(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成され配列された、各々が下部電極、前記下部電極上に形成された金属又は半導体からなる電子供給層、前記電子供給層上に形成された絶縁体層、および、前記絶縁体層上に形成された上部電極からなりかつ各々が独立して隣接する、複数の電子放出素子からなる電子放出素子アレイの製造方法であって、
前記基板上にストライプ状またはマトリクス状の前記下部電極を形成する過程と、
前記下部電極上に前記電子供給層を形成する過程と、
前記基板上の前記下部電極および前記電子供給層が形成されていない部分に第１の絶縁性保護膜を形成する過程と、
前記電子供給層上に前記絶縁体層を形成する過程と、
前記第１の絶縁性保護膜および前記絶縁体層の一部上に架設されるように第２の絶縁性保護膜を形成する過程と、
前記第２の絶縁性保護膜に沿ってその一部上にバス電極を形成する過程と、
各々が前記絶縁体層および前記バス電極の一部上を被うように、前記バス電極、前記第２の絶縁性保護膜および前記絶縁体層を掛け渡されて、前記バス電極に電気的に接続された前記上部電極を形成する過程と、を含み、
前記第１の絶縁性保護膜を形成する過程において、前記第１の絶縁性保護膜の前記基板からの高さが前記下部電極および電子供給層の前記基板からの高さの合計以上かつ前記基板から前記絶縁体層の上面の高さ以下で、前記第１の絶縁性保護膜を、形成することを特徴とする電子放出素子アレイの製造方法。
【請求項２】
基板に形成され配列された、各々が下部電極、前記下部電極上に形成された金属又は半導体からなる電子供給層、前記電子供給層上に形成された絶縁体層、および、前記絶縁体層上に形成された上部電極からなりかつ各々が独立して隣接する、複数の電子放出素子からなる電子放出素子アレイであって、
前記隣接する電子放出素子の間の前記基板上の前記下部電極および前記電子供給層が形成されていない部分に形成され、かつ、前記基板からの高さが、前記下部電極および電子供給層の前記基板からの高さの合計以上かつ前記基板から前記絶縁体層の上面の高さ以下である第１の絶縁性保護膜を有すること、
前記第１の絶縁性保護膜および前記絶縁体層の一部上に架設されるように形成された第２の絶縁性保護膜を有すること、並びに、
前記第２の絶縁性保護膜に沿ってその一部上に形成されたバス電極を有しかつ、各々が前記絶縁体層および前記バス電極の一部上を被うように、前記バス電極、前記第２の絶縁性保護膜および前記絶縁体層を掛け渡されて形成された、前記バス電極に電気的に接続された前記上部電極を有すること、を特徴とする電子放出素子アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子に関し、特に電子放出素子の複数を例えばマトリクス状などの画像表示配列にした電子放出素子フラットパネル表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子放出素子フラットパネル表示装置のＦＥＤ（field emission display）が、陰極の加熱を必要としない冷陰極の電子放出源のアレイを備えた平面形発光表示装置として知られている。次世代の超大型表示装置としてはＦＥＤを用いたフラットパネル表示装置のユニット化が要求されている。ＦＥＤの電子放出源の電子放出素子として金属−絶縁体−半導体（ＭＩＳ）又は金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）構造のものがある。
【０００３】
ＭＩＳ構造の電子放出素子は、図１に示すように、最表面の金属薄膜電極である上部電極１５を正電位Ｖｄとし背面基板１０側のオーミック電極である下部電極１１を接地電位としたダイオード構造を有している。下部電極１１と上部電極１５との間に電圧Ｖｄを印加し電子供給層１２に電子を注入すると、電子は、上部電極１５側に向けて絶縁体層１３内を移動する。ダイオード電流Ｉｄが流れ、絶縁体層１３は高抵抗であるので、印加電界の大部分は絶縁体層１３にかかる。上部電極１５付近に達した電子は、そこで強電界により一部は上部電極１５を通過し、外部の真空中に放出される。電子放出素子の上部電極１５から放出された電子ｅ（放出電流Ｉｅ）は、対向した前面基板１に設けられたコレクタ電極（透明電極）２に印加された高い加速電圧Ｖｃによって加速され、コレクタ電極２に集められる。コレクタ電極２に蛍光体が塗布されていれば対応する可視光を発光する。
【０００４】
上部及び下部電極が直交するマトリクス状に形成されたマトリクス型表示装置パネルにおいて、ＭＩＳ（ＭＩＭ）構造の複数の電子放出素子は上部及び下部電極の交差する部位にて、それぞれ基板上に下部電極／半導体（又は金属）の電子供給層／絶縁体層／上部電極が順に形成されている構造である。上部電極は薄い金属膜で形成され、絶縁体層から電子を取り出す必要性から電子の平均自由工程を考慮して極力薄くしなければならず、その厚さは数〜数十ｎｍである。この薄い上部電極は、積層された下部電極、電子供給層及び絶縁体層に起因する段差部分を跨いで形成される。この段差部分で上部電極膜厚が不均一に薄くなり、高抵抗化による電界の不均一を生じて上部電極の破壊が起こる欠点があった。
【０００５】
かかる欠点を解消するために、特開平１１−１２０８９８号公報では、図２に示されるような、電子放出部以外の下部電極１１表面周囲に絶縁性保護膜を形成し、絶縁性保護膜上及び背面基板１０上にバス電極を形成するＭＩＭ構造が提案されている。しかしながら、上記構造の電子源は隣接する電子放出部の間（背面基板部上）に絶縁性保護膜が無いため、各層の膜厚が厚い場合、特に、絶縁体層の膜厚が厚い場合において各素子による合計段差の低減が不十分であり、やはりバス電極段差部の高抵抗化による電界の不均一を生じてバス電極の破壊が発生する。
【０００６】
また、電子放出部間は背面基板１０が露出しているため、背面基板１０とバス電極１６接接触する。前面基板１と背面基板１０を封止する際に表示装置パネルは高温下に長時間放置されるので、たとえば背面基板１０がガラス基板であると、基板からアルカリ成分が析出し、上部電極１５と基板が直接接触しているために上部電極１５とそのアルカリ成分が反応してマイグレーションや電極腐食が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１２０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さらに、電子放出素子フラットパネル表示装置として、特開平１１−１８５６７５号公報開示の装置が提案されている。この装置の素子部においては、上部金属薄膜電極の上にバス電極が直接接触する構成であって、バス電極が上部金属薄膜電極に比べ、低抵抗なためにその部分に電界が生じ易くなり、本来電界をかけなければならない上部金属薄膜電極の電子放出部に電界が弱くなるという問題がある。
【０００９】
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、劣化が少なく安定して電子放出することのできる電子放出素子アレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電子放出素子アレイの製造方法は、基板に形成され配列された、各々が下部電極、前記下部電極上に形成された金属又は半導体からなる電子供給層、前記電子供給層上に形成された絶縁体層、および、前記絶縁体層上に形成された上部電極からなりかつ各々が独立して隣接する、複数の電子放出素子からなる電子放出素子アレイの製造方法であって、
前記基板上にストライプ状またはマトリクス状の前記下部電極を形成する過程と、
前記下部電極上に前記電子供給層を形成する過程と、
前記基板上の前記下部電極および前記電子供給層が形成されていない部分に第１の絶縁性保護膜を形成する過程と、
前記電子供給層上に前記絶縁体層を形成する過程と、
前記第１の絶縁性保護膜および前記絶縁体層の上に架設されるように第２の絶縁性保護膜を形成する過程と、
前記第２の絶縁性保護膜上に、前記上部電極を電気的に接続する複数のバス電極を形成する過程と、を含み、
前記第１の絶縁性保護膜を形成する過程において、前記第１の絶縁性保護膜の前記基板からの高さが前記下部電極および電子供給層の前記基板からの高さの合計以上かつ前記基板から前記絶縁体層の上面の高さ以下で、前記第１の絶縁性保護膜を、形成することを特徴とする。
【００１１】
本発明の電子放出素子アレイは、基板に形成され配列された、各々が下部電極、前記下部電極上に形成された金属又は半導体からなる電子供給層、前記電子供給層上に形成された絶縁体層、および、前記絶縁体層上に形成された上部電極からなりかつ各々が独立して隣接する、複数の電子放出素子からなる電子放出素子アレイであって、
前記隣接する電子放出素子の間の前記基板上の前記下部電極および前記電子供給層が形成されていない部分に形成され、かつ、前記基板からの高さが、前記下部電極および電子供給層の前記基板からの高さの合計以上かつ前記基板から前記絶縁体層の上面の高さ以下である第１の絶縁性保護膜を有すること、
前記第１の絶縁性保護膜および前記絶縁体層の上に架設されるように形成された第２の絶縁性保護膜を有すること、並びに、
前記第２の絶縁性保護膜上に形成され、かつ、前記上部電極を電気的に接続する複数のバス電極を有すること、を特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電子放出素子を説明するための概略断面図。
【図２】電子放出素子を示す概略部分斜視図。
【図３】本発明による電子放出素子フラットパネル表示装置の概略部分拡大斜視図。
【図４】本発明による実施例の電子放出素子フラットパネル表示装置製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図５】本発明による実施例の電子放出素子フラットパネル表示装置製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図６】本発明による実施例の電子放出素子フラットパネル表示装置製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図７】本発明による実施例の電子放出素子フラットパネル表示装置における隔壁の概略部分拡大断面図。
【図８】本発明による実施例の電子放出素子フラットパネル表示装置製造工程における基板の概略部分断面図。
【図９】本発明による実施例の電子放出素子フラットパネル表示装置における隔壁の概略部分拡大断面図。
【図１０】本発明による実施例の電子放出素子フラットパネル表示装置製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図１１】本発明による他の実施例の電子放出素子フラットパネル表示装置製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図１２】本発明の参考例の電子放出素子フラットパネル表示装置製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図１３】本発明による他の実施例の電子放出素子フラットパネル表示装置の概略部分拡大斜視図。
【図１４】本発明による実施例の電子放出素子フラットパネル表示装置における駆動電圧と素子電流及びエミッション電流との電気特性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明による実施例の電子放出素子を用いたフラットパネル表示装置を図面を参照しつつ説明する。図３に示すように、電子放出素子のフラットパネル表示装置は、真空空間４を挾み互いに対向する一対の背面基板１０及び透光性の前面基板１とを備えている。背面基板１０の真空空間側の表面に複数の電子放出素子Ｓが形成されている。各電子放出素子Ｓは下部電極１１上に順に積層形成された電子供給層１２、絶縁体層１３及び上部電極１５からなる。電子放出素子Ｓは、真空空間に面する上部電極１５がマトリクスアレイとなるように背面基板１０上に配列されている。
【００１７】
前面基板１はその内面にインジウム錫酸化物（いわゆるＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などからなるコレクタ電極２を有し、背面基板１０の電子放出素子Ｓから発っした電子を受ける。透明コレクタ電極２の上に蛍光体３Ｒ，Ｇ，Ｂが塗布されている。このように、本発明の電子放出素子フラットパネル表示装置の発光パネル部分は透光性の前面基板１と、真空空間４を挾み対向し内面に複数の電子放出素子Ｓを有する背面基板１０の一対からなる。これら一対の背面及び前面基板１０，１は真空空間４を挾んで絶縁性スペーサＲＲなどで保持され、封止されている。
【００１８】
図３に示すように、電子放出素子フラットパネル表示装置は、各々が独立して隣接する上部電極１５を電気的に接続する複数のバス電極１６を有している。図４に示すように、バス電極１６は第２絶縁性保護膜１７ｂ上に形成されている。絶縁性保護膜は、バス電極１６と背面基板１０との間に設けられた第１絶縁性保護膜１７ａと、バス電極１６と絶縁体層１３及びバス電極１６と第１絶縁保護膜１７ａとの間の第２絶縁性保護膜１７ｂと、からなる。第１及び第２絶縁性保護膜１７ａ、１７ｂは互いに直交している。
【００１９】
図４に示すように、絶縁体層１３上に形成されている上部電極１５は、絶縁体層の平坦部分にのみサブピクセル毎に離間して形成される。上部電極１５を形成する際、上部電極自体をストライプ状とすることなく均一な膜厚で絶縁体層１３の平坦面上に形成される。それゆえに駆動時の電界が均一になる。各上部電極１５の接続部分（段差部分）は十分厚いバス電極１６上に形成される。バス電極１６で隣接素子の上部電極１５が接続されている。下部電極／半導体の電子供給層／絶縁体層の厚さにより生じる段差部分には、バス電極１６が交差する形で形成されているが、バス電極１６の下には第１絶縁性保護膜１７ａが設けられているので、下部電極１１、半導体の電子供給層１２との短絡が防止される。バス電極１６の厚さはパネルサイズに対して抵抗値で問題が無い範囲であれば良く、膜厚０．１〜５０μｍが有効である。バス電極１６下の第１絶縁性保護膜１７ａは画素部の絶縁体層１３を形成する前でも、後でも設けることができる。第１絶縁性保護膜１７ａにより、段差による損傷をバス電極１６に与えない素子構造を達成できる。
【００２０】
バス電極材料にはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒを用いたが、特にこの材料にこだわる必要はなく、Ｐｔ，Ａｕ，Ｗ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ａｌ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｌｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕなどの金属単体もしくはその化合物もしくは積層でも良い。
【００２１】
また、バス電極は図示のように上部電極１５（画素部）の一端に接触するように形成するだけでなく、上部電極１５を囲むように形成しても良く、バス電極１６下の第２絶縁性保護膜も同様に上部電極１５を囲むように形成しても良い。第１及び第２絶縁性保護膜１７ａ，１７ｂの材料は例えば、酸化珪素ＳｉＯｘ（ｘは原子比を示す）であるが、ＬｉＯｘ，ＬｉＮｘ，ＮａＯｘ，ＫＯｘ，ＲｂＯｘ，ＣｓＯｘ，ＢｅＯｘ，ＭｇＯｘ，ＭｇＮｘ，ＣａＯｘ，ＣａＮｘ，ＳｒＯｘ，ＢａＯｘ，ＳｃＯｘ，ＹＯｘ，ＹＮｘ，ＬａＯｘ，ＬａＮｘ，ＣｅＯｘ，ＰｒＯｘ，ＮｄＯｘ，ＳｍＯｘ，ＥｕＯｘ，ＧｄＯｘ，ＴｂＯｘ，ＤｙＯｘ，ＨｏＯｘ，ＥｒＯｘ，ＴｍＯｘ，ＹｂＯｘ，ＬｕＯｘ，ＴｉＯｘ，ＴｉＮｘ，ＺｒＯｘ，ＺｒＮｘ，ＨｆＯｘ，ＨｆＮｘ，ＴｈＯｘ，ＶＯｘ，ＶＮｘ，ＮｂＯｘ，ＮｂＮｘ，ＴａＯｘ，ＴａＮｘ，ＣｒＯｘ，ＣｒＮｘ，ＭｏＯｘ，ＭｏＮｘ，ＷＯｘ，ＷＮｘ，ＭｎＯｘ，ＲｅＯｘ，ＦｅＯｘ，ＦｅＮｘ，ＲｕＯｘ，ＯｓＯｘ，ＣｏＯｘ，ＲｈＯｘ，ＩｒＯｘ，ＮｉＯｘ，ＰｄＯｘ，ＰｔＯｘ，ＣｕＯｘ，ＣｕＮｘ，ＡｇＯｘ，ＡｕＯｘ，ＺｎＯｘ，ＣｄＯｘ，ＨｇＯｘ，ＢＯｘ，ＢＮｘ，ＡｌＯｘ，ＡｌＮｘ，ＧａＯｘ，ＧａＮｘ，ＩｎＯｘ，ＴｉＯｘ，ＴｉＮｘ，ＳｉＮｘ，ＧｅＯｘ，ＳｎＯｘ，ＰｂＯｘ，ＰＯｘ，ＰＮｘ，ＡｓＯｘ，ＳｂＯｘ，ＳｅＯｘ，ＴｅＯｘなどの金属酸化物又は金属窒化物でもよい。
【００２２】
また、ＬｉＡｌＯ２，Ｌｉ２ＳｉＯ３，Ｌｉ２ＴｉＯ３，Ｎａ２Ａｌ２２Ｏ３４，ＮａＦｅＯ２，Ｎａ４ＳｉＯ４，Ｋ２ＳｉＯ３，Ｋ２ＴｉＯ３，Ｋ２ＷＯ４，Ｒｂ２ＣｒＯ４，ＣＳ２ＣｒＯ４，ＭｇＡｌ２Ｏ４，ＭｇＦｅ２Ｏ４，ＭｇＴｉＯ３，ＣａＴｉＯ３，ＣａＷＯ４，ＣａＺｒＯ３，ＳｒＦｅ１２Ｏ１９，ＳｒＴｉＯ３，ＳｒＺｒＯ３，ＢａＡｌ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ１９，ＢａＴｉＯ３，Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２，Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２，ＬａＦｅＯ３，Ｌａ３Ｆｅ５Ｏ１２，Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７，ＣｅＳｎＯ４，ＣｅＴｉＯ４，Ｓｍ３Ｆｅ５Ｏ１２，ＥｕＦｅＯ３，Ｅｕ３Ｆｅ５Ｏ１２，ＧｄＦｅＯ３，Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２，ＤｙＦｅＯ３，Ｄｙ３Ｆｅ５Ｏ１２，ＨｏＦｅＯ３，Ｈｏ３Ｆｅ５Ｏ１２，ＥｒＦｅＯ３，Ｅｒ３Ｆｅ５Ｏ１２，Ｔｍ３Ｆｅ５Ｏ１２，ＬｕＦｅＯ３，Ｌｕ３Ｆｅ５Ｏ１２，ＮｉＴｉＯ３，Ａｌ２ＴｉＯ３，ＦｅＴｉＯ３，ＢａＺｒＯ３，ＬｉＺｒＯ３，ＭｇＺｒＯ３，ＨｆＴｉＯ４，ＮＨ４ＶＯ３，ＡｇＶＯ３，ＬｉＶＯ３，ＢａＮｂ２Ｏ６，ＮａＮｂＯ３，ＳｒＮｂ２Ｏ６，ＫＴａＯ３，ＮａＴａＯ３，ＳｒＴａ２Ｏ６，ＣｕＣｒ２Ｏ４，Ａｇ２ＣｒＯ４，ＢａＣｒＯ４，Ｋ２ＭｏＯ４，Ｎａ２ＭｏＯ４，ＮｉＭｏＯ４，ＢａＷＯ４，Ｎａ２ＷＯ４，ＳｒＷＯ４，ＭｎＣｒ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＴｉＯ３，ＭｎＷＯ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ZｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＷＯ４，ＣｏＭｏＯ４，ＣｏＴｉＯ３，ＣｏＷＯ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＮｉＷＯ４，ＣｕＦｅ２Ｏ４，ＣｕＭｏＯ４，ＣｕＴｉＯ３，ＣｕＷＯ４，Ａｇ２ＭｏＯ４，Ａｇ２ＷＯ４，ＺｎＡｌ２Ｏ４，ＺｎＭｏＯ４，ＺｎＷＯ４，ＣｄＳｎＯ３，ＣｄＴｉＯ３，ＣｄＭｏＯ４，ＣｄＷＯ４，ＮａＡｌＯ２，ＭｇＡｌ２Ｏ４，ＳｒＡｌ２Ｏ４，Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２，ＩｎＦｅＯ３，ＭｇＩｎ２Ｏ４，Ａｌ２ＴｉＯ５，ＦｅＴｉＯ３，ＭｇＴｉＯ３，Ｎａ２ＳｉＯ３，ＣａＳｉＯ３，ＺｒＳｉＯ４，Ｋ２ＧｅＯ３，Ｌｉ２ＧｅＯ３，Ｎａ２ＧｅＯ３，Ｂｉ２Ｓｎ３Ｏ９，ＭｇＳｎＯ３，ＳｒＳｎＯ３，ＰｂＳｉＯ３，ＰｂＭｏＯ４，ＰｂＴｉＯ３，ＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３，ＣｕＳｅＯ４，Ｎａ２ＳｅＯ３，ＺｎＳｅＯ３，Ｋ２ＴｅＯ３，Ｋ２ＴｅＯ４，Ｎａ２ＴｅＯ３，Ｎａ２ＴｅＯ４などの金属複合酸化物、ＦｅＳ，Ａｌ２Ｓ３，ＭｇＳ，ＺｎＳなどの硫化物、ＬｉＦ，ＭｇＦ２，ＳｍＦ３などのフッ化物、ＨｇＣｌ，ＦｅＣｌ２，ＣｒＣｌ３などの塩化物、ＡｇＢｒ，ＣｕＢｒ，ＭｎＢｒ２などの臭化物、ＰｂＩ２，ＣｕＩ，ＦｅＩ２などのヨウ化物、又は、ＳｉＡｌＯＮなどの金属酸化窒化物でも絶縁体層１３の誘電体材料として有効である。
【００２３】
背面基板１０の材料はガラスの他に、Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４、ＢＮなどのセラミックスなどが用いられる。下部電極１１の材料はＣｒ／Ｃｕ／Cｒを用いたが、特にこの材料にこだわる必要はなく、Ｐｔ，Ａｕ，Ｗ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ａｌ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｌｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕなどの金属単体もしくは積層もしくはその化合物などが用いられる。電子放出側の上部電極１５の材料としてはＰｔ，Ａｕ，Ｗ，Ｒｕ，Ｉｒなどの金属が有効であるが、Ａｌ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｌｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕなども用いられ得る。
【００２４】
電子放出素子の電子供給層１２の材料としてはアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や、ａ−Ｓｉのダンリングボンドを水素（Ｈ）で終結させた水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、さらにＳｉの一部を炭素（Ｃ）で置換した水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）が有効であるが、Ｓｉの一部を窒素（Ｎ）で置換した水素化アモルファスシリコンナイトライド（ａ−ＳｉＮ：Ｈ）などの化合物半導体も用いられ、ホウ素、アンチモンをドープしたシリコンも用いられ得る。
【００２５】
絶縁体層１３の誘電体材料としては、ＳｉＯｘを用いたが、上記第１及び第２絶縁性保護膜１７ａ，１７ｂの材料の金属酸化物又は金属窒化物、金属複合酸化物、硫化物、ハロゲン化物、金属酸化窒化物も有効である。さらに、絶縁体層１３の誘電体材料としてダイヤモンド，フラーレン（Ｃ２ｎ），カーボンナノチューブなどの炭素、或いは、Ａｌ４Ｃ３，Ｂ４Ｃ，ＣａＣ２，Ｃｒ３Ｃ２，Ｍｏ２Ｃ，ＭｏＣ，ＮｂＣ，ＳｉＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＶＣ，Ｗ２Ｃ，ＷＣ，ＺｒＣなどの金属炭化物も有効である。なお、フラーレン（Ｃ２ｎ）は炭素原子だけからなりＣ６０に代表される球面籠状分子でＣ３２〜Ｃ９６０などがあり、また、上式中、Ｏｘ，Ｎｘのｘは原子比を表す。また。絶縁体層の厚さは、５０ｎｍ以上、好ましくは１００〜１０００ｎｍ程度である。
【００２６】
またこれら薄膜の成膜法としては、スパッタリング法が特に有効であるが、真空蒸着法、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法、レーザアブレーション法、ＭＢＥ（molecular beam epitaxy）法、イオンビームスパッタリング法でも有効である。次に、電子放出素子フラットパネル表示装置の製造工程を説明する。
【００２７】
図５に示すように、洗浄したガラス基板１０上にストライプ状の下部電極１１の複数を平行に形成する。成膜方法は例えばマスクを用いて下部電極部分のみに成膜する方法もあるし、基板全面に電極膜を成膜しておいてからマスクを用いて各種エッチングにより下部電極部分のみを残すという方法でも良い。次に、図６に示すように、電子供給層１２を、作製した各下部電極面１１上に、エッチングにより下部電極１１にそって形成する。
【００２８】
次に、図７に示すように、作製した下部電極面１１及び電子供給層１２の積層によりストライプ状の電子供給層１２の間に生じた段差部並びにその底の基板１０上に、第１絶縁性保護膜１７ａを形成する。第１絶縁性保護膜１７ａにより基板１０の表面はすべて埋め込まれる。第１絶縁性保護膜１７ａの厚さは電子供給層１２までの厚さと同程度又は超えるような厚さになるように設定してもよい。
【００２９】
このパネルでは、後工程にて下部電極１１方向と直交する方向に並設される上部電極を電気的に接続するバス電極１６を成膜する必要がある。この第１絶縁性保護膜１７ａを設けることで、下部電極１１及び電子供給層１２の膜厚の段差による最上部のバス電極１６の断線を防止する。次に、図８に示すように、エッチングにより、絶縁体層１３を各電子供給層１２上に、電子供給層にそって形成する。
【００３０】
次に、図９に示すように、後工程で形成されるバス電極のための第２絶縁性保護膜１７ｂを、第１絶縁性保護膜１７ａ及び絶縁体層１３上に、下部電極１１に直交する方向に架設するように形成する。隣り合った第２絶縁性保護膜１７ｂの間に電子放出部が画定されるように、絶縁体層１３を露出させる。次に、図１０に示すように、所定膜厚のバス電極１６を、第２絶縁性保護膜１７ｂ上のみにこれに沿って成膜する。
【００３１】
次に、図４に示すように、上部電極１５を、バス電極１６により連結されるべき個別の島状電極として成膜する。各上部電極１５の大部分が絶縁体層１３の平坦面上にあり、その縁部がバス電極１６の一部を被うように、バス電極１６、第２絶縁性保護膜１７ｂ及び絶縁体層１３を掛け渡して形成される。第１絶縁性保護膜１７ａはバス電極１６と背面基板１０との間を隔離するとともに隣接素子のラインを隔離し、第２絶縁性保護膜１７ｂはバス電極１６と絶縁体層１３との間を隔離する。第２絶縁性保護膜１７ｂが形成された部分の電子供給層１２から上部電極１５までの深さ距離は、第２絶縁性保護膜１７ｂが形成されていない部分における深さ距離より大きくなるので、バス電極１６の下及び放出部まで途中の上部電極１５の下からのリーク電流が防止できる。
【００３２】
従来の特開平１１−１８５６７５号公報開示の装置の素子部においては、上部金属薄膜電極の上にバス電極が直接接触する構成であって、バス電極が上部金属薄膜電極に比べ、低抵抗なためにその部分に電界が生じ易くなり、上部金属薄膜電極の電子放出部に電界が弱くなるが、本発明ではバス電極下に絶縁性保護膜を設けることにより、バス電極と絶縁体層１３を絶縁し、上部金属薄膜電極下にのみ均一な電界をかけることができる。
【００３３】
一方、前面基板作製は、ガラスなどの透光性の前面基板１上に透明コレクタ電極２を成膜して行う。この透明コレクタ電極２は、可視光の透過率が高いもので、電気抵抗の低いものであれば良いが、特にＩＴＯなどは最適である。この透明コレクタ電極２を０．４μｍの厚さに前面基板全面に成膜する。次に、張り合わせ工程は、作製した背面基板と前面基板を、背面基板１０側の絶縁性隔壁ＲＲと前面基板１側の第２絶縁性隔壁ＦＲとが当接して、両基板は真空空間４を挾み互いに対向するように、張り合わせ、基板周囲を封止し、２枚の基板の間を真空に排気した後、内部に設置したゲッターを誘導加熱により飛散させ、最終的に排気口を封止して行う。
【００３４】
背面基板の下部電極及びバス電極を、それぞれアース及び正電圧に接続し、かつ前面基板の透明電極を数ｋＶの正電圧に接続して、図３に示すような、一対の透光性の前面基板１及び背面基板１０からなるフラットパネル表示装置が完成する。
【００３５】
（他の実施形態）
前出の実施形態では図７に示すように、第１絶縁性保護膜１７ａの厚さは電子供給層１２までの厚さと同程度又は越えるような厚さになるように設定してもよいが、本発明はそれに限られない。例えば、図１１に示すように、電子放出素子全体の厚さに対して、５％以上の厚さがあれば、バス電極の断線は防ぐことができる。よって、第１絶縁性保護膜の膜厚は、素子全体（約６μｍ）に対して、５％以上（上限は素子絶縁体層１３までの高さ程度まで）とすることが好ましい。また、第１絶縁性保護膜１７ａの厚さの上限はバス電極が断線しない厚さである。さらに、図１２に第１絶縁性保護膜１７ａが無い場合の参考例を示す。第２絶縁性保護膜１７ｂの膜厚が素子全体の５％以上で５μｍ以下であれば、バス電極、上部金属薄膜電極の両方とも断線することが無く、本発明の効果を得ることができる。第２絶縁性保護膜１７ｂが存在することによって、断線は防ぐことができる設計の自由度が向上する。
【００３６】
一方、前出の実施形態では図３に示すように、前面基板１は、ガラスなどの透光性の前面基板１上にＩＴＯなどの透明コレクタ電極２を成膜しているが、本発明はそれに限られない。例えば、図１３に示すように、更なる他の実施形態によれば、前面基板１内面上にカーボンなどからなるブラックマトリクスＢＭで区画された部分にそれぞれ赤緑青色発光を発する蛍光体層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを設けて、その内面にＡｌなど導電体層を設けコレクタ電極２として用いることもできる。蛍光体層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに対応する複数の発光部からなる画像表示配列は、暗色又は黒色のマトリクス層ＢＭによって画定されているが、同様に暗色又は黒色のストライプ層によっても画定できる。いずれにしても蛍光体層に対応する複数の発光部からなる画像表示配列を有している電子放出素子フラットパネル表示装置が得られる。
【００３７】
（具体例）
具体的にフラットパネル表示装置を以下の(i)〜(vi)の仕様で作製して、その特性を調べた。
(i)下部電極：Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ、膜厚：５０ｎｍ／１μｍ／１００ｎｍ、
(ii)半導体の電子供給層：Ｓｉ、膜厚：４μｍ、
(iii)絶縁体層：ＳｉＯｘ、膜厚：３３０ｎｍ、
(iv)上部電極：Ｐｔ、膜厚：４０ｎｍ、
(v)バス電極：Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ、膜厚：５０ｎｍ／１μｍ／１００ｎｍ、
(vi)バス電極下の絶縁性保護膜：ＳｉＯｘ、膜厚：３５０ｎｍ、
洗浄したガラス基板上に(i)下部電極及び(ii)半導体の電子供給層を順にライン状に成膜した。その後、当該ライン間に(vi)バス電極下の第１絶縁性保護膜を成膜した。次に、(ii)半導体の電子供給層上に沿って(iii)絶縁体層をライン状に成膜した。次に、(vi)バス電極下の第１絶縁性保護膜及び(iii)絶縁体層上にて(vi)バス電極下の第２絶縁性保護膜をそれらに直交するようにライン状に成膜した。次に、(vi)バス電極下の第２絶縁性保護膜上に沿って(v)バス電極を形成した。そして(iv)上部電極を独立して発光部毎に(ii)半導体の電子供給層上の平坦部から(v)バス電極の一部を被うように成膜した。これらの成膜にはスパッタリング法を用いた。この複数の電子放出素子のエミッションサイトを形成したガラス基板（背面側）と、別途作製した画素に相当するＲＧＢ発光を呈し得る蛍光体を塗布した前面板を、ガラス製スペーサを挟んで配置した。これを１×１０−７ｔｏｒｒの高真空中で加熱封着し、パネル化した。パネル内部は非蒸発型ゲッターにより高真空を保った。
【００３８】
このようにして作製したフラットパネル表示装置に加速電圧として５ｋＶ印加し、駆動電圧と素子電流、そしてエミッション電流の電気特性を調べた。電気特性の評価の結果、図１４に示すように従来の薄膜電極が段差部分をクロスする素子の特性と比べ、電極の破壊に起因する電流値の増減が無くなり、安定した素子電流とエミッション電流が得られるようになった。
【００３９】
上記のように本発明によれば、上部電極は電子放出素子の絶縁体層平坦部のみに形成し、バス電極下に絶縁性保護膜を設けることにより、バス電極と素子の絶縁体層を絶縁し、上部金属薄膜電極下にのみ均一な電界をかけることができるので、上部金属薄膜電極の電子放出部に電界が弱くなることが防止できる。また、各セル間（素子間）の上部電極間の接続は十分に厚いバス電極のみで接続するので、素子間の段差に伴う電極破壊を防ぐことができるとともに、隣接する電子放出部の間（段差部）のバス電極下にも絶縁性保護膜を設けたので、この絶縁性保護膜は基板とバス電極との接触を遮断し、パネルの封着時に発生する基板からのアルカリ成分溶出による電極のマイグレーションや腐食を防止することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 前面基板
２ コレクタ電極
３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ 蛍光体層
４ 真空空間
１０ 背面基板
１１ 下部電極
１２ 電子供給層
１３ 絶縁体層
１５ 上部電極
１６ バス電極
１７ａ、１７ｂ 絶縁性保護膜
ＲＲ スペーサ
【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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【図１４】
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