(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板を製造する工程と、
前記一対の基板を枠部材により封止・封着する工程とを有する表示装置の製造方法であって、
前記一対の基板の一方の基板の製造工程は、基板上に、行（または列）方向に複数の走査電極を形成する工程と、
前記各走査電極上に、複数の第１の絶縁膜および第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記基板および前記複数の走査電極上に、前記第１の絶縁膜が形成される領域に開口部を設けるとともに、その側面に急峻な段差部を設けて、列（行）方向に複数の信号電極を形成する工程と、
前記各信号電極の側面に絶縁膜を形成する工程と、
前記基板、前記複数の走査電極および前記複数の信号電極上に上部電極を形成する工程とを有し、
前記上部電極は、前記各信号電極を囲む様にストライプ状に設けられる前記各信号電極側面の段差部により、各信号電極毎に電気的に分離されていることを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置およびその製造方法に係わり、特に、平面型表示装置に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）型トンネルダイオード構造の微小電子源、および当該ＭＩＭ型トンネルダイオード構造の微小電子源を用いる平面型表示装置は、例えば、下記文献（イ）に記載されている。
（イ）M.Suzuki and T.Kusunoki,”Emission and Beam-Divergence Properties of an MIM-Cathode Array for Display Applications”, SID'97 DIGEST(1997)p.123
前記文献（イ）に開示されているＭＩＭ型トンネルダイオード構造の微小電子源は、高効率・高指向性を特徴としている。
前記文献（イ）の開示例では、トンネル絶縁膜の厚さは５．５ｎｍ、電子放出部となる上部電極は、ホットエレクトロンの散乱を避けるため６ｎｍと薄くなっている。
また、単純マトリックスの規模は３０×３０画素で、走査線ならびに信号線（上部電極）のライン幅とスペース幅はそれぞれ０．３ｍｍ／０．２ｍｍ、０．３ｍｍ／０．３ｍｍである。
上部電極のシート抵抗は約２００Ω／□であり、単位長さあたりの配線抵抗は７ｋΩ／ｃｍに達する。
また、素子の動作電圧は１０Ｖ、消費電流は１ｍＡなので、配線抵抗による電圧降下は７Ｖ／ｃｍになる。
このような大きな電圧降下を回避するために、給電用に低抵抗な信号配線を別に設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した上部電極は、信号配線毎に分離する必要があるので、従来はリフトオフプロセスを用いて必要なパターニングをおこなっている。
通常は、上部電極層を被着した後、ホトレジストパターンを形成し、これをマスクにエッチング（ドライまたはウェット）により所望のパターニングを施すのが一般的である。
しかしながら、上部電極は６ｎｍと極めて薄いうえ、貴金属層を主体とするため下地との密着性が十分とは言えず、エッチングあるいはレジストの被着・除去の過程で上部電極の剥離やトンネル絶縁膜へのダメージが避けられなかった。
これに対して、リフトオフプロセスはパターン部にレジストが触ることがないため、前記した問題をある程度回避することが可能である。
しかしながら、リフトオフプロセスでは、現像に際してトンネル絶縁膜が現像液にさらされること、また、レジストの除去に際して有機溶媒や溶解したレジストの再付着が問題として残される。
このため出来上がったＭＩＭトンネルダイオード構造の電子源アレイの電子放出効率は、メタルマスク蒸着で作製した（ホトリソグラフィ技術を必要としない）単一素子に比べて１桁程度低下する現象がみられた。
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、ＭＩＭ型トンネルダイオード構造の電子源の性能を低下させることなく、ＭＩＭ型トンネルダイオード構造の電子源のアレイ化に必須となる上部電極のパターニングを行う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によって明らかにする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
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。
前記リフトオフプロセス等のホトリソグラフィ技術を使用することなく上部電極をパターニングするために、本発明では、上部電極の被着に際して、あらかじめ信号配線に沿った段差部を設け、この段差部を利用して上部電極を信号配線間で分離する。
即ち、本発明は、一対の基板と、枠部材とを有し、一対の基板と枠部材とで囲まれた空間が真空雰囲気とされる表示装置であって、前記一対の基板の一方の基板は、行（または列）方向に設けられる複数の走査電極と、列（または行）方向に設けられ、前記走査電極との交差部に開口部を有する複数の信号電極と、前記各信号電極毎に設けられ、前記開口部を覆う複数の上部電極と、前記開口部の前記各上部電極と前記各走査電極との間に設けられ、前記上部電極および前記走査電極とともにトンネルダイオード構造の電子源を構成する第１の絶縁膜とを有し、前記上部電極は、前記各信号電極に沿って設けられる段差部により、各信号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、前記段差部が、前記一方の基板上に設けられ、その内部に前記各信号電極が設けられる複数の溝で構成されることを特徴とする。
また、本発明は、前記段差部が、前記一方の基板上に設けられ、複数の溝を有するとともに、当該各溝の内部に前記各信号電極が設けられる第２の絶縁膜で構成されることを特徴とする。
また、本発明は、前記段差部が、前記複数の走査電極上に設けられ、複数の溝を有するとともに、当該溝の内部に前記各信号電極が設けられる第２の絶縁膜で構成されることを特徴とする。
また、本発明は、前記段差部が、前記各信号電極側面の段差部であることを特徴とする。
また、本発明は、前記各信号電極が、その側面に第３の絶縁膜を有することを特徴とする。
また、本発明は、一対の基板を製造する工程と、前記一対の基板を枠部材により封止・封着する工程とを有する表示装置の製造方法であって、前記一対の基板の一方の基板の製造工程は、基板上に、列（行）方向に複数の溝を形成する工程と、前記溝が形成された基板上に、行（または列）方向に複数の走査電極を形成する工程と、前記各走査電極上に、複数の第１の絶縁膜および第２の絶縁膜を形成する工程と、前記各溝内の前記基板および前記複数の走査電極上に、前記第１の絶縁膜が形成される領域に開口部を設けて、列（行）方向に複数の信号電極を形成する工程と、前記基板、前記複数の走査電極および前記複数の信号電極上に、前記複数の溝で構成される段差部により、各信号電極毎に電気的に分離された上部電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
また、本発明は、一対の基板を製造する工程と、前記一対の基板を枠部材により封止・封着する工程とを有する表示装置の製造方法であって、前記一対の基板の一方の基板の製造工程は、基板上に、列（行）方向に複数の溝を有する絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜が形成された基板上に、行（または列）方向に複数の走査電極を形成する工程と、前記各走査電極上に、複数の第１の絶縁膜および第２の絶縁膜を形成する工程と、前記各溝内の前記基板および前記複数の走査電極上に、前記第１の絶縁膜が形成される領域に開口部を設けて、列（行）方向に複数の信号電極を形成する工程と、前記基板、前記複数の走査電極および前記複数の信号電極上に、前記複数の溝で構成される段差部により、各信号電極毎に電気的に分離された上部電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００５】
また、本発明は、一対の基板を製造する工程と、前記一対の基板を枠部材により封止・封着する工程とを有する表示装置の製造方法であって、前記一対の基板の一方の基板の製造工程は、基板上に、行（または列）方向に複数の走査電極を形成する工程と、前記各走査電極上に、複数の第１の絶縁膜および第２の絶縁膜を形成する工程と、前記複数の走査電極が形成された基板上に、列（行）方向に複数の溝を有する絶縁膜を形成する工程と、前記各溝内の前記基板および前記複数の走査電極上に、前記第１の絶縁膜が形成される領域に開口部を設けて、列（行）方向に複数の信号電極を形成する工程と、前記基板、前記複数の走査電極および前記複数の信号電極上に、前記複数の溝で構成される段差部により、各信号電極毎に電気的に分離された上部電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
また、本発明は、一対の基板を製造する工程と、前記一対の基板を枠部材により封止・封着する工程とを有する表示装置の製造方法であって、前記一対の基板の一方の基板の製造工程は、基板上に、行（または列）方向に複数の走査電極を形成する工程と、前記各走査電極上に、複数の第１の絶縁膜および第２の絶縁膜を形成する工程と、前記基板および前記複数の走査電極上に、前記第１の絶縁膜が形成される領域に開口部を設けるとともに、その側面に急峻な段差部を設けて、列（行）方向に複数の信号電極を形成する工程と、前記基板、前記複数の走査電極および前記複数の信号電極に、前記各信号電極側面の段差部により、各信号電極毎に電気的に分離された上部電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図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］
（本発明が適用される表示装置の基本構造）
図１は、本発明が適用される平面型表示装置の基本構造を示す展開斜視図である。
図１に示す平面型表示装置は、その表面に、ＭＩＭ型トンネルダイオード構造の微小電子源アレイが形成されるＭＩＭ型電子源アレイ基板８と、ストライプ状の蛍光体が形成される蛍光表示板１１とが、枠ガラス兼スペーサ（本発明の枠部材）１０により対向配置されて構成される。
なお、同図において、９は排気管である。
図２は、図１に示すＭＩＭ型電子源アレイ基板８の一例の概略構成を示す図である。
図３は、図２に示すＡ−Ａ’線に沿った断面を示す要部断面図であり、ＭＩＭ型微小電子源の単一素子部分の構成を示す図である。
図２、図３に示すように、ＭＩＭ型電子源アレイ基板８は、ソーダガラス等の基板１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（本発明の走査電極）２と、下部電極２上に形成されるフィールド絶縁膜５およびトンネル絶縁膜６と、フィールド絶縁膜５およびトンネル絶縁膜６上に形成され、Ｙ方向に延びるストライプ状の信号配線（本発明の信号電極）３と、信号配線３上に形成される上部電極４とで構成される。
ここで、下部電極２と信号配線３とは、互いに略直交するように形成され、下部電極２と信号配線３とが重なる領域内の一部に電子放出部が形成され、図２に示すように、この電子放出部はマトリクス状に形成される。
この電子放出部は、信号配線３が除去され、上部電極４がトンネル絶縁膜６を介して下部電極２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微小電子源を構成する。
ここで、下部電極２は、例えば、ネオジム（以下、単に、Ｎｄと称する。）を２重量％含む厚さが３００ｎｍのアルミニウム（以下、単に、Ａｌと称する。）で形成される。
また、例えば、フィールド絶縁膜５およびトンネル絶縁膜６は、共に、Ａｌの陽極酸化膜（Ａｌ2Ｏ3）で形成されるが、その厚さは、例えば、フィールド絶縁膜５が１１０ｎｍ、トンネル絶縁膜６が５．５ｎｍとされる。
また、例えば、信号配線３は、厚さが１５０ｎｍのＡｌと、厚さが４５ｎｍのモリブデン（以下、単に、Ｍｏと称する。）との多層膜で形成され、上部電極２１６は、厚さが１ｎｍのイリジウム（以下、単に、Ｉｒと称する。）と、厚さが２ｎｍの白金（以下、単に、Ｐｔと称する。）と、厚さが３ｎｍの金（以下、単に、Ａｕと称する。）との多層膜で形成される。
【０００７】
図４は、図１に示す蛍光表示板１１の一例の概略構成を示す図である。
同図に示す蛍光表示板１１は、ソーダガラス等の基板２１上に、Ｙ方向に延びるストライプ状の赤、緑、青の蛍光体層から成る蛍光体ストライプ２２と、当該蛍光体ストライプ２２上に形成されるメタルバック（Ａｌ膜）膜２３とで構成される。
ここで、例えば、蛍光蛍光体ストライプ層２２のストライプピッチは０．１ｍｍである。
図４に示す蛍光表示板１１は、例えば、５５ｍｍ×７５ｍｍで厚さが３ｍｍのガラス板２１の表面に、赤、緑、青の蛍光体による繰り返しストライプパターン６００本（２００×３）を、フォトリソグラフィー技術により形成して、蛍光体ストライプ２２を形成し、その後、スパッタ法により、Ａｌの薄膜を形成してメタルバック層２３を形成する。
【０００８】
（本発明の実施の形態１の表示装置の特徴的構造）
図５は、本発明の実施の形態１の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板８の製造フローを示す図である。
本実施の形態では、素子を形成する基板１として、ソーダガラスもしくは熱酸化膜付きシリコン単結晶基板を使用する。
（一）工程１、２
基板１にホトレジストパターン３１ａを形成し、フッ酸系エッチング液（例えば、ＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：４）を用いて、信号配線３が収まるような溝３０を形成する。
（二）工程３
基板１にスパッタリングでＡｌ−Ｎｄ（２ａｔｍ％）合金３２を３００ｎｍ堆積し、下部電極２のホトレジストパターン３１ｂを形成する。
なお、ここで用いるＡｌ合金は、Ａｌ−Ｎｄ合金に限定されるものではなく、Ａｌと、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）あるいはクロム（Ｃｒ）等からなる合金であってもかまわない。
（三）工程４、５
燐酸系混酸ＰＡＮ（Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ：Ｈ：Ｈ2Ｏ＝１４：１：３：２）を用いてテーパ−形状加工を行い、下部電極２を形成した後、ホトレジストパターン３１ｂを除去する。
（四）工程６、７
後に、トンネル絶縁膜６を形成する部分をレジスト３１ｃでカバーする。
酒石酸アンモニウム水溶液とエチレングリコールとの混合液を電解液とし、下部電極２を陽極として陽極酸化を行い、厚いフィールド絶縁膜（層間絶縁膜）５を形成する。
ここで、陽極酸化条件は、定電流（電流密度３０μＡ／ｃｍ2）状態で電圧８０Ｖまで、その後定電圧状態で１時間行う。
【０００９】
（五）工程８
レジスト３１ｃを除去した後、前記と同じ電解液を用いて、トンネル絶縁膜（酸化膜）６を陽極酸化で形成する。
ここで、陽極酸化条件は、定電流（電流密度１０μＡ／ｃｍ2）状態で電圧４Ｖまで、その後定電圧状態で２時間行う。
（六）工程９、１０
信号配線用にスパッタリングでタングステン（Ｗ）膜３３を１５０ｎｍ形成し、信号配線用のホトレジストパターン３１ｄを形成する。
なお、信号配線３の材料としては、タングステン（Ｗ）に限定されるものではなく、例えば、Ａｌ合金とＭｏとの多層膜であってもよい。
（七）工程１１
燐酸系混酸Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ（６０％水溶液）：ＨＮＯ3＝３：５：２を用いてパターンを転写し、信号配線３を形成した後、ホトレジストパターン３１ｄを除去する。
（八）工程１２
上部電極４が不要な周辺の下部電極端子部をメタルマスクで覆った上で、スパッタリングでＩｒ（１ｎｍ）、Ｐｔ（２ｎｍ）、Ａｕ（３ｎｍ）の順に真空を破らずに連続成膜し、上部電極４を形成する。
【００１０】
完成した本実施の形態の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板８のＭＩＭ電子源の１素子分の断面構造を図６、図７に示す。
なお、図６は、図２に示すＢ−Ｂ’線に相当する線に沿った断面を示す断面図であり、図７は、図２に示すＣ−Ｃ’線に相当する線に沿った断面を示す断面図である。
図６、図７に示すように、本実施の形態では、被着された上部電極４は、基板１に設けた溝３０による段差構造により段切れを起こして、自動的に信号配線３毎に分離される。
このようにして作製された本実施の形態のＭＩＭ型微小電子源アレイ基板８、真空容器内で圧力１×１０~6ｔｏｒｒ下におき、下部電極２を接地し、信号配線３および上部電極４に＋８Ｖの電圧を印加したところ、上部電極４から電子放出が確認された。
この時、ＭＩＭ型微小電子源（即ち、ＭＩＭ型トンネルダイオード）の電流密度は０．４Ａ／ｃｍ2、放出電流密度は２．０ｍＡ／ｃｍ2であった。
この値はメタルマスクで作製した（即ち、ホトレジストを用いない）単一素子の電子放出性能と同じであった。
【００１１】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板８の製造フローを示す図である。
本実施の形態でも、素子を形成する基板１として、ソーダガラスもしくは熱酸化膜付きシリコン単結晶基板を使用する。
（一）工程１−３
基板１にスパッタリングにより絶縁膜（ＳｉＯ2膜）７を５００ｎｍ成膜後、ホトレジストパターン４１ａを形成し、それをマスクにフッ酸系エッチング液（例えば、ＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：４）を用いて、信号配線３が収まるような溝４０を形成する。
（二）工程４
基板１にスパッタリングでＡｌ−Ｎｄ（２ａｔｍ％）合金４２を３００ｎｍ堆積し、下部電極２のホトレジストパターン４１ｂを形成する。
なお、ここで用いるＡｌ合金は、Ａｌ−Ｎｄ合金に限定されるものではなく、Ａｌと、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）あるいはクロム（Ｃｒ）等からなる合金であってもかまわない。
（三）工程５−６
燐酸系混酸ＰＡＮ（Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ：Ｈ：Ｈ2Ｏ＝１４：１：３：２）を用いてテーパ−形状加工を行い、下部電極２を形成した後、ホトレジストパターン４１ｂを除去する。
（四）工程７、８
後にトンネル絶縁膜６を形成する部分をレジスト４１ｃでカバーする。
酒石酸アンモニウム水溶液とエチレングリコールとの混合液を電解液とし、下部電極２を陽極として陽極酸化を行い、厚いフィールド絶縁膜（層間絶縁膜）５を形成する。
陽極酸化条件は、定電流（電流密度３０μＡ／ｃｍ2）状態で電圧８０Ｖまで、その後定電圧状態で１時間行う。
（五）工程９
レジスト４１ｃを除去した後、前記と同じ電解液を用いて、トンネル絶縁膜（酸化膜）６を陽極酸化で形成する。
ここで、陽極酸化条件は、定電流（電流密度１０μＡ／ｃｍ2）状態で電圧４Ｖまで、その後定電圧状態で２時間行う。
（六）工程１０、１１
信号配線用にスパッタリングでタングステン（Ｗ）膜４３を１５０ｎｍ形成し、信号配線用のホトレジストパターン４１ｄを形成する。
（七）工程１２
燐酸系混酸Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ（６０％水溶液）：ＨＮＯ3＝３：５：２を用いてパターンを転写し、信号配線３を形成した後、ホトレジストパターン４１ｄを除去する。
（八）工程１３
上部電極４が不要な周辺の下部電極端子部をメタルマスクで覆った上で、スパッタリングでＩｒ（１ｎｍ）、Ｐｔ（２ｎｍ）、Ａｕ（３ｎｍ）の順に真空を破らずに連続成膜し、上部電極４を形成する。
完成した本実施の形態の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板８のＭＩＭ電子源の１素子分の断面構造を図９に示す。
なお、図９は、図２に示すＢ−Ｂ’線に相当する線に沿った断面を示す断面図である。
図９に示すように、本実施の形態では、被着された上部電極４は、絶縁膜７で形成された溝４０による段差構造により段切れを起こして、自動的に信号配線３毎に分離される。
このようにして作製された本実施の形態のＭＩＭ型微小電子源アレイ基板８、真空容器内で圧力１×１０~6ｔｏｒｒ下におき、下部電極２を接地し、信号配線３および上部電極４に＋８Ｖの電圧を印加したところ、上部電極４から電子放出が確認された。
この時、ＭＩＭ型微小電子源（即ち、ＭＩＭ型トンネルダイオード）の電流密度は０．４Ａ／ｃｍ2、放出電流密度は２．０ｍＡ／ｃｍ2であった。
この値はメタルマスクで作製した（即ち、ホトレジストを用いない）単一素子の電子放出性能と同じであった。
【００１２】
［実施の形態３］
図１０は、本発明の実施の形態３の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板８の製造フローを示す図である。
本実施の形態でも、素子を形成する基板１として、ソーダガラスもしくは熱酸化膜付きシリコン単結晶基板を使用する。
（一）工程１−２
基板１にスパッタリングでＡｌ−Ｎｄ（２ａｔｍ％）合金５２を３００ｎｍ堆積し、下部電極２のホトレジストパターン５１ａを形成する。
なお、ここで用いるＡｌ合金は、Ａｌ−Ｎｄ合金に限定されるものではなく、Ａｌと、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）あるいはクロム（Ｃｒ）等からなる合金であってもかまわない。
（二）工程３
燐酸系混酸ＰＡＮ（Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ：Ｈ：Ｈ2Ｏ＝１４：１：３：２）を用いテーパ−形状加工を行い、下部電極２を形成した後、ホトレジストパターン４１ｂを除去する。
（三）工程４、５
後にトンネル絶縁膜６を形成する部分をレジスト５１ｂでカバーする。
酒石酸アンモニウム水溶液とエチレングリコールとの混合液を電解液とし、下部電極２を陽極として陽極酸化を行い、厚いフィールド絶縁膜（層間絶縁膜）５を形成する。
陽極酸化条件は、定電流（電流密度３０μＡ／ｃｍ2）状態で電圧８０Ｖまで、その後定電圧状態で１時間行う。
【００１３】
（四）工程６
レジスト５１ｂを除去した後、前記と同じ電解液を用いて、トンネル絶縁膜（酸化膜）６を陽極酸化で形成する。
ここで、陽極酸化条件は、定電流（電流密度１０μＡ／ｃｍ2）状態で電圧４Ｖまで、その後定電圧状態で２時間行う。
（五）工程７−９
スパッタリングにより絶縁膜（ＳｉＯ2膜）７を５００ｎｍ成膜後、ホトレジストパターン５１ｃを形成し、それをマスクにフッ酸系エッチング液（例えば、ＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：４）を用いて信号配線３が収まるような溝５０を形成する。
（六）工程１０、１１
信号配線用にスパッタリングでタングステン（Ｗ）膜５３を１５０ｎｍ形成し、信号配線用のホトレジストパターン５１ｄを形成する。
（七）工程１２
燐酸系混酸Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ（６０％水溶液）：ＨＮＯ3＝３：５：２を用いパターンを転写し、信号配線３を形成した後、ホトレジストパターン５１ｄを除去する。
（八）工程１３
上部電極４が不要な周辺の下部電極端子部をメタルマスクで覆った上で、スパッタリングでＩｒ（１ｎｍ）、Ｐｔ（２ｎｍ）、Ａｕ（３ｎｍ）の順に真空を破らずに連続成膜し、上部電極４を形成する。
【００１４】
完成した本実施の形態の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板８のＭＩＭ電子源の１素子分の断面構造を図１１に示す。
なお、図１１は、図２に示すＢ−Ｂ’線に相当する線に沿った断面を示す断面図である。
図１１に示すように、本実施の形態では、被着された上部電極４は、絶縁膜７で形成される溝５０による段差構造により段切れを起こして、自動的に信号配線３毎に分離される。
このようにして作製された本実施の形態のＭＩＭ型微小電子源アレイ基板８を、真空容器内で圧力１×１０~6ｔｏｒｒ下におき、下部電極２を接地し、信号配線３および上部電極４に＋８Ｖの電圧を印加したところ、上部電極４から電子放出が確認された。
この時、ＭＩＭ型微小電子源（即ち、ＭＩＭ型トンネルダイオード）の電流密度は０．４Ａ／ｃｍ2、放出電流密度は２．０ｍＡ／ｃｍ2であった。
この値はメタルマスクで作製した（即ちホトレジストを用いない）単一素子の電子放出性能と同じであった。
【００１５】
［実施の形態４］
図１２は、本発明の実施の形態４の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板８の製造フローを示す図である。
本実施の形態でも、素子を形成する基板１として、ソーダガラスもしくは熱酸化膜付きシリコン単結晶基板を使用する。
（一）工程１、２
基板１にスバッタリグでＡｌ−Ｎｄ（２ａｔｍ％）合金６２を３００ｎｍ堆積し、下部電極２のホトレジストパターン６１ａを形成する。
なお、ここで用いるＡｌ合金は、Ａｌ−Ｎｄ合金に限定されるものではなく、Ａｌと、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）あるいはクロム（Ｃｒ）等からなる合金であってもかまわない。
（二）工程３
燐酸系混酸ＰＡＮ（Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ：Ｈ：Ｈ2０＝１４：１：３：２）を用いてテーパ−形状加工を行い、下部電極２を形成した後、ホトレジストパターン６１ａを除去する。
（三）工程４、５
後にトンネル絶縁膜６を形成する部分をレジスト６１ｂでカバーする。
酒石酸アンモニウム水溶液とエチレングリコールとの混合液を電解液とし、下部電極２を陽極として陽極酸化を行い、厚いフィールド絶縁膜（層間絶縁膜）５を形成する。
陽極酸化条件は、定電流（電流密度３０μＡ／ｃｍ2）状態で電圧８０Ｖまで、その後定電圧状態で１時間行う。
（四）工程６
レジスト６１ｂを除去した後、前記と同じ電解液を用いて、トンネル絶縁膜（酸化膜）６を陽極酸化で形成する。
ここで、陽極酸化条件は、定電流（電流密度１０μＡ／ｃｍ2）状態で電圧４Ｖまで、その定電圧状態で２時間行う。
（五）工程７、８
信号配線用にスパッタリングで前記Ａｌ合金膜６３を１５０ｎｍ形成し、信号配線３を分離するためのホトレジストパターン６１ｃを形成する。
【００１６】
（六）工程９、１０
燐酸系混酸Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＣＯＯＨ（６０％水溶液）：ＨＮＯ3＝３：５：２を用いパターンを転写し、信号配線３を形成する。
この時、信号配線３の側面の加工段差は急唆な形状とする。
続いて、ホトレジストパターン６１ｃをつけたまま、前記工程５と同じ条件で陽極酸化を施し、信号配線３の側面に層間絶縁膜６４を形成する。
（七）工程１１、１２
ホトレジストパターン６１ｃを除去した後、信号配線３に開口部（カソード（電子放出部）となる部分）を形成するためのホトレジストパターン６１ｄを形成する。
【００１７】
（八）工程１３、１４
前記工程３と同じ条件でテーパ−形状加工を行い、信号配線３に開口部を形成した後、ホトレジストパターン６１ｄを除去する。
（九）工程１５
上部電極４が不要な周辺の下部電極端子部をメタルマスクで覆った上で、スバッタリングでＩｒ（１ｎｍ）、Ｐｔ（２ｎｍ）、Ａｕ（３ｎｍ）の順に真空を破らずに連続成摸し、上部電極４を形成する。
【００１８】
完成した本実施の形態の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板８のＭＩＭ電子源の１素子分の断面構造を図１３に示す。
なお、図１３は、図２に示すＢ−Ｂ’線に相当する線に沿った断面を示す断面図である。
図１３に示すように、本実施の形態では、被着された上部電極４は、信号配線３自身の段差構造により段切れを起こして、自動的に信号配線３毎に分離される。
このようにして作製された本実施の形態のＭＩＭ型微小電子源アレイ基板８を、真空容器内で圧力１×１０~6ｔｏｒｒ下におき、下部電極２を接地し、信号配線３およぎ上部電極４に＋８Ｖの電圧を印加したところ、上部電極４から電子放出が確認された。
【００１９】
この時、ＭＩＭ型微小電子源（即ち、ＭＩＭ型トンネルダイオード）の電流密度は０．４Ａ／ｃｍ2、放出電流密度は２．０ｍＡ／ｃｍ2であった。
この値はメタルマスクで作製した（即ち、ホトレジストを用いない）単一素子の電子放出性能と同じであった。
【００２０】
［実施の形態５］
前記実施の形態１ないし４で作成されたＭＩＭ電子源アレイ基板８は、別途作製された蛍光表示板１１と封着・封止工程を経て一体化されて表示装置とされる。
以下、封着・封止工程について説明する。
まず、封着工程では、ＭＩＭ電子源アレイ基板８に、ガラスペーストを使って枠ガラス兼スペーサ１０、蛍光表示板１１および排気管９が取り付けられ真空容器ができあがる。
この時、ガラスペーストの焼結条件は、大気中、４００℃、１０分であった。続いて、表示装置は、油拡散ポンプ（ＤＰ）により排気しながら３００℃で焼きだしが行なわれ、到達真空度が５×１０~7ｔｏｒｒの時点で排気管９が切り離された。
完成した表示装置の表示実験を、以下の条件で行った。
即ち、ＭＩＭ電子源アレイ基板８の駆動方式はプログレッシブモードで行った。
この駆動方式では、選択された画素において、下部電極２には−３．０Ｖの走査電圧パルスが、同じく信号配線３および上部電極４には４．５Ｖのデータ電圧パルスがそれぞれ印加され、電子放出が起きる。
この場合に、他の非選択画素においては、どちらか一方のパルスしか印加されないため、極めて僅かな電子放出が起きるのみとなる。
放出された電子は、蛍光表示板１１との間（ギャップ＝２ｍｍ）に印加された３ｋＶの直流バイアスにより加速され蛍光体ストライプ２２に達して発光にいたる。
この表示実験により良好な表示画像を得る事ができた。
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。
【００２１】
【発明の効果】
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）本発明によれば、リフトオフプロセス等のホトリソグラフィ技術を用いることなく、ＭＩＭ型トンネルダイオード構造の電子源の上部電極のパターニングを行うことが可能となる。
（２）本発明によれば、エッチングまたはホトレジストの被着・現像・除去に係わる上部電極やトンネル絶縁膜への汚染・ダメージがなくなるので、ＭＩＭ型トンネルダイオード構造の電子源アレイの性能・寿命を大幅に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される平面型表示装置の基本構造を示す展開斜視図である。
【図２】図１に示すＭＩＭ型電子源アレイ基板の一例の概略構成を示す模式図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ’線に沿った断面を示す要部断面図である。
【図４】図１に示す蛍光表示板の一例の概略構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板の作製フローを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１の表示装置における、図２に示すＢ−Ｂ’線に相当する線に沿った断面を示す要部断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の表示装置における、図２に示すＣ−Ｃ’線に相当する線に沿った断面を示す要部断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板の作製フローを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２の表示装置における、図２に示すＢ−Ｂ’線に相当する線に沿った断面を示す要部断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板の作製フローを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の表示装置における、図２に示すＢ−Ｂ’線に相当する線に沿った断面を示す要部断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４の表示装置のＭＩＭ型電子源アレイ基板の作製フローを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４の表示装置における、図２に示すＢ−Ｂ’線に相当する線に沿った断面を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１，２１…基板、２…走査線列、３…信号配線、４…上部電極、５，７，６４…絶縁膜、６…トンネル絶縁膜、８…ＭＩＭ型電子源アレイ基板、９…排気管、１０…枠ガラス兼スペーサ、１１…蛍光表示板、２２…蛍光体ストライプ、２３…蛍光体ストライプ、３０，４０，５０…溝、３１ａ〜３１ｄ，４１ａ〜４１ｄ，５１ａ〜５１ｄ，６１ａ〜６１ｄ…レジスト、３２，４２，５２，６２，６３…Ａｌ−Ｎｄ合金膜、３３，４３，５３…タングステン膜。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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