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮからなる群の中から選ばれた遷移金属の窒化物から形成されており、前記パシベーション膜上に前記上部電極に用いた遷移金属の窒化物で、ガス捕集能力を有する遷移金属を被覆した積層膜が形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記ガス捕集能力を有する遷移金属はＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆであることを特徴とする請求項２または３に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷陰極アレイと蛍光面を組み合わせたフラットパネル表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷陰極と蛍光面を組み合わせたフラットパネル表示装置としては、例えば電界放射陰極アレイを用いたフィールドエミッションディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ、以下ＦＥＤ）、表面伝導型電子源を用いた表面伝導型ディスプレイ（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｅｍｉｔｔｅｒ−Ｄｉｓｐｌａｙ、以下ＳＥＤ）、金属―絶縁体―金属（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ、以下ＭＩＭ）や金属―絶縁体―半導体（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、以下ＭＩＳ）等の薄膜型電子源を用いたものや、ダイヤモンド膜、ダイヤモンド状炭素膜等の電子放出膜とグリット電極等を組み合わせたものが研究開発されている。
【０００３】
これらのフラットパネル表示装置は、表示原理がブラウン管と同様で、加速された電子線による蛍光体の発光に基づいているので、高輝度、高コントラスト、高速応答等の優れた画質が得られる特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
冷陰極と蛍光面を組み合わせたフラットパネル表示装置では、冷陰極から放出される電子線を加速して蛍光面に入射させるため、その間を真空に保つ必要がある。その真空は高い真空度が要求される。真空度が低い場合、冷陰極と蛍光面間に印加される高電圧により放電が生じたり、イオン化した残留ガスにより冷陰極がスパッタされたりする。また、冷陰極表面が残留ガスで汚染されると表面の仕事関数が上昇したり、表面汚染層で電子が散乱されたりして、電子放出量の減少や、不規則な電流変動が生じてしまう。特に電界放射陰極アレイを用いたＦＥＤは表面汚染に敏感で、最悪でも１０−７Ｔｏｒｒ台以下の高い真空度が要求されている。
【０００５】
しかしながら、冷陰極と蛍光面を組み合わせたフラットパネル表示装置では、冷陰極アレイ基板１０と蛍光面基板１１０間の距離が図２に示すように２００ｍｍ〜３ｍｍ程度と狭く、さらにパネル内部には大気圧を支持するためのスペーサ３０が配置されているため、排気のコンダクタンスが低い。排気管１１８を用いる場合はさらに排気コンダクタンスが低下する。したがって、フラットパネル表示装置で高い真空度を得ることが難しい。
【０００６】
さらに、真空封止した後の真空度維持には、フラットパネル表示装置内に搭載する蒸発型のＢａゲッター等、あるいは非蒸発型のＺｒゲッター等を用いるが、フラットパネル表示装置においてこれらのゲッター１２０は画像表示を妨げないよう通常図３に示すように表示領域周辺部にのみ配置せざる得ない。したがって、表示領域の中心部でガス放出等による真空劣化が生じた場合、排気コンダクタンスが低いため排気に時間がかかる。その間に、冷陰極表面が汚染されたり、放電が起き冷陰極が破壊されたりする。
【０００７】
本発明の目的は、冷陰極アレイと蛍光面を組み合わせたフラットパネル表示装置において、フラットパネル表示装置内の高い真空度を達成するとともに、表示装置内のどの場所に於いても素早く放出ガスを排気し、フラットパネル表示装置内全体を高い真空度に維持し、信頼性の高いフラットパネル表示装置を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、冷陰極の電子放出部以外の表面の少なくとも一部、または、冷陰極と蛍光面の間の電極の表面の少なくとも一部に、Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群の中から選ばれた少なくとも１種またはそれを主成分とする合金の膜を形成し、それらの膜がガスを排気するゲッターとして使用することにより達成できる。
【０００９】
すなわち、フラットパネル表示装置内のほぼ全面に形成される冷陰極アレイ自身、または冷陰極アレイと蛍光面間に挟まれる電極などの構造物自身がゲッター作用を有することにより、フラットパネル表示装置内のどの場所に於いても素早い排気が可能となる。したがって排気が行いやすくフラットパネル表示装置内部全体の高真空化が達成できる。さらに、局所的なガス放出の素早い排気が可能となり、冷陰極汚染の防止、放電の防止が可能となる。
【００２７】
実施例３
冷陰極に薄膜型電子源を用いた場合の本発明の実施例を図９〜１１に示す。ここではＭＩＭ型の電子源を例に説明するがＭＩＳ型も同様の手法が応用できる。
【００２８】
まず、下部電極１１用の金属膜を成膜する。下部電極１１の材料としてはＡｌやＡｌ合金を用いる。ここでは、Ｎｄを２原子量％ドープした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３００  ｎｍとした。成膜後はホト工程、エッチング工程により図９（ａ）に示すようなストライプ形状の下部電極１１を形成する。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。
【００２９】
次に、保護絶縁層１４、絶縁層１２の形成方法を図９（ｂ）を用いて説明する。まず下部電極１１上の電子放出部となる部分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，保護絶縁層１４とする。化成電圧を１００Ｖとすれば、厚さ約１３６  ｎｍの保護絶縁層１４が形成される。つぎにレジスト膜を除去し残りの下部電極１１の表面を陽極酸化する。例えば化成電圧を６Ｖとすれば、下部電極１１上に厚さ約１０
ｎｍの絶縁層１２が形成される。
【００３０】
次に図９（ｃ）に示すように上部電極１３への給電線となる上部バス電極膜をスパッタリング法で成膜し、加工する。ここでは多層膜を用い上部バス電極下層１５の材料としてＷを、上部バス電極中間層として１６の材料としてＡｌ−Ｎｄ合金、上部バス電極上層として１７の材料として表面をＴｉＮの保護膜１８で被覆したＴｉ、表面をＺｒＮの保護膜１８で被覆したＺｒで、あるいは表面をＨｆＮの保護膜１８で被覆したＨｆで形成した。  その膜厚は、上部バス電極下層１５は後で形成する上部電極１３が上部バス電極下層１５の段差で断線しないように数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度と薄くし、上部バス電極中間層１６は給電を十分にするため、数１００ｎｍ程度と厚く成膜する。加工は、ホト工程、エッチング工程により上部バス電極の積層膜を下部電極１１とは直交する方向にストライプ状にエッチングする。エッチングは、上部バス電極上層１７のＴｉ等  とその保護膜１８のＴｉＮ等の積層膜、上部バス電極中間層１６のＡｌ−Ｎｄを連続してエッチングする。さらに上部バス電極下層１５のＷを上層、中間層より外側に延在するようにエッチングし、上部電極１３への給電パッドとする。
【００３１】
最後に図9(d)に示すように上部電極13のスパッタ成膜、加工を行う。上部電極13の膜厚は数nmである。ここでは3nmとした。また、上部電極13は電子放出部と上部バス電極との給電をとる部分以外は除去する。これにより、上部バス電極表面に表面をTiN等の保護膜18で被覆したTi等を露出させることができる。
また、上部電極13としてはTiN、ZrN、HfNの積層膜を用いることができる。この場合は電子放出部以外の上部バス電極上に上部電極13の膜を残しても、上部バス電極表面の構造がTiNの保護膜18で被覆したTi、表面をZrNで被覆したZr膜、表面をHfNで被覆したHf膜となる。
【００３２】
図10に別の構造のMIM型電子源の例を示す。この構造は、下部電極11、保護絶縁層14、絶縁層12、上部バス電極が電子放出部を除きパシベーション膜19で被覆されている。したがって、 TiNの保護膜18で被覆したTi膜等はパシベーション膜19上に形成する。また、上部電極13はその上から形成する。上部電極13がTiN、ZrN、HfNの場合には電子放出部のみではなく図10のように全面に形成しても構わない。
【００３３】
次に、図１１に示すように上記の薄膜型電子源アレイを形成した基板１０を別途作製した蛍光面の面板１１０とスペーサ３０と枠部材１１６を介し、表示部の周辺にゲッター１２０を配してフリットガラス１１５を用いて封着、排気する。ゲッター１２０は非蒸発型ゲッターをパネル内に配置するか、ゲッター室を設け蒸発型Ｂａゲッターを配置する。フリットガラス封着は大気中でも可能であるが、ＴｉＮ膜等の保護膜１８のダメージを防止するため、窒素やＡｒ等のガス中あるいは真空中で行うのが望ましい。ガス中で封着した場合は、排気管１１８を用いて加熱排気を行って脱ガスし排気管１１８をチップオフし封止する。真空中で封着した場合は排気管１１８を用いず、封着過程で脱ガスを兼ねることも可能である。
【００３４】
本実施例の薄膜型電子源アレイ基板を用いた場合、排気管１１８を用い加熱排気を行う際、あるいは真空封着の際、真空中で薄膜型電子源アレイが加熱されることによりＴｉＮ、ＺｒＮ等のＮがＴｉ膜、あるいはＺｒ膜等の内部に拡散し、保護膜１８が除去されて活性なＴｉ膜、Ｚｒ膜等が露出する。この膜は表示装置内の残留ガスと反応するようになり、ゲッター作用を発揮する。
【００３５】
このように本発明によれば、冷陰極を用いたフラットパネル表示装置の表示部周囲のみならず、表示部全体にわたりゲッターを備えることができる。したがって、従来問題であった排気コンダクタンスの低さに起因するフラットパネル表示装置の低真空、局所的なガス放出に対する排気の遅さが解消される。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、ゲッターを冷陰極アレイ基板内、あるいはグリット電極等に内蔵するフラットパネル表示装置を作成できる。そのため、フラットパネル表示装置の低真空、局所的なガス放出に対する排気の遅さが解消される。したがって、放電や冷陰極アレイの表面汚染等の劣化が起きない信頼性の高いフラットパネル表示装置を作成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のフラットパネル表示装置の構造を示す図である。
【図２】従来のフラットパネル表示装置の構造を示す図である。
【図３】本発明の薄膜型電子源の構造、製法を示す図である。
【図４】本発明の薄膜型電子源の別の構造を示す図である。
【図５】本発明の薄膜型電子源アレイを用いたフラットパネル表示装置の構造を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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