(57)【要約】【課題】  ソーダライムガラス基板の材料組成の規定と、カソード配線材料、層間絶縁膜材料を規定することにより、従来のフリットガラスを用いた封着プロセスで安価に製造できる方法を実現する。【解決手段】  ガラス基板１０Ａとして、Ｎａ2Ｏ含有量が少ないソーダライムガラスを用いる。熱膨張係数は、Ｎａ2Ｏ以外のアルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物、例えばＫ2Ｏの重量比を調整することにより、従来のソーダライム系のガラス基板の熱膨張係数７５〜９０×１０―7／℃程度の範囲に合せる。これにより、最も析出しやすいＮａの拡散を大幅に低減することができる。さらに、配線材料にＡｌ系材料を用い、さらに層間絶縁層にＳｉＮを用いることによりＮａの拡散を防止することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に形成し、下部電極と上部電極、その間に挟持される層間絶縁層を有する電子源アレイと、蛍光面を有する画像表示装置であって、
ガラス基板はソーダライムガラスを用い、ガラス基板に接する下部電極材料にＡｌまたはＡｌ合金を用い、層間絶縁膜の少なくとも一層にＳｉ窒化膜を用いることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
ガラス基板上に形成し、下部電極と上部電極、その間に挟持される下部電極と上部電極、その間に挟持される電子加速層を有し、該下部電極と該上部電極間に電圧を印加することで該上部電極側より電子を放出する薄膜型電子源アレイと、蛍光面を有する画像表示装置であって、
ガラス基板はソーダライムガラスを用い、下部電極はＡｌまたはＡｌ合金の配線であり、下部電極と上部電極を絶縁する層間絶縁膜の少なくとも一層にＳｉ窒化膜を用いることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子を放出する冷陰極アレイを用いた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子を放出する冷陰極アレイを形成したパネルを用いた画像表示装置に電界放出型画像表示装置（ＦＥＤ）と呼ばれるものがある。ＦＥＤパネルは、カソード基板（陰極基板）とアノード基板（陽極基板、蛍光面基板）をフリットガラスで封着するため、一般にフリットガラスと熱膨張係数が合うソーダライム系ガラス基板を用いる。
【０００３】
ソーダライムガラスは封着熱工程でナトリウム（Ｎａ）を析出するため、カソードがＮａで汚染されるという問題があった。一方、Ｎａを含有しない無アルカリガラス基板は熱膨張係数が小さく、フリットガラスの封着温度も高いため、カソードや蛍光面のダメージが大きい。
【０００４】
特許文献１には、ソーダライム系のガラス基板上にシリコン（Ｓｉ）窒化膜とＳｉ酸化膜またはアルミニウム（Ａｌ）酸化膜の積層膜を成膜し、ナトリウム（Ｎａ）析出をブロックするアンダーコート膜として用いている。
【特許文献１】特開２００２−３５２６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたアンダーコート膜を用いることにより、フリットガラスと熱膨張係数差が小さいソーダライム系ガラスを用いることができる。これにより従来の封着技術を用いてパネルを製造できる。しかしながら、アンダーコート膜の成膜がカソード基板製造コストを上昇させる問題がある。
【０００６】
本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、ソーダライムガラス基板上のカソード配線材料、層間絶縁膜材料を規定することにより、従来のフリットガラスを用いた封着プロセスで安価に製造できる方法を実現したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、ソーダライムガラス基板上に、Ｎａブロック能力のあるＡｌまたはＡｌ合金の配線とそれらの配線間のガラス露出部を窒化Ｓｉを用いたカソードの層間絶縁膜で被覆する構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるガラス基板と、カソードの配線材料、層間絶縁層材料の組み合わせを用いれば、Ｎａブロック用のアンダーコート膜をカソードの下地として形成しなくても、Ｎａ汚染が防止され、従来のフリットガラス、および封着工程を用いてＦＥＤを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明によるＦＥＤのカソードの基本構造を示す図であり、図１（a）は下部電極に平行な断面図、図１（b）は上部電極に平行な断面図である。まず、ガラス基板１０Ａとしてソーダライムガラス、Ｎａ2Ｏ含有量が少ないものを用いるのがよい。熱膨張係数は、Ｎａ2Ｏ以外のアルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物、例えばＫ2Ｏの重量比を調整することにより、従来のソーダライム系のガラス基板の熱膨張係数７５〜９０×１０―7／℃程度の範囲に合せる。これにより、最も析出しやすいＮａの拡散を大幅に低減することができる。他の金属はＮａ比べると析出しにくいため、カソードの汚染を低減できる。
【００１１】
しかしながら上記ガラスを用いるのみではわずかに析出するＮａによるカソードの汚染は避けられない。そこで、まずガラスに接するカソードの下部電極１１Ａの配線材料をＮａブロック能力が高いＡｌやＡｌ合金（例えば、アルミニウムとネオジムの合金:Ａｌ―Ｎｄ）とする。これにより、配線部分のＮａ析出を防止することができる。ただし、配線間はＮａをブロックできないため、カソードの層間絶縁膜１４ＡにＮａブロック能力の高い窒化シリコン（ＳｉＮ）を用いる。
【００１２】
層間絶縁膜１４Ａの上には、下部電極１１Ａと直交する上部電極１３Ａを形成し、ＸＹマトリクスを形成する。図１では、簡略化したカソード構造を示したが、下部電極１１Ａと直交する上部電極１３Ａとその周辺構造の詳細は図２で説明する。
【００１３】
図２は、図１に示したカソードの基本構造をＭＩＭ型陰極に適用した例を説明する図である。図２（ａ）は要部平面図、図２（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ´線に沿った断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。なお、ここでは冷陰極アレイとしてＭＩＭ型を用いて説明するが、他の形式の冷陰極アレイにも同様に適用できる。
【００１４】
図２において、ガラス基板１０上にデータ電極（信号電極）となる下部電極（アルミニウムＡｌとネオジムＮｄの合金:Ａｌ―Ｎｄ）１１、Ａｌ表面を陽極酸化して形成するトンネル絶縁層１２、上部電極１３が積層され電子放出部を形成している。
【００１５】
トンネル絶縁層１２以外の部分は陽極酸化で形成するフィールド絶縁膜１４とＳｉ窒化膜膜からなる層間絶縁膜１５で走査電極と電気的に分離されており、上部電極１３は金属下層（例えばＣｒ、以下Ｃｒ）１６、ＡｌまたはＡｌ合金（Ａｌ―Ｎｄ）層の金属中間層１７、金属上層（例えばＣｒ、以下Ｃｒ）１８からなる走査電極と配線の片側（トンネル絶縁層１２方向に張り出した金属下層１６側:矢印Ａで示した）で接続されており、反対側で当該金属下層１６のアンダーカット（矢印Ｂで示した）により分離されている。層間絶縁層１５はフィールド絶縁層１４とガラス基板１０を被覆するように形成されている。層間絶縁膜１５をＳｉ窒化膜で形成することにより下部電極１１の配線間のガラス露出部がＮａブロック能力の高いＳｉ窒化膜で被覆されるため、Ｎａによるカソードの汚染を防止することができる。
【００１６】
図３は、図２におけるガラス基板１０上に形成したＡｌ合金配線中の陽極酸化膜中の不純物量を２次イオン質量分析で評価した結果を示す図である。図３の横軸は時間Ｔ（Ｓｅｃｏｎｄ）、縦軸は２次イオンの計測数Ｃ(Ｃｏｕｎｔ  Ｐｅｒ  Ｓｅｃｏｎｄ)である。主材料であるＡｌとＡｌ酸化物の信号である“２７Ａｌ＋１６Ｏ”、“１６Ｏ”以外に、不純物として“２８Ｓｉ”、“１Ｈ”、“３９Ｋ”、“２３Ｎａ”、“４０Ｃａ”、“１２Ｃ”が計測された。図３に示されたように、ガラス組成物であるＮａやＫのＡｌ陽極酸化膜中での存在量は０．０１％程度と微量であり、Ａｌ中のＮａ拡散量が抑えられていることが確認された。
【００１７】
図４は、ＭＩＭ型薄膜電子源を用いた画像表示装置の全体構成例を説明する模式平面図である。なお、図４では、主として電子源を有する一方のガラス基板（カソード基板或いは陰極基板となるガラス基板）１０の平面を示すが、一部に蛍光体を形成した他方のガラス基板（蛍光体基板、表示側基板、カラーフィルタ基板）は、その内面に有するブラックマトリクス１２０と蛍光体１１１，１１２，１１３のみを部分的に示し、他方のガラス基板自体は図示していない。
【００１８】
ガラス基板１０には、信号線駆動回路５０に接続する信号線（データ線、信号電極配線）を構成する下部電極１１、走査線駆動回路６０に接続して信号線と直交配置された走査線（走査電極配線）２１を構成する金属下層１６と金属中間層１７および金属上層１８、保護絶縁膜（フィールド絶縁膜）１４、その他の後述する機能膜等が形成されている。なお、陰極（電子放出部、電子源）は、上部バス電極に接続し、絶縁層を介して下部電極１１に積層する上部電極（図示せず）で形成され、絶縁層の薄層部分で形成される絶縁層（トンネル絶縁層）１２の部分を覆った上部電極から電子が放出される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明によるＦＥＤのカソードの基本構造を示す図である。
【図２】図１に示したカソードの基本構造をＭＩＭ型陰極に適用した例を説明する図である。
【図３】図２におけるガラス基板１０上に形成したＡｌ合金配線中の陽極酸化膜中の不純物量を２次イオン質量分析で評価した結果を示す図である。
【図４】ＭＩＭ型薄膜電子源を用いた画像表示装置の全体構成例を説明する模式平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０Ａ・・・基本構造のガラス基板、１０・・・カソード基板を構成するガラス基板、１１Ａ・・・基本構造の下部電極、１１・・・下部電極、１２・・・トンネル絶縁層、１３Ａ・・・基本構造の上部電極、１３・・・上部電極、１４Ａ・・・基本構造のフィールド絶縁層、１４・・・フィールド絶縁層、１５・・・層間絶縁層、１６・・・金属下層、１７・・・金属中間層、１８・・・金属上層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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