(57)【要約】【課題】  表示装置において、製造コストを低減し、かつ輝度を向上させ、消費電力を低減させる。【解決手段】  行（または列）方向に設けられる複数の下部電極と、下部電極上の電子放出部以外を被覆する保護絶縁層および電子放出部を形成する絶縁層と、保護絶縁層上で列（または行）方向に設けられ、電子放出部が開口している複数の上部バス電極と、前記各上部バス電極の上と電子放出部上に設けられる上部電極とを有し、前記複数の上部バス電極は、該バス電極の電子放出部側とは反対の外側側面より外側に延長される庇の段差部を有し、前記各上部電極は、前記上部バス電極の庇の段差部より断線し、各上部バス電極毎に加工されている第１の基板と、枠部材と、蛍光体パターンを有する第２の基板とを備え、前記第１の基板、前記枠部材および第２の基板とで囲まれる空間が真空雰囲気である。【選択図】        図１
2005101006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行（または列）方向に設けられる複数の下部電極と、下部電極上の電子放出部以外を被覆する保護絶縁層および電子放出部を形成する絶縁層と、前記保護絶縁層上で列（または行）方向に設けられ、電子放出部が開口している複数の上部バス電極と、前記各上部バス電極の上と電子放出部上に設けられる上部電極とを有し、前記複数の上部バス電極は、該バス電極の電子放出部側とは反対の外側側面より外側に延長される庇の段差部を有し、前記各上部電極は、前記上部バス電極の庇の段差部より断線し、各上部バス電極毎に加工されている第１の基板と、
枠部材と、
蛍光体パターンを有する第２の基板とを備え、
前記第１の基板、前記枠部材および第２の基板とで囲まれる空間が真空雰囲気であることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜型電子源およびその製造方法並びに薄膜型電子源応用機器に係わり、特に、平面型表示装置あるいは電子線描画装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面型表示装置として、薄膜型電子源を使用するものが提案されている。
この薄膜型電子源とは、上部電極−絶縁層−下部電極の３層薄膜構造を基本とし、上部電極と下部電極との間に電圧を印加して、上部電極の表面から真空中に電子を放出させるものである。
例えば、金属−絶縁体−金属を積層したＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）型、金属−絶縁体、半導体電極を積層したＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）型、金属−絶縁体と半導体の積層膜−金属または半導体を積層したものが知られている。
なお、ＭＩＭ型の薄膜型電子源については、例えば、下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
図１５は、薄膜型電子源の動作原理を説明するための図である。
上部電極１３と下部電極１１との間に、駆動電圧源から駆動電圧（Ｖｄ）を印加して、トンネル絶縁層１２内の電界を１〜１０ＭＶ／ｃｍ程度にすると、下部電極１１中のフェルミ準位近傍の電子はトンネル現象により障壁を透過し、トンネル絶縁層１２、上部電極１３の伝導帯へ注入されホットエレクトロンとなる。
これらのホットエレクトロンのうち、上部電極１３の仕事関数（φ）以上のエネルギーを有するものは、真空２０中に放出される。
ここで、図１６に示すように、上部電極１３および下部電極１１を複数本設け、これら複数本の上部電極１３と、複数本の下部電極１１とを直交させて、薄膜型電子源をマトリクス状に形成すると、任意の場所から電子線を発生させることができるので、表示装置あるいは電子線描画装置等の電子源として使用することができる。
これまで、金（Ａｕ）−酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）−アルミニウム（Ａｌ）構造のＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）構造などから電子放出が観測されている。
【０００４】
図１６は、薄膜型電子源をマトリクス状に配置した薄膜型電子源アレイの一例の概略構成を示す斜視図である。
図１６に示す薄膜型電子源アレイは、ソーダガラス等の基板１０上に形成されるＸ方向に延びるストライプ状の下部電極１１と、下部電極１１上に形成される保護絶縁層１４およびトンネル絶縁層１２と、保護絶縁層１４およびトンネル絶縁層１２上に形成され、Ｙ方向に延びるストライプ状の上部電極バスライン（本発明の上部バス電極）１８と、上部電極バスライン１８上に形成される上部電極１３とで構成される。
ここで、下部電極１１と上部電極バスライン１８とは、互いに略直交するように形成され、下部電極１１と上部電極バスライン１８とが重なる領域内の一部に電子放出部１が形成され、この電子放出部１はマトリクス状に形成される。
この電子放出部１は、上部電極バスライン１８が除去され、上部電極１３がトンネル絶縁層１２を介して下部電極１１と対向しており、即ち、電子放出部は、ＭＩＭ型トンネルダイオード構造の薄膜型電子源を構成する。
【０００５】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【特許文献１】特開平７−６５７１０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記説明したように、薄膜型電子源は、絶縁層（トンネル絶縁層１２）や、絶縁層と半導体層の積層膜中で加速したホットエレクトロンを、上部電極１３を透過させて真空２０中に放出させるものである。
したがって、上部電極１３の膜膜はホットエレクトロンの散乱を少なくするために数ｎｍ程度と非常に薄く形成される。
このような薄膜型電子源では、上部電極１３の表面が有機物等で汚染されるとホットエレクトロンが散乱され電子放出効率が低下してしまう。
ちなみに、従来の薄膜型電子源では、ホト工程により上部電極１３を加工する際に、上部電極１３の表面がレジストで汚染され、電子放出効率が約１桁低下していた。
そして、電子放出効率を回復させるためには、アッシングによるクリーニング工程が必要であった。
しかしながら、このクリーニング工程は、薄膜型電子源のトンネル絶縁層１２にチャージアップ等によるダメージを与えないように、細心の注意が必要であり、製造時の歩留まりに影響しやすいという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、薄膜型電子源において、ホト工程を用いずに上部電極膜を加工できるようにして、電子放出効率を低下させることなく、かつ歩留まりを向上させることが可能となる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、表示装置において、製造コストを低減し、かつ輝度を向上させ、消費電力を低減することが可能となる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、電子線描画装置において、２次元で任意形状の描画パターンを、高速に描画することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
即ち、本発明は、行（または列）方向に設けられる複数の下部電極と、前記各下部電極上に列（または行）方向に設けられ、第１のバス電極と、前記第１のバス電極より厚い第２のバス電極との積層膜から成る複数の上部バス電極と、前記各上部バス電極の第２のバス電極上に設けられる第１の絶縁膜と、前記各第１の絶縁膜上に設けられる上部電極と、前記各下部電極と前記各上部バス電極との交差部に設けられる電子放出部とを有する薄膜型電子源であって、前記各第１の絶縁膜は、前記各上部バス電極の第１および第２のバス電極の側面より外側に延長される段差部を有し、前記各上部電極は、前記各第１の絶縁膜の段差部により、各上部バス電極毎に電気的に分離されていることを特徴とする。
また、本発明は、行（または列）方向に設けられる複数の下部電極と、前記各下部電極上に列（または行）方向に設けられ、第１のバス電極と、前記第１のバス電極より厚い第２のバス電極との積層膜から成る複数の上部バス電極と、前記各上部バス電極の第２のバス電極上に設けられる第１の絶縁膜と、前記各第１の絶縁膜上に設けられる上部電極と、前記各下部電極と前記各上部バス電極との交差部に設けられる電子放出部とを有する薄膜型電子源であって、前記各電子放出部は、前記第１のバス電極に設けられる第１の開口部と、前記第１の絶縁膜に設けられ、前記第１の開口部より大面積の第２の開口部と、前記第２のバス電極に設けられ、前記第２の開口部より大面積の第３の開口部とを有し、前記各電子放出部の上部電極は、前記第１の開口部を覆うように、前記第１のバス電極上に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、行（または列）方向に設けられる複数の下部電極と、前記各下部電極上に列（または行）方向に設けられ、第１のバス電極と、前記第１のバス電極より厚い第２のバス電極との積層膜から成る複数の上部バス電極と、前記各上部バス電極の第２のバス電極上に設けられ、前記第１および第２のバス電極の側面より外側に延長される段差部を有する第１の絶縁膜と、前記各第１の絶縁膜上に設けられ、前記各第１の絶縁膜の段差部により各上部バス電極毎に電気的に分離される上部電極と、前記各下部電極と前記各上部バス電極との交差部に設けられる電子放出部とを有し、前記各電子放出部は、前記第１のバス電極に設けられる第１の開口部と、前記第１の絶縁膜に設けられ、前記第１の開口部より大面積の第２の開口部と、前記第２のバス電極に設けられ、前記第２の開口部より大面積の第３の開口部とを有し、前記各電子放出部の上部電極は、前記第１の開口部を覆うように、前記第１のバス電極上に設けられる薄膜型電子源の製造方法であって、基板上に形成された前記各下部電極上に第１の導電膜を形成する工程と、前記第１の導電膜上に第２の導電膜を形成する工程と、前記第２の  また、本発明は、電子源アレイを有する第１の基板と、枠部材と、蛍光体パターンを有する第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とされる表示装置であって、前記第１の基板の電子源アレイは、前記いずれかの薄膜型電子源で構成されることを特徴とする。
また、本発明は、電子線描画装置であって、前記いずれかの薄膜型電子源と、電子レンズ系とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）本発明の薄膜型電子源によれば、ホト工程を用いずに上部電極膜を加工できるので、電子放出効率を低下させることなく、かつ歩留まりを向上させることが可能となる。
（２）本発明の表示装置によれば、製造コストを低減し、かつ輝度を向上させ、消費電力を低減することが可能となる。
（３）本発明の電子線描画装置によれば、２次元で任意形状の描画パターンを、高速に描画することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスアレイの概略構成を示す図であり、同図（ｃ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ｃ）に示すＢ−Ｂ’切断線に沿った断面構造を示す要部断面図、同（ａ）は同図（ｃ）に示すＡ−Ａ’切断線に沿った断面構造を示す要部断面図である。
同図に示すように、本実施の形態の薄膜型電子源マトリクスは、上部バスライン１８を、薄いバス電極下層（本発明の第１のバス電極）１５と厚いバス電極上層（本発明の第２のバス電極）１６とから成る積層膜で構成し、さらに、バス電極上層１６上に絶縁膜１７を形成することにより、その上から成膜される上部電極膜を、絶縁膜１７とバス電極上層１６とで形成される段差構造により切断し、上部電極１３として加工することを特徴とする。
これにより、本実施の形態では、上部電極加工のためのホト工程、上部電極表面のクリーニングのためのアッシング工程が不要となり、電子放出効率の高い薄膜型電子源を安価に、かつ歩留まり高く製造することができる。
【００１１】
以下、図２ないし図５を用いて、本実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスアレイの製造方法について説明する。
なお、図２ないし図５において、同図（ｃ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ｃ）に示すＢ−Ｂ’切断線に沿った断面構造を示す要部断面図、同（ａ）は同図（ｃ）に示すＡ−Ａ’切断線に沿った断面構造を示す要部断面図である。
【００１２】
先ず、ソーダガラス等の絶縁性の基板１０上を用意し、この基板１０上に下部電極用の金属膜を形成する。
下部電極用の材料としては、アルミニウム（Ａｌ；以下、単に、Ａｌと称する。）やアルミニウム合金（以下、単に、Ａｌ合金と称する。）を用いる。
ここでは、Ａｌ−ネオジム（Ｎｄ；以下、単に、Ｎｄと称する。）合金を用いた。
また、金属膜の形成には、例えば、スパッタリング法を用い、その膜厚は３００ｎｍとした。
金属膜形成後、図２に示すように、エッチングによりストライプ形状の下部電極１１を形成する。
次に、図３に示すように、下部電極１１上の電子放出部１となる部分をレジスト膜１９でマスクし、化成液中で下部電極１１を陽極として、下部電極１１上の電子放出部１となる部分以外の部分を選択的に厚く陽極酸化し、保護絶縁層１４を形成する。
このとき、化成電圧を１００Ｖとすれば、厚さ約１３６ｎｍの保護絶縁層１４が形成される。
次に、保護絶縁層１４を形成した後、レジスト膜１９を除去し、化成液中で再度下部電極１１を陽極として、陽極酸化を行い、図４に示すように、下部電極１１上にトンネル絶縁層１２を形成する。
例えば、化成電圧を６Ｖとすれば、下部電極１１上に厚さ約１０ｎｍのトンネル絶縁層１２が形成される。
【００１３】
次に、図５に示すように、上部電極１３への給電線となる上部電極バスライン用のバス電極下層１５およびバス電極上層１６の積層膜をスパッタリング法で形成する。
ここでは、バス電極下層１５の材料として、例えば、タングステン（Ｗ）を、バス電極上層１６の材料として、例えば、Ａｌ−Ｎｄ合金を用いた。
また、その膜厚は、バス電極下層１５は後で形成する上部電極１３がバス電極下層１５の段差で断線しないように数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度と薄くし、バス電極上層１６は給電を十分にするため、数１０〜数１００ｎｍ程度と厚く形成する。
この後、バス電極上層１６の表面を陽極酸化することにより、図６に示すようにバス電極上層１６上に絶縁膜１７を形成する。
なお、この絶縁膜１７の形成方法としては、先のバス電極上層１６のスパッタ成膜に連続して、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの絶縁膜１７をスパッタ成膜してもよい。
次に、絶縁膜１７とバス電極上層１６を一括エッチングする。
このエッチングは、絶縁膜１７を低速でエッチングし、バス電極上層１６を高速でエッチングし、バス電極下層１５はほとんどエッチングしない方法、例えば、燐酸、硝酸、酢酸、水の混合液によるウェットエッチング法等を用いることができる。
このエッチングにより、図７に示すように、バス電極上層１６上の絶縁膜１７が庇状に形成される。
【００１４】
次に、バス電極下層１５をエッチングにより加工する。
この形状は、図８に示すように、電子放出部となるトンネル絶縁層１２側では後で形成する上部電極１３との電気的接触をとるため、バス電極上層１６上の絶縁膜１７より内側に延存するように形成し、バス電極間の絶縁が必要なバス電極外側では、バス電極上層１６と重なるか、内側に後退するように加工する。
また、本エッチング工程後、レジストを除去する前に、露出しているバス電極下層１５、バス電極上層１６の側面をレジストをマスクとして陽極酸化すると、バス電極間の絶縁の信頼性をさらに完璧にすることができる。
最後に、上部電極１３の金属膜をスパッタ法で形成する。
上部電極１３としては、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）の積層膜を用い、膜厚は数ｎｍ（本実施の形態では３ｎｍ）である。
この場合に、図１に示すように、上部電極１３は、電子放出領域側では薄いバス電極下層１５と電気的接触を有する。
【００１５】
即ち、本実施の形態では、電子放出部が、バス電極下層１５に設けられる第１の開口部と、絶縁膜１７に設けられ、前記第１の開口部より大面積の第２の開口部と、バス電極上層１６に設けられ、前記第２の開口部より大面積の第３の開口部とを有し、電子放出部の上部電極１３は、前記第１の開口部を覆うように、前記バス電極下層１５上に設けられる。
一方、バス電極間では、数ｎｍと非常に薄い上部電極１３は、バス電極上層上の絶縁膜１７の段差部で断線し、自動的に上部電極１３として加工される。
したがって、本実施の形態では、上部電極１３加工用のホト工程が不要となり、レジストによる汚染もなくなる。
これにより、本実施の形態の薄膜型電子源では、マスク数が低減し、アッシング工程を不要にすることができる。
なお、本実施の形態では、ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）型等については、特に説明しなかったが、数ｎｍ〜１０数ｎｍの薄い上部電極１３を用いるかぎり、本発明の原理が適用できることは明白である。
【００１６】
［実施の形態２］
図９は、本発明の実施の形態２の表示装置の薄膜型電子源アレイ基板の概略構成を示す図である。
図９（ａ）は、本実施の形態の薄膜型電子源アレイ基板の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示すＡ−Ａ’線に沿った断面構造、および同図（ｃ）は、同図（ａ）に示すＢ−Ｂ’線に沿った断面構造を示す要部断面図である。
本実施の形態の薄膜型電子源アレイ基板は、前記説明した手順にしたがって、基板１０上に、薄膜型電子源がマトリクス状に形成されて構成される。
なお、図９では、３本の下部電極１１と３本の上部バスライン１８からなる（３×３）ドットの薄膜型電子源マトリクスを図示しているが、実際には、表示ドット数に対応した数の薄膜型電子源マトリクスを形成する。
また、実際には、上部電極膜が全面を被覆しているが、図９では、説明を簡単にするため、上部電極１３として機能している部分のみ表示している。
さらに、本発明では、上部バスライン１８は、バス電極下層１５、バス電極上層１６および絶縁膜１７の積層構造であるが、上部バスライン１８としてまとめて図示している。
【００１７】
図１０は、本発明の実施の形態の表示装置の蛍光表示板の概略構成を示す図である。
図１０（ａ）は、本実施の形態の蛍光表示板の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示すＡ−Ａ’線に沿った断面構造、および同図（ｃ）は、同図（ａ）に示すＢ−Ｂ’線に沿った断面構造を示す要部断面図である。
本実施の形態の蛍光表示板は、ソーダガラス等の基板１１０に形成されるブラックマトリクス１２０と、このブラックマトリクス１２０の溝内に形成される赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の蛍光体（１１１〜１１３）と、これらの上に形成されるメタルバック膜１１４とで構成される。
以下、本実施の形態の蛍光表示板の作成方法について説明する。
まず、表示装置のコントラストを上げる目的で、基板１１０上に、ブラックマトリクス１２０を形成する。
ブラックマトリクス１２０は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ；以下、単に、ＰＶＡと称する。）と重クロム酸アンモニウムとを混合した溶液を基板１１０に塗布し、ブラックマトリクス１２０を形成したい部分以外に紫外線を照射して感光させた後、未感光部分を除去し、そこに黒鉛粉末を溶かした溶液を塗布し、ＰＶＡをリフトオフすることにより形成する。
次に、以下の方法により赤色蛍光体１１１を形成する。
赤色蛍光体粒子にＰＶＡと重クロム酸アンモニウムとを混合した水溶液を基板１１０上に塗布した後、蛍光体を形成する部分に紫外線を照射して感光させた後、未感光部分を流水で除去する。
このようにして、赤色蛍光体１１１をパターン化する。
なお、蛍光体パターンは、図１０に示すストライプ状のパターンであるが、このストライプパターンは一例であって、それ以外にも、ディスプレイの設計に応じて、たとえば、近接する４ドットで一画素を構成させた「ＲＧＢＧ」パターンでももちろん構わない。
同様の方法により、緑色蛍光体１１２と青色蛍光体１１３を形成する。
ここで、蛍光体として、例えば、赤色蛍光体１１１はＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ（Ｐ２２−Ｒ）、緑色蛍光体１１２はＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ（Ｐ２２−Ｇ）、青色蛍光体１１３はＺｎＳ：Ａｇ（Ｐ２２−Ｂ）を用いればよい。
次いで、ニトロセルロースなどの膜でフィルミングした後、基板１１０全体にアルミニウム（Ａｌ）を、膜厚７５ｎｍ程度蒸着してメタルバック膜１１４とする。
このメタルバック膜１１４が、加速電極として働く。
その後、基板１１０を大気中４００℃程度に加熱してフィルミング膜やＰＶＡなどの有機物を加熱分解する。
このようにして、蛍光表示板が完成する。
【００１８】
図１１は、本発明の実施の形態２の表示装置の概略全体構成を示す断面図である。
なお、同図（ａ）は、図９（ａ）に示すＣ−Ｃ’線に沿った断面構造、および同図（Ｂ）は、同図（ａ）に示すＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す要部断面図である。
図１１に示すように、前記手順により製作された薄膜型電子源アレイ基板と、蛍光表示板と、枠部材１１６とを、スペーサ３０を介して組み立て後、枠部材１１６をフリットガラス１１５を用いて封着する。
薄膜型電子源アレイ基板と蛍光表示板との間の距離は、１〜３ｍｍ程度になるようにスペーサ３０の高さを設定する。
なお、図１１では、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）に発光するドット毎、即ち、下部電極３列づつにスペーサ３０の支柱を設けているが、機械強度が耐える範囲で、支柱の数（密度）を減らしても構わない。
ここで、スペーサ３０は、厚さ１〜３ｍｍ程度のガラスやセラミックスなどの絶縁板に、例えば、サンドブラスト法などで所望の形状の穴を加工して形成する。
あるいは、板状または柱状のガラス製（またはセラミックス製）の支柱を並べて配置してスペーサ３０としてもよい。
【００１９】
封着したパネルは、１０−７Ｔｏｒｒ程度の真空に排気して、封止する。
封止した後、ゲッターを活性化し、表示装置内を真空を維持する。
例えば、バリウム（Ｂａ）を主成分とするゲッター材料の場合、高周波誘導加熱によりゲッター膜を形成することができる。
このようにして、本実施の形態の表示装置が完成する。
本実施の形態の表示装置では、薄膜型電子源アレイ基板と蛍光表示板との間の距離が、１〜３ｍｍ程度と長いので、メタルバック膜１１４に印加する加速電圧を３〜６ＫＶと高電圧にできる。
したがって、前記したように、蛍光体には、陰極線管（ＣＲＴ）用の蛍光体を使用することができる。
本実施の形態では、前記実施の形態１の薄膜型電子源マトリクス構造を用いることにより、マスク数が少なく、アッシング工程も不要で、電子放出効率が高いので、安価で高輝度、低消費電力の表示装置を提供することができる。
【００２０】
図１２は、本実施の形態の表示装置に、駆動回路を接続した状態を示す模式図である。
下部電極１１は下部電極駆動回路４０で駆動され、上部電極バスライン１８は上部電極駆動回路５０で駆動される。
メタルバック膜１１４には、加速電圧源６０から３〜６ＫＶ程度の加速電圧を常時印加する。
図１３は、図１２に示す各駆動回路から出力される駆動電圧の波形の一例を示すタイミングチャートである。
ここで、ｍ番目の下部電極１１をＫｍ、ｎ番目の上部電極バスライン１８をＣｎ、ｍ番目の下部電極１１と、ｎ番目の上部電極バスライン１８との交点を（ｍ、ｎ）で表すことにする。
時刻ｔ０ではいずれの電極も駆動電圧がゼロであるので電子は放出されず、したがって、蛍光体は発光しない。
時刻ｔ１において、Ｋ１の下部電極１１に、下部電極駆動回路４０から（−Ｖ１）なる駆動電圧を、（Ｃ１，Ｃ２）の上部電極バスライン１８に、上部電極駆動回路５０から（＋Ｖ２）なる駆動電圧を印加する。
交点（１，１）、（１，２）の下部電極１１と上部電極１３との間には（Ｖ１＋Ｖ２）なる電圧が印加されるので、（Ｖ１＋Ｖ２）の電圧を電子放出開始電圧以上に設定しておけば、この２つの交点の薄膜型電子源からは電子が真空中に放出される。
放出された電子はメタルバック膜１１４に印加される加速電圧源６０からの加速電圧により加速された後、蛍光体（１１１〜１１３）に入射し、発光させる。
時刻ｔ２において、Ｋ２の下部電極１１に、下部電極駆動回路４０から（−Ｖ１）なる駆動電圧を印加し、Ｃ１の上部電極バスライン１８に、上部電極駆動回路５０から（＋Ｖ２）なる駆動電圧を印加すると、同様に交点（２、１）が点灯する。
このようにして、上部電極バスライン１８に印加する信号を変えることにより所望の画像または情報を表示することができる。
また、上部電極バスライン１８に印加する駆動電圧（＋Ｖ２）の大きさを適宜変えることにより、階調のある画像を表示することができる。
なお、トンネル絶縁層１２中に蓄積される電荷を開放するための反転電圧の印加は、ここでは下部電極１１の全てに、下部電極駆動回路４０から（−Ｖ１）の駆動電圧を印加した後、全下部電極１１に下部電極駆動回路４０から（＋Ｖ３）の駆動電圧を、全上部電極バスライン１５に、上部電極駆動回路５０から（−Ｖ３’）の駆動電圧を印加することにより行った。
この場合に、（Ｖ３＋Ｖ３’）の電圧が、（Ｖ１＋Ｖ２）の電圧と同程度になるようにする。
【００２１】
［実施の形態３］
図１４は、本発明の実施の形態３の電子線描画装置の概略構成を示す図である。
同図に示すマルチビーム電子源２００は、前記実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスで構成される。
このマルチビーム電子源２００は、前記実施の形態２で説明した駆動方法で駆動され、描画しようとする集積回路パターンの形状の電子ビームを放出する。
この電子ビームは、ブランカ２１０を通った後、電子レンズ２２０により１／１００程度に縮小され、偏向器２３０で偏向され、ウェハ２４０上に転写される。
このように、本実施の形態では、前記実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスを使用しているので、電子放出効率が高く、高速の電子線描画が可能である。
また、本実施の形態の電子線描画装置では、任意の２次元形状の電子ビームを発生でき、一括描画が可能なため、スループットを大幅に向上させることができるばかりでなく、信頼性が高く、長期間の安定な動作が可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスアレイの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスアレイの製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスアレイの製造方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスアレイの製造方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスアレイの製造方法を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスアレイの製造方法を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスアレイの製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態１の薄膜型電子源マトリクスアレイの製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態２の表示装置の薄膜型電子源アレイ基板の概略構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２の表示装置の蛍光表示板の概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の表示装置の概略全体構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２の表示装置に、駆動回路を接続した状態を示す模式図である。
【図１３】図１２に示す各駆動回路から出力される駆動電圧の波形の一例を示すタイミングチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態３の電子線描画装置の概略構成を示す図である。
【図１５】薄膜型電子源の動作原理を示す図である。
【図１６】薄膜型電子源をアレイ状に配列した薄膜型電子源アレイの一例の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  電子放出部
１０，１１０  基板
１１  下部電極
１２  トンネル絶縁層
１３  上部電極
１４  保護絶縁層
１５  バス電極下層
１６  バス電極上層
１７  絶縁膜
１８  上部バスライン
１９  レジスト膜
２０  真空
３０  スペーサ
４０  下部電極駆動回路
５０  上部電極駆動回路
６０  加速電圧源
１１１  赤色蛍光体
１１２  緑色蛍光体
１１３  青色蛍光体
１１４  メタルバック膜
１１５  フリットガラス
１１６  枠部材
１２０  ブラックマトリクス
２１０  ブランカ
２２０  電子レンズ
２３０  偏向器
２４０  ウェハ。
【図１】
2005101006.tif 000003
【図２】
2005101006.tif 000004
【図３】
2005101006.tif 000005
【図４】
2005101006.tif 000006
【図５】
2005101006.tif 000007
【図６】
2005101006.tif 000008
【図７】
2005101006.tif 000009
【図８】
2005101006.tif 000010
【図９】
2005101006.tif 000011
【図１０】
2005101006.tif 000012
【図１１】
2005101006.tif 000013
【図１２】
2005101006.tif 000014
【図１３】
2005101006.tif 000015
【図１４】
2005101006.tif 000016
【図１５】
2005101006.tif 000017
【図１６】
2005101006.tif 000018