(57)【要約】【課題】  薄膜電子源を構成できる平坦表面をもつと共に配線抵抗を十分に低減可能とした画像信号配線を具備した画像表示装置を得る。【解決手段】  背面基板ＳＵＢ１の主面に画像信号配線ｄ、第１の絶縁層ＩＮＳ１、第２の絶縁層ＩＮＳ２、コンタクト電極ＥＬＣ、走査信号配線ｓ、上部電極ＡＥＤが積層されている。そして、画像信号配線ｄはＡｇペーストの塗布で形成した下層電極dＢとアルミニウムとネオジムＮｄの合金ＡＬ―Ｎｄからなる上層電極dＡの二層構造である。下層電極dＡの表面は研磨処理で平坦化されており、この上層にスパッタで成膜される上層電極dＢは、下層電極dＡの表面状態に倣った平坦膜となっている。上層電極dＢには陽極酸化で第１絶縁膜ＩＮＳ１とトンネル絶縁膜である第３絶縁膜ＩＮＳ３が成膜される。【選択図】    図１
2007042414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁基板の平坦な主面の表示領域にマトリクス配列された多数の電子源を有する背面パネルと、
第２絶縁基板の平坦な主面に前記電子源のそれぞれに対応した蛍光体と前記電子源から放射される電子束を加速して前記蛍光体に射突させる陽極を有する前面パネルと、
前記背面パネルと前記前面パネルの周縁に介在して当該背面パネル及び前面パネルと共に真空容器を形成する封止枠と、
前記背面パネルと前記前面パネルの間に植立されて、両パネルの間隔を所定値に保持するスペーサと、
を備えた表示パネルで構成され、
前記背面パネルを構成する第１絶縁基板は、
一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査信号配線と、
前記他方向に延在し前記走査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画像信号配線と、
前記走査信号配線と前記画像信号配線の各交差部に設けら前記電子源とを有し、
前記画像信号配線は、材料および膜厚の異なる二種の導電材料で構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記膜厚の異なる二種の導電材料は、少なくとも前記表示領域では、前記電子源の形成部分を含む全域で二層構造を形成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。
【請求項３】
前記膜厚の異なる二種の導電材料は、少なくとも前記表示領域では、前記電子源の形成部分が単層構造で、その他の部分が二層構造であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記膜厚の異なる二種の導電材料は、膜厚の厚い方が塗布膜、膜厚の薄い方が蒸着膜であ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。
【請求項５】
前記二層構造の前記第１絶縁基板と接する層が膜厚の厚い前記塗布膜で、膜厚の薄い前記蒸着膜が前記塗布膜を覆って成膜されていることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記二層構造の前記電子源の形成部分を除く部分で前記第１絶縁基板と接する層が膜厚の厚い前記塗布膜で、前記膜厚の薄い前記蒸着膜が前記電子源の形成部分で前記第１絶縁基板と接し、前記電子源の形成部分を除く部分で前記塗布膜を覆って成膜されていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記塗布膜の表面が平坦で、前記蒸着膜が前記塗布膜の表面に倣った平坦な表面を有することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記電子源の形成部分で前記第１絶縁基板と接する前記蒸着膜が、前記第１絶縁基板の表面に倣った平坦な表面を有することを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記電子源は、下部電極となる前記画像信号配線を構成する前記蒸着膜の上に積層されて電子束を放出する電子放出領域となる薄膜部分を一部に有して電子源開口を形成する絶縁膜と、前記走査信号配線に接続して前記薄膜部分を含む前記絶縁膜を被覆する上部電極とから構成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記スペーサは、前記走査信号配線の上、かつ該走査信号配線に沿って植立されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネル型画像表示装置に関し、特に、絶縁基板の主面に薄膜型電子源をマトリクス状に配列した背面パネルと、前記電子源から放出される電子束を加速する陽極と加速された電子束の励起で所定色に発光する蛍光体を備えた前面パネル等で構成した画像表示装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
マトリクス状に二次元配置した電子源を有する自発光平板型パネル表示装置（フラットパネルディスプレイ）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パネルを用いたもの（ＦＥＤ:Field Emission Display） が知られている。このＦＥＤを構成する冷陰極には、スピント型、表面伝導型、カーボンナノチューブ型、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知られている。
【０００３】
ＭＩＭ型電子源については、例えば特許文献１、特許文献２に開示されている。また、金属‐絶縁体‐半導体型電子源については非特許文献１で報告されたＭＯＳ型、金属‐絶縁体‐半導体‐金属型電子源に関しては、非特許文献２などで報告されたＨＥＥＤ型電子源、非特許文献３などで報告されたＥＬ型電子源、非特許文献４などで報告されたポーラスシリコン型電子源などが知られている。このような電子源を備えたパネルに駆動回路等を組み合わせて画像表示装置が構成される。
【０００４】
図１７は、ＭＩＭ型電子源を用いた画像表示装置を構成する表示パネルの１画素の表示原理を説明する図である。この表示パネルは、背面パネルＰＮＬ1と前面パネルＰＮＬ２を図示しない封止枠で貼り合せ、内部空間を真空状態に保持される。背面パネルＰＮＬ1は、例えばガラス基板などの背面基板ＳＵＢ1の主面（内側表面）にアルミニウムＡＬ膜を好適とする電子源の下部電極を構成する画像信号配線（所謂、データ線）ｄ、下部電極のアルミニウムを陽極酸化した陽極酸化膜からなる第１の絶縁膜ＩＮＳ1、チッ化シリコン膜（ＳｉＮ）を好適とする第２の絶縁膜ＩＮＳ２、給電電極（接続電極）ＥＬＣ、アルミニウムＡｌまたはアルミニウム合金を好適とする走査信号配線ｓ、走査信号配線ｓに接続した画素の電子源を構成する上部電極ＡＥＤが形成されている。
【０００５】
電子源は、画像信号配線ｄを下部電極とし、下部電極ｄの上に位置する第１の絶縁膜ＩＮＳ1の一部を形成する薄膜部分ＩＮＳ３、前記薄膜部分ＩＮＳ３の上層に積層する上部電極ＡＥＤの部分とで構成される。上部電極ＡＥＤは、走査信号配線ｓと接続電極ＥＬＣの一部とを覆って形成されている。薄膜部分ＩＮＳ３は、所謂トンネル膜である。この構成で、所謂ダイオード電子源が形成される。
【０００６】
一方、前面パネルＰＮＬ２は、透明なガラス基板を好適とする前面基板ＳＵＢ２の主面に遮光膜（ブラックマトリクス）ＢＭで隣接画素と区画された蛍光体ＰＨ、アルミニウム蒸着膜を好適とする陽極ＡＤが形成されている。
【０００７】
背面パネルＰＮＬ1と前面パネルＰＮＬ２の間の間隔は３ないし５ｍｍ前後であり、この間隔を隔壁とも称するスペーサＳＰＣで維持している。背面基板ＳＵＢ1と前面基板ＳＵＢ２の板厚は、例えば２．８ｍｍ、スペーサＳＰＣの高さは例えば３ｍｍ程度である。図１７では、分かり易くするために各構成層の厚みを強調して示してあるが、走査信号配線ｓの膜厚は例えば３μｍである。
【０００８】
この様な構成において、背面パネルＰＮＬ1の上部電極ＡＥＤと前面パネルＰＮＬ２の陽極ＡＤの間に加速電圧（２、３ｋＶ乃至１０ｋＶ程度、図１７では約５ｋＶ）を印加すると、下部電極である画像信号配線ｄに供給される表示データの大きさに応じた電子ｅ-が出射し、加速電圧によって蛍光体ＰＨに射突し、これを励起して所定周波数の光Ｌを前面パネルＰＮＬ２の外部に出射する。なお、フルカラー表示の場合は、この単位画素はカラーの副画素（サブピクセル）であり、通常は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの副画素で１カラー画素を構成する。
【０００９】
図１８は、図１７で説明したダイオード電子源の電圧―電流特性の説明図である。ＭＩＭ電子源はトンネルダイオードである。閾値電圧は５Ｖ付近にあり、この閾値電圧を越えた領域でトンネル電流が生じ、このトンネル電流は印加電圧の増加と共に増大する特性を有する。
【００１０】
図１９は、フルカラーの画像表示装置を構成するパネルの全体構成例を説明する展開斜視図である。背面パネルＰＮＬ1には、第１の基板である背面基板ＳＵＢ1の主面に、一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査信号配線ｓと、他方向に延在し走査信号配線ｓに交差する如く前記一方向に並設された複数の画像信号配線ｄと、走査信号配線sと画像信号配線dの各交差部に設けた前記の電子源ＥＬＳを有する。そして、前面パネルＰＮＬ２には、第２の基板である前面基板ＳＵＢ２の主面に遮光膜（ブラックマトリクス）ＢＭで互いに区画された３色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の３つの副画素（サブピクセル）ＰＨと、陽極（アノード）ＡＤが形成されている。この構成例では、背面パネルＰＮＬ1の走査信号配線ｓの上に、当該走査信号配線ｓに沿ってスペーサＳＰＣを設置して両パネルを所定の間隔で図示しない封止枠により封止している。
【００１１】
図２０は、図１９で説明した背面パネルＰＮＬ1に有する電子源の平面図であり、ここでは図１９の３つの副画素に対応する３個の電子源を示す。また、図２１は、図２０のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。また、図２２は、図２０のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。電子源の断面構造を示す図２１と図２２において、背面基板ＳＵＢ1の主面にアルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウム合金（例えば、アルミニウムとネオジム（Ａｌ＋Ｎｄ））からなる画像信号配線ｄが成膜される。この画像信号配線ｄを陽極酸化させて第１の絶縁膜ＩＮＳ１と第３の絶縁膜ＩＮＳ３を形成する。第１の絶縁膜ＩＮＳ１の上には窒化シリコン（ＳｉＮ）を好適とする第２の絶縁膜ＩＮＳ２を介してクロム（Ｃｒ）を好適とする接続電極ＥＬＣ、アルミニウムを好適とする走査線sが形成されている。
【００１２】
図２０において、図の上下方向に敷設された画像信号配線ｄ１、ｄ２、ｄ３、・・に交差する如く、走査信号配線ｓ１、ｓ２、・・が形成されている。電子源ＥＬＳは、図２１と図２２に示したように、画像信号配線ｄ（ｄ１、ｄ２、ｄ３、・・）を下部電極とし、走査信号配線ｓ（ｓ１、ｓ２、・・）から接続電極ＥＬＣを通して接続される上部電極ＡＥＤとし、第１の絶縁膜ＩＮＳ１の薄膜部分である第３の絶縁膜ＩＮＳ３を上記下部電極と上部電極で挟んだ構造となっている。図２１と図２２には上部電極ＡＥＤは図示していない。
【００１３】
この電子源ＥＬＳは、第２の絶縁膜ＩＮＳ２がその薄膜部分である第３の絶縁膜ＩＮＳ３を露呈する開口の境界を電子が放出される電子源開口ＥＭＡとし、この電子源開口ＥＭＡよりも内側に上記第３の絶縁膜ＩＮＳ３が電子放出領域ＥＭＴとして形成されている。図２０には、画像信号配線の延在方向での電子源開口ＥＭＡの大きさをＤ１、電子放出領域ＥＭＴの大きさをＤ２で示してある。電子放出領域ＥＭＴを含む画像信号配線ｄと走査信号配線ｓの交差領域を電子放出領域とする。
【００１４】
また、画像表示装置の電子源に凹形状を設けたものとして、特許文献３がある。しかし、特許文献３に開示された画像表示装置は集束電極を備えて、カソードからの電子束を集束する方式である。
【特許文献１】特開平７−６５７１０号公報
【特許文献２】特開平１０−１５３９７９号公報
【特許文献３】特開２００２−１６９１５号公報
【非特許文献１】J. Vac. Sci. Techonol. B11 (2) p.429-432 (1993)
【非特許文献２】high-efficiency-electro-emission device 、Jpn.J.Appl. Phys. 、vol36 、pL939
【非特許文献３】Electroluminescence 、応用物理  第６３巻、第６号、５９２頁
【非特許文献４】応用物理  第６６巻、第５号、４３７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
表示装置の画面サイズの大型化に伴い、走査信号配線長、画像信号配線長も長くなり、これらの配線抵抗の低減が必要となる。近年の画面の大型化は、公称対角サイズが２０インチを越え、５０インチ、６０インチ、あるいはそれ以上となる傾向にある。画面の大型化に伴い、走査信号配線の給電側から遊端までの距離が遠くなり、距離の増加に従い必然的に抵抗も増大する。
【００１６】
抵抗の増大に対する対策として、走査信号配線駆動回路（スキャンドライバ）を左右両辺に配置して両端駆動としたり、高精細表示に伴う画像信号配線の高速駆動のために、画像信号配線を上下に分割し、上下辺のそれぞれに画像信号配線駆動回路（データドライバ）ドライバを搭載することが考えられる。しかし、このような考えでは、ドライバの数がそれぞれ２倍になり、コスト高となる。また、特に画像信号配線を画面の中央部分で分割することで、当該分割部分での電位差に起因する不所望な放電を招くという新たな問題も生じる。
【００１７】
ＭＩＭ電子源は容量駆動であるため、高精細表示のためには画像信号配線の抵抗の低減が必要である。電子源は下部電極の上に形成されるトンネル絶縁膜と、このトンネル絶縁膜の上に成膜される極薄の上部電極とで構成される。トンネル絶縁膜は下部電極の表面状態に倣った表面状態となり、上部電極はトンネル絶縁膜の表面状態に依存する。下部電極をアルミニウムの多数回スパッタで厚膜化することはプロセス負荷が大きく、また表面荒れが大きいためデータ線には使えない。
【００１８】
本発明の目的は、薄膜電子源を構成できる平坦表面をもつと共に配線抵抗を十分に低減可能とした画像信号配線を具備した画像表示装置とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明は、背面パネルの第１絶縁基板に形成する電子源の下部電極をとなる画像信号配線を二層構造とする。二層構造の下部電極は銀ペ−スト（Ａｇペ−スト）を好適とする塗布膜すなわち厚膜とし、その表面を研磨して薄膜電子源を構成するのに必要な平坦性を確保する。平坦性の指標の一つである表面粗さＲｍｓは５ｎｍ未満とするのが望ましい。研磨した塗布膜を覆ってアルミニウム又はアルミニウム合金（Ａｌ−Ｎｄ等）をスパッタして上層電極とする。
【００２０】
また、本発明は、背面パネルの第１絶縁基板に形成する電子源の下部電極をとなる画像信号配線を、少なくとも表示領域内では電子源形成位置を除いてＡｇペ−ストを好適とする塗布膜を下層電極とし、この下層電極を覆ってアルミニウム又はアルミニウム合金（Ａｌ−Ｎｄ等）をスパッタして上層電極とした二層構造とする。電子源形成位置では、上層電極が平坦な第１絶縁基板の表面に直接スパッタする。この場合、電子源形成位置を除く部分に形成した塗布膜に表面研磨を施す必要は原則的にはない。
【００２１】
走査信号配線もまた、少なくとも表示領域内では同様の塗布膜を下層電極とし、アルミニウム又はアルミニウム合金（Ａｌ−Ｎｄ等）をスパッタして上層電極とした二層構造とすることができる。
【００２２】
本発明の代表的構成を記述すれば、以下の通りである。すなわち、
（１）本発明の画像表示装置は、第１絶縁基板の平坦な主面の表示領域にマトリクス配列された多数の電子源を有する背面パネルと、
第２絶縁基板の平坦な主面に前記電子源のそれぞれに対応した蛍光体と前記電子源から放射される電子束を加速して前記蛍光体に射突させる陽極を有する前面パネルと、
前記背面パネルと前記前面パネルの周縁に介在して当該背面パネル及び前面パネルと共に真空容器を形成する封止枠と、
前記背面パネルと前記前面パネルの間に植立されて、両パネルの間隔を所定値に保持するスペーサとを備える。
【００２３】
そして、前記背面パネルを構成する第１絶縁基板には、一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査信号配線と、前記他方向に延在し前記走査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画像信号配線と、前記走査信号配線と前記画像信号配線の各交差部に設けら前記電子源とを有しており、前記画像信号配線を材料および膜厚の異なる二種の導電材料で構成した。
【００２４】
前記膜厚の異なる二種の導電材料が、少なくとも前記表示領域では前記電子源の形成部分を含む全域で二層構造とすることができる。
【００２５】
上記二層構造の前記第１絶縁基板と接する層を膜厚の厚い前記塗布膜とし、膜厚の薄い前記蒸着膜がこの塗布膜を覆って成膜される。
【００２６】
また、前記膜厚の異なる二種の導電材料が、少なくとも前記表示領域では前記電子源の形成部分では単層構造で、その他の部分が二層構造とすることができる。
【００２７】
上記二層構造の前記電子源の形成部分を除く部分で前記第１絶縁基板と接する層を膜厚の厚い前記塗布膜とし、上記膜厚の薄い前記蒸着膜が前記電子源の形成部分で前記第１絶縁基板と接し、前記電子源の形成部分を除く部分で前記塗布膜を覆って成膜する。
【００２８】
本発明では、前記塗布膜の表面を平坦面とし、前記蒸着膜が前記塗布膜の表面に倣った平坦な表面を形成させる。そして、前記電子源の形成部分で前記第１絶縁基板と接する前記蒸着膜を前記第１絶縁基板の表面に倣った平坦な表面とする。
【００２９】
本発明では、前記電子源は、下部電極となる前記画像信号配線を構成する前記蒸着膜の上に積層されて電子束を放出する電子放出領域となる薄膜部分を一部に有して電子源開口を形成する絶縁膜と、前記走査信号配線に接続して前記薄膜部分を含む前記絶縁膜を被覆する上部電極とから構成することができる。
【００３０】
また、本発明の画像表示装置では、前記スペーサを、前記走査信号配線の上、かつ該走査信号配線にそって植立することができる。さらに、本発明の画像表示装置では、走査信号配線を画像信号配線と同様の塗布膜とスパッタ膜の二層構造とすることができる。なお、走査信号配線では下層に配置する塗布膜の表面を研磨して平坦化することは特に必要でない。
【００３１】
本発明は、上記の構成および後述する実施例に示す構成に限るものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の構成とした画像信号配線を用いた電子源を具備させることにより、当該画像信号配線の抵抗が大幅に低減し、片側給電でも高精細表示が可能となり、ドライバ数の低減で低コスト化が実現可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本発明による画像表示装置の実施例１を説明する電子源部分の図２１に対応した背面パネルの断面図である。また、図２は、本発明による画像表示装置の実施例１を説明する電子源部分の図２２に対応した背面パネルの断面図である。この背面パネルは背面基板ＳＵＢ１としてガラス基板の主面に画像信号配線ｄ、第１の絶縁層ＩＮＳ１、第２の絶縁層ＩＮＳ２、コンタクト電極ＥＬＣ、走査信号配線ｓ、上部電極ＡＥＤが積層されている。そして、画像信号配線ｄはＡｇペーストの塗布で形成した下層電極dＢとアルミニウムとネオジムＮｄの合金ＡＬ―Ｎｄからなる上層電極dＡの二層構造である。
【００３５】
下層電極dＡの表面は研磨処理で平坦化されており、この上層にスパッタで成膜される上層電極dＢは、下層電極dＡの表面状態に倣った平坦膜となっている。上層電極dＢには陽極酸化で第１絶縁膜ＩＮＳ１とトンネル絶縁膜である第３絶縁膜ＩＮＳ３が成膜される。特に、第３絶縁膜ＩＮＳ３は下層電極dＢの表面に倣った平坦な上層電極dＡに形成されるため、膜質も良好である。他の構成は図２１、図２２と同様である。
【００３６】
図３は、本発明による画像表示装置の実施例１の製造プロセスの説明図である。図３により図１及び図２に示した背面パネルの製造プロセスを説明する。先ず、背面基板ＳＵＢ１を構成するガラス基板の内面に画像信号配線の下層電極dＢのパターンにＡｇペーストを印刷で塗布する（Ｐ‐１）。Ａｇペーストはフリットガラス入りを用いるのが好ましい。これを焼成して溶媒を消散させ、フリットガラスを溶融し固化する（Ｐ‐２）。Ａｇペーストの印刷は、必要な膜厚を得るために複数回重ね塗りを行うこともできる。
【００３７】
この表面を３０００乃至１００００番の研磨テープを用いたテープ研磨等の方法で研磨して（Ｐ‐３）、表面粗さＲｍｓが５ｎｍを越えないように下層電極dＢを形成する。研磨テープの当該番号はテープ番手（Tape Count）とも呼ばれ、その数値が小さいほど研磨テープ（研磨面）は粗くなる。かかる研磨法は当該業者にはよく知られており、アルミナ等の研磨砥粒を保持した研磨用テープの入手も容易である。この下層電極dＢを覆ってアルミニウム膜をスパッタし（Ｐ‐４）、ホトリソグラフィー法を用いてパターニングを行い、上層電極dＡを形成する（Ｐ‐５）。ここでは、スパッタするアルミニウム膜にはアルミニウム−ネオジム合金を用いた。上層電極dＡは下層電極dＢの側面も含めた全面を覆うように形成するのが望ましい。
【００３８】
上層電極dＡの上にホトレジストを塗布し、電子源（エミッタ）となる部分に陽極酸化（ＡＯ）保護用のホトレジストを残すパターニングを施す（Ｐ‐６）。これをフィールド用の電圧を設定した陽極酸化槽に浸漬してフィールド部分に陽極酸化膜である第１の絶縁層ＩＮＳ１（フィールドＡＯ）を形成する（Ｐ‐７）。
【００３９】
電子源（エミッタ）となる部分にあった陽極酸化保護用のホトレジストのパターンを除去し（Ｐ‐８）。化成電圧をトンネルＡＯ用に設定した陽極酸化槽に浸漬して電子源部分にトンネルＡＯ膜である第３の絶縁層ＩＮＳ３を形成する（Ｐ‐９）。そして、さらに走査信号配線との絶縁を確保するための第２の絶縁層ＩＮＳ２を第３の絶縁層ＩＮＳ３も含めた全域に成膜する（Ｐ‐１０）。
【００４０】
その後、走査信号配線（図３では、単に走査線と表記）ｓを形成し（Ｐ‐１１）、第２の絶縁層ＩＮＳ２に開口を開け（Ｐ‐１２）、第３の絶縁層ＩＮＳ３とその周囲の所要部分を露出させる。最後に、露出した第３の絶縁層ＩＮＳ３をトンネル膜として、このトンネル膜の上に上部電極ＡＥＤを成膜する（Ｐ‐１３）。なお、走査信号配線はアルミニウム層とこのアルミニウム層の下側にクロムを好適とするコンタクト電極ＥＬＣが成膜されている。このコンタクト電極ＥＬＣは、電子源側では上部電極ＡＥＤと走査信号配線の電気的接続を保障する機能を有すると共に、電子源と反対側ではエッチングバック処理することで自己整合的に隣接する電子源との分離を行う機能をもつ。
【００４１】
図４は、二層構造とした下層電極の膜厚に対する画像信号配線の抵抗変化を説明する図である。画像信号配線（図４では、データ線と表記）の抵抗（Ω/ライン）は、上部電極のみの場合の１０００Ω/ライン以上であるのに比べ、Ａｇペーストの塗布で下層電極を設けた場合は、２μｍ以上の膜厚で１００Ω/ラインとなり、大幅な低抵抗化が図られることが示される。
【実施例２】
【００４２】
図５は、本発明による画像表示装置の実施例２を説明する電子源部分の図１と同様の背面パネルの断面図である。また、図６は、本発明による画像表示装置の実施例２を説明する電子源部分の図２に対応した背面パネルの断面図である。この背面パネルは、実施例１と同様に、背面基板ＳＵＢ１としてガラス基板の主面に画像信号配線ｄ、第１の絶縁層ＩＮＳ１、第２の絶縁層ＩＮＳ２、コンタクト電極ＥＬＣ、走査信号配線ｓ、上部電極ＡＥＤが積層されている。そして、画像信号配線ｄはＡｇペーストの塗布で形成した下層電極dＢとアルミニウムとネオジムＮｄの合金ＡＬ―Ｎｄからなる上層電極dＡの二層構造である。
【００４３】
実施例１では、電子源の部分にある下層電極dＡの表面は研磨処理で平坦化され、この上層に上層電極dＢをスパッタで成膜している。これに対して、実施例２では電子源の部分には下層電極dＡを形成しないで、もともと平坦面である背面基板ＳＵＢ１の表面に直接成膜される。上層電極dＢは、背面基板ＳＵＢ１の表面状態に倣った平坦膜となっている。この下層電極dＡと上層電極dＢの構造については図８〜図１０で後述する。
【００４４】
背面基板ＳＵＢ１の表面に直接成膜された上層電極dＢには陽極酸化により第１絶縁膜ＩＮＳ１とトンネル絶縁膜である第３絶縁膜ＩＮＳ３が成膜される。特に、第３絶縁膜ＩＮＳ３は背面基板ＳＵＢ１の表面に倣った平坦な上層電極dＡに形成されるため、膜質も良好である。他の構成は図１、図２と同様である。実施例１の電子源によれば、配線抵抗を十分に低減とした画像信号配線を有し、平坦表面をもつことで放射むらが無く、膜欠陥を抑制して電子放射特性が良好な電子源を具備した画像表示装置が得られる。
【００４５】
図７は、本発明による画像表示装置の実施例２の製造プロセスの説明図である。図７により図５及び図６に示した背面パネルの製造プロセスを説明する。先ず、背面基板ＳＵＢ１を構成するガラス基板の内面に画像信号配線の下層電極dＢのパターンにＡｇペーストを印刷で塗布する（Ｐ‐１０）。このとき、Ａｇペーストは電子源の部分を除いて塗布される。なお、Ａｇペーストはフリットガラス入りを用いるのが好ましい。塗布後、これを焼成して溶媒を消散させ、フリットガラスを溶融し固化する（Ｐ‐２０）。Ａｇペーストの印刷は、必要な膜厚を得るために複数回重ね塗りを行うこともできる。
【００４６】
電子源部分を除いて形成された下層電極dＢと当該電子源部分の背面基板ＳＵＢ１の表面を覆ってアルミニウム膜をスパッタし（Ｐ‐３０）、ホトリソグラフィー法を用いてパターニングを行い、上層電極dＡを形成する（Ｐ‐４０）。ここでは、スパッタするアルミニウム膜にはアルミニウム−ネオジム合金を用いた。上層電極dＡは下層電極dＢの側面も含めた全面を覆うように形成するのが望ましい。
【００４７】
上層電極dＡの上にホトレジストを塗布し、電子源（エミッタ）となる部分に陽極酸化（ＡＯ）保護用のホトレジストを残すパターニングを施す（Ｐ‐５０）。これをフィールド用の電圧を設定した陽極酸化槽に浸漬してフィールド部分に陽極酸化膜である第１の絶縁層ＩＮＳ１（フィールドＡＯ）を形成する（Ｐ‐６０）。
【００４８】
電子源（エミッタ）となる部分にあった陽極酸化保護用のホトレジストのパターンを除去し（Ｐ‐７０）。化成電圧をトンネルＡＯ用に設定した陽極酸化槽に浸漬して電子源部分にトンネルＡＯである第３の絶縁層ＩＮＳ３を形成する（Ｐ‐８０）。そして、さらに走査信号配線との絶縁を確保するための第２の絶縁層ＩＮＳ２を第３の絶縁層ＩＮＳ３も含めた全域に成膜する（Ｐ‐９０）。
【００４９】
その後、走査信号配線（図６では、単に走査線と表記）ｓを形成し（Ｐ‐１００）、第２の絶縁層ＩＮＳ２に開口を開け（Ｐ‐１１０）、第３の絶縁層ＩＮＳ３とその周囲の所要部分を露出させる。最後に、露出した第３の絶縁層ＩＮＳ３をトンネル膜として、このトンネル膜の上に上部電極ＡＥＤを成膜する（Ｐ‐１２０）。なお、走査信号配線はアルミニウム層とこのアルミニウム層の下側にクロムを好適とするコンタクト電極ＥＬＣが成膜されている。このコンタクト電極ＥＬＣは、電子源側では上部電極ＡＥＤと走査信号配線の電気的接続を保障する機能を有すると共に、電子源と反対側ではエッチングバック処理することで自己整合的に隣接する電子源との分離を行う機能をもつ。実施例２では、下層電極dＡを研磨する必要がなく、平坦な背面基板ＳＵＢ１の表面に上層電極dＡを直接スパッタするので、高い信頼性と共に工程数が削減される。
【００５０】
図８は、本発明による画像表示装置の実施例２における画像信号配線の構成例１の説明図である。この構成例では、下層電極dＢを電子源を形成する部分すなわち第３の絶縁層（トンネル膜）ＩＮＳ３の成膜部分とその周囲（上部電極ＡＥＤの斜面形成部分）を除いて形成する（図８（ａ））。この上に上層電極dＡをアルミニウム又はアルミニウム合金のスパッタで成膜する。電子源の形成部分を点線で示してある（図８（ｂ））。
【００５１】
電子源のトンネル膜（絶縁層ＩＮＳ３）は上層電極dＡの陽極酸化で形成されるため、上層電極dＡの表面が背面基板ＳＵＢ１の表面の平坦性に倣った平坦膜となり、欠陥のないトンネル膜となる。この上に金、イリジウム、白金、等を好適とする金属薄膜をスパッタして上部電極ＡＥＤを成膜する。こうして製作した電子源によれば、配線抵抗を十分に低減とした画像信号配線を有し、平坦表面をもつことで放射むらが無く、膜欠陥を抑制して電子放射特性が良好な電子源を得ることができる。
【００５２】
図９は、本発明による画像表示装置の実施例２における画像信号配線の構成例２の説明図である。この構成例では、下層電極dＢを電子源を形成する部分すなわち第３の絶縁層（トンネル膜）ＩＮＳ３の成膜部分とその周囲（上部電極ＡＥＤの斜面形成部分）を除いて形成する。このとき、電子源を形成する部分の片側を開放して置く（図９（ａ））。この上に上層電極dＡをアルミニウム又はアルミニウム合金のスパッタで成膜する。電子源の形成部分を点線で示してある（図９（ｂ））。
【００５３】
電子源のトンネル膜（絶縁層ＩＮＳ３）は上層電極dＡの陽極酸化で形成されるため、上層電極dＡの表面が背面基板ＳＵＢ１の表面の平坦性に倣った平坦膜となり、欠陥のないトンネル膜となる。この上に金、イリジウム、白金、等を好適とする金属薄膜をスパッタして上部電極ＡＥＤを成膜する。こうして製作した電子源によれば、配線抵抗を十分に低減とした画像信号配線を有し、平坦表面をもつことで放射むらが無く、膜欠陥を抑制して電子放射特性が良好な電子源を得ることができる。
【００５４】
図１０は、本発明による画像表示装置の実施例２における画像信号配線の構成例３の説明図である。この構成例では、下層電極dＢを電子源を形成する部分すなわち第３の絶縁層（トンネル膜）ＩＮＳ３の成膜部分とその周囲で不連続として形成する（図１０（ａ））。この上に上層電極dＡをアルミニウム又はアルミニウム合金のスパッタで成膜する。電子源の形成部分を点線で示してある（図１０（ｂ））。
【００５５】
この構成例でも、構成例１、２と同様に、電子源のトンネル膜（絶縁層ＩＮＳ３）は上層電極dＡの陽極酸化で形成されるため、上層電極dＡの表面が背面基板ＳＵＢ１の表面の平坦性に倣った平坦膜となり、欠陥のないトンネル膜となる。この上に金、イリジウム、白金、等を好適とする金属薄膜をスパッタして上部電極ＡＥＤを成膜する。こうして製作した電子源によれば、配線抵抗を十分に低減とした画像信号配線を有し、平坦表面をもつことで放射むらが無く、膜欠陥を抑制して電子放射特性が良好な電子源を得ることができる。
【００５６】
本発明の実施例によれば、配線抵抗を十分に低減とした画像信号配線が形成され、かつ平坦表面をもつことで放射むらが無く、膜欠陥を抑制して電子放射特性が良好な電子源を構成でき、高品質の画像表示装置が得られる。
【００５７】
図１１は、本発明の効果を説明する表示パネルの模式図である。大サイズの画面を形成する画素領域ＡＲに対し、データドライバＤＤＲは当該画素領域ＡＲの外側の一方の長辺に実装することで足りる。走査信号配線にも二層構造を採用して低抵抗化することで、スキャンドライバＳＤＲも又画素領域ＡＲの外側の一方の短辺に実装することで足りる。
【００５８】
図１２は、本発明の効果を説明する他の表示パネル模式図である。大サイズの画面を形成する画素領域ＡＲに対し、データドライバＤＤＲは当該画素領域ＡＲの外側の一方の長辺に実装することで足りる。走査信号配線は従来の構造であり、低抵抗でないので、スキャンドライバＳＤＲは画素領域ＡＲの両短辺に実装する。
【００５９】
図１３は、本発明の効果を説明するための従来の表示パネル模式図である。大サイズの画面を形成する画素領域ＡＲに対し、データドライバＤＤＲは当該画素領域ＡＲの外側の両長辺に実装され、スキャンドライバＳＤＲも画素領域ＡＲの両短辺に実装されている。
【００６０】
図１１と図１２を図１３と比較して明らかなように、本発明によれば実装するドライバの数を大幅に削減することができ、コスト低減に大きく寄与する。
【００６１】
図１４は、本発明の画像表示装置の全体構造の一例をより具体的に説明する一部破断して示す斜視図である。また、図１５は、図１４のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。繰り返しの説明になるが、背面パネルＰＮＬ1を構成する背面基板ＳＵＢ１の内面には二層構造の画像信号配線ｄと走査信号配線ｓを有し、画像信号配線ｄと走査信号配線ｓの交差部近傍に電子源が形成されている。画像信号配線ｄの端部には画像信号配線引出線dＴが形成され、走査信号配線ｓの端部には走査信号配線引出線sＴが形成されている。
【００６２】
また、前面パネルＰＮＬ２を構成する前面基板ＳＵＢ２の内面にはブラックマトリクスＢＭ、陽極ＡＤ、蛍光体層ＰＨが形成されている。背面パネルＰＮＬ１を構成する背面基板ＳＵＢ１と前面パネルＰＮＬ２を構成する前面基板ＳＵＢ２とは、その周縁に封止枠ＭＦＬを介在させて貼り合わされる。この貼り合わせた間隙を所定値に保持するため、背面パネルＳＵＢ１と前面パネルＰＮＬ２の間にガラス板あるいはセラミックス板を好適とするスペーサＳＰＣを植立させている。図１５はこのスペーサＳＰＣに沿った断面を示す。図１５には、走査信号配線ｓの上に当該走査信号配線ｓに沿って３枚のスペーサを示してあるが、これはあくまで一例である。
【００６３】
なお、背面パネルＰＮＬ1と前面パネルＰＮＬ２および枠ガラスＭＦＬで密封された内部空間は、背面パネルＰＮＬ１の一部に設けた排気管ＥＸＣから排気して所定の真空状態に維持される。
【００６４】
図１６は、本発明の画像表示装置の等価回路例を説明する図である。図１６中に破線で示した領域は表示領域ＡＲであり、この表示領域ＡＲに画像信号配線ｄ（ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７・・・ｄｎ）と走査信号配線ｓ（ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，・・・ｓｍ）が互いに交差して配置されてｎ×ｍのマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部は副画素を構成し、図中の３つの副画素Ｒ，Ｇ，Ｂの１グループでカラー１画素を構成する。なお、電子源の構成は図示を省いた。画像信号配線ｄは画像信号線駆動回路（データドライバ）ＤＤＲに接続され、走査信号配線ｓは走査信号線駆動回路（スキャンドライバ）ＳＤＲに接続されている。画像信号線駆動回路ＤＤＲには外部信号源から画像信号ＮＳが入力され、走査信号線駆動回路ＳＤＲには同様に走査信号ＳＳが入力される。
【００６５】
これにより、順次選択される走査信号配線ｓに接続する副画素に画像信号配線ｄから画像信号を供給することにより、二次元のフルカラー画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による画像表示装置の実施例１を説明する電子源部分の図２１に対応した背面パネルの断面図である。
【図２】本発明による画像表示装置の実施例１を説明する電子源部分の図２２に対応した背面パネルの断面図である。
【図３】本発明による画像表示装置の実施例１の製造プロセスの説明図である。
【図４】二層構造とした下層電極の膜厚に対する画像信号配線の抵抗変化を説明する図である。
【図５】本発明による画像表示装置の実施例２を説明する電子源部分の図１と同様の背面パネルの断面図である。
【図６】本発明による画像表示装置の実施例２を説明する電子源部分の図２に対応した背面パネルの断面図である。
【図７】本発明による画像表示装置の実施例２の製造プロセスの説明図である。
【図８】本発明による画像表示装置の実施例２における画像信号配線の構成例１の説明図である。
【図９】本発明による画像表示装置の実施例２における画像信号配線の構成例２の説明図である。
【図１０】本発明による画像表示装置の実施例２における画像信号配線の構成例３の説明図である。
【図１１】本発明の効果を説明する表示パネルの模式図である。
【図１２】本発明の効果を説明する他の表示パネル模式図である。
【図１３】本発明の効果を説明するための従来の表示パネル模式図である。
【図１４】本発明の画像表示装置の全体構造の一例をより具体的に説明する一部破断して示す斜視図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。
【図１６】本発明の画像表示装置の等価回路例を説明する図である。
【図１７】ＭＩＭ型電子源を用いた画像表示装置を構成する表示パネルの１画素の表示原理を説明する図である。
【図１８】図１７で説明したダイオード電子源の電圧―電流特性の説明図である
【図１９】フルカラーの画像表示装置を構成するパネルの全体構成例を説明する展開斜視図である。
【図２０】図１９で説明した背面パネルＰＮＬ1に有する電子源の平面図である。
【図２１】図２０のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図２２】図２０のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
ＰＮＬ１・・・背面パネル、ＰＮＬ２・・・前面パネル、ＳＵＢ１・・・背面基板、ＳＵＢ２・・・前面基板、ｓ（ｓ１，ｓ２，・・・ｓｍ）・・・走査信号配線、ｄ（ｄ１，ｄ２，ｄ３，・・・）・・・画像信号配線、ＩＮＳ１・・・第１の絶縁膜、ＩＮＳ２・・・第２の絶縁膜、ＩＮＳ３・・・第３の絶縁膜（トンネル膜）、ＥＬＳ・・・電子源、ＥＬＣ・・・接続電極、ｄＡ・・・上層配線、ｄＢ・・・下層配線、ＡＥＤ・・・上部電極、ＡＤ・・・陽極、ＢＭ・・・ブラックマトリクス、ＰＨ（ＰＨ（Ｒ），ＰＨ（Ｇ），ＰＨ（Ｂ））・・・蛍光体、ＳＤＲ・・・走査信号線駆動回路、ＤＤＲ・・・画像信号線駆動回路、ＳＰＣ・・・スペーサ。
【図１】
2007042414.tif 000003
【図２】
2007042414.tif 000004
【図３】
2007042414.tif 000005
【図４】
2007042414.tif 000006
【図５】
2007042414.tif 000007
【図６】
2007042414.tif 000008
【図７】
2007042414.tif 000009
【図８】
2007042414.tif 000010
【図９】
2007042414.tif 000011
【図１０】
2007042414.tif 000012
【図１１】
2007042414.tif 000013
【図１２】
2007042414.tif 000014
【図１３】
2007042414.tif 000015
【図１４】
2007042414.tif 000016
【図１５】
2007042414.tif 000017
【図１６】
2007042414.tif 000018
【図１７】
2007042414.tif 000019
【図１８】
2007042414.tif 000020
【図１９】
2007042414.tif 000021
【図２０】
2007042414.tif 000022
【図２１】
2007042414.tif 000023
【図２２】
2007042414.tif 000024