图像显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种图像显示装置，可实现上部电极的布线连接高可靠性。包括：具有下部电极和上部电极，被这些电极夹置的电子加速层，在所述下部电极和上部电极间施加电压并将从该上部电极侧发射电子的薄膜型电子源形成阵列状的基板；以及荧光面；其中，所述阵列状的薄膜型电子源具有为了减少作为所述上部电极的馈电线朝向电子发射部侧的膜厚而进行了锥状加工的上部总线电极，以及用于将所述上部电极分离给每个电子源的悬伸构造。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像显示装置，该图像显示装置包括下部电极和上部电极；矩阵状地形成薄膜型电子源的基板，该薄膜型电子源由夹置在下部电极和上部电极中的绝缘层等的电子加速层形成的，在上述下部电极和上部电极间施加电压后从该上部电极发射电子；以及荧光面。
技术介绍
薄膜型电子源以层积了上部电极-电子加速层-下部电极这三种薄膜的构造为基本，在上部电极-下部电极之间施加电压，从上部电极的表面向真空中发射电子。例如，有层积了金属-绝缘体-金属的MIM(Metal-Insulator-Metal)型、金属-绝缘体-半导体型等。有关MIM型，例如披露于(日本)特开平7-65710号，有关金属-绝缘体-半导体型，披露了MOS型(J.Vac.Sci.Techonol.B11(2)p.429-432(1993))，在金属-绝缘体-半导体-金属型中披露了HEED型(high-efficency-electro-emission device、Jpn.J.Appl.Phys.、vol36、pL939等中记载)、EL型(Electroluminescence、应用物理第63卷、第6号、592页等上记载)、多孔硅型(应用物理第66卷、第5号、437页等上记载)等。以MIM型为例，薄膜型电子源的工作原理示于图2。在上部电极13和下部电极11之间施加驱动电压Vd，使电子加速层12内的电场达到1～10MV/cm左右，则下部电极11中的费米能级附近的电子通过隧道现象穿过阻挡层，变为向电子加速层12、上部电极13的导带注入的热电子。这些热电子在电子加速层12中、上部电极13中散射而损失能量，但具有上部电极13的功函数φ以上能量的一部分热电子被发射到真空20中。其他薄膜型电子源也加速电子，在通过薄的上部电极13发射电子方面是相同的。如果使多个上部电极13和多个下部电极11正交而形成矩阵，则这样的薄膜型电子源可以从任意的场所产生电子射线，所以可用于图像显示装置等的电子源。至今为止，可观测到从Au-AlO-Al构造的MIM(Metal-Insulator-Metal)构造等中发射电子。薄膜型电子源阵列使用薄的上部电极，以便应用于图像显示装置，通常附加作为馈电线的上部总线电极。此时，上部总线电极和上部电极的连接部必需与薄的上部电极不断线。此外，为了不使薄的上部电极对电子加速层产生损伤，并且用抗蚀剂等不污染地加工上部电极，在上部总线电极上形成使电子发射部开口的层间绝缘膜，以该绝缘膜作为掩模并在每个像素中切断上部电极是有效的。作为满足上述两个条件的上部总线电极的构造，我们提出以下方法如图3所示的该构造图，将上部总线电极形成薄的上部总线电极下层16和厚的上部总线电极上层17的双层构造，在薄的上部总线电极下层16中使上部电极13不断线而确保电接触，担任馈电的厚的上部总线电极上层17以堵塞层间绝缘膜18的悬伸来加工，以悬伸的台阶差来分离上部电极13(特开2001-256907(日本))。具体地说，在上部总线电极下层16中使用薄的W，在上部总线电极上层17中使用厚的Al合金，在层间绝缘层18上使用Si3N4或SiO2等。但是，在将薄膜型电子源应用于显示器的情况下，为了荧光面与玻璃接合，必须经过400℃以上进行的熔结玻璃密封处理。在经过该高温处理时，在现有的构造中产生两个问题。首先，有薄的上部总线电极下层16的氧化问题。熔结玻璃密封处理在大气中进行较好，以便烧制熔结玻璃膏中包含的有机粘合剂，并省去气体置换等设备和处理而降低成本，但相反会使电极材料氧化。为了防止氧化，即使在惰性气体中进行，也不能避免混入的氧造成的电极氧化。对于这个问题来说，现有的构造存在薄的上部总线电极下层16的抗氧化性不充分的问题。例如，W是比较容易被氧化的材料，在膜厚为10nm左右薄的情况下，在400℃以上的加热中几乎被整体氧化，薄膜电阻值急剧增加，难以获得与上部电极13的电接触。如果膜厚厚于20nm以上，则表面氧化膜抑制氧化种的扩散，可防止使整体氧化并维持低电阻，但台阶差变大，使电极连接的可靠性下降。另一个问题是因熔结玻璃密封的高温热处理产生的热应力造成的薄的上部总线电极下层16的断线。上部总线电极下层16通过熔结密封的高温热处理循环，受到上部总线电极上层17和层间绝缘膜18的热膨胀系数不同引起的应力，上部总线电极上层17、层间绝缘膜18的致密化造成的应力，产生变形。上部总线电极下层16与上部总线电极上层17和层间绝缘膜18相比非常薄，所以因该应力容易产生断线。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过防止上部总线电极下层16的氧化，而且防止因为了防止该氧化而使上部总线电极下层16厚膜化情况下的台阶差造成的与上部电极13的电连接的可靠性下降、以及热应力造成的上部总线电极下层16的断线，即使经过高温的熔结玻璃密封，仍然提供与上部电极13的电接触的可靠性高的薄膜型电子源，从而实现制造良品率高、可靠性高的图像显示装置。本专利技术的目的如下实现提供一种图像显示装置，包括具有下部电极和上部电极及被这些电极夹置的电子加速层，在所述下部电极和上部电极间施加电压并将从该上部电极侧发射电子的薄膜型电子源形成阵列状的基板；以及荧光面；其中，所述阵列状的薄膜型电子源具有为了减少作为所述上部电极的馈电线朝向电子发射部侧的膜厚而进行了锥状加工的上部总线电极，以及用于将所述上部电极分离给每个电子源的悬伸构造。该悬伸构造由两种以上的材料的层积层构成，上部总线电极和该悬伸构造可以通过从上部总线电极侧起依次层积第1金属层(上部总线电极)、第2金属层、绝缘层，或依次层积第1金属层(上部总线电极)、绝缘层、第2金属层，或依次层积第1绝缘层、第2绝缘层来实现。然后，对于同一腐蚀剂来说，通过使用该上部总线电极的腐蚀速度最慢，该悬伸构造的层积膜的上部总线电极侧的膜的腐蚀速度最快的材料组合，或使用上部总线电极和该悬伸构造的层积膜由可分别选择腐蚀的材料组合，可实现上部总线电极和悬伸构造。附图说明图1是表示本专利技术的薄膜型电子源的结构的图。图2是表示薄膜型电子源的工作原理的图。图3是表示薄膜型电子源的现有结构的图。图4是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图5是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图6是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图7是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图8是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图9是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图10是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图11是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图12是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图13是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图14是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图15是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图16是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图17是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图18是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图19是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图20是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图21是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图22是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图23是表示本专利技术的薄膜型电子源的制造方法的图。图24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像显示装置，包括：具有下部电极和上部电极、被这些电极夹置的电子加速层、在所述下部电极和上部电极间施加电压并将从该上部电极侧发射电子的薄膜型电子源形成阵列状的基板；以及荧光面；其特征在于，所述阵列状的薄膜型电子源具有为了减少作为所述上部电极的馈电线朝向电子发射部侧的膜厚而进行了锥状加工的上部总线电极，以及用于将所述上部电极分离给每个电子源的悬伸构造。

【技术特征摘要】
JP 2001-9-26 292782/2001;JP 2002-6-14 173627/20021.一种图像显示装置，包括具有下部电极和上部电极、被这些电极夹置的电子加速层、在所述下部电极和上部电极间施加电压并将从该上部电极侧发射电子的薄膜型电子源形成阵列状的基板；以及荧光面；其特征在于，所述阵列状的薄膜型电子源具有为了减少作为所述上部电极的馈电线朝向电子发射部侧的膜厚而进行了锥状加工的上部总线电极，以及用于将所述上部电极分离给每个电子源的悬伸构造。2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述上部总线电极和悬伸构造从该上部总线电极侧起依次层积第1金属层(上部总线电极)、第2金属层、绝缘层来形成。3.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述上部总线电极和悬伸构造从该上部总线电极侧起依次层积第1金属层(上部总线电极)、绝缘层、第2金属层来形成。4.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述上部总线电极和悬伸构造从该上部总线电极侧起依次层积第1金属层(上部总线电极)、第1绝缘层、第2绝缘层来形成。5.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，对于同一腐蚀剂来说，所述上部总线电极和悬伸构造使用该上部总线电极的腐蚀速度最慢，该悬伸构造的层积膜的上部总线电极侧的膜的腐蚀速度最快的材料组合。6.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：楠敏明，佐川雅一，铃木睦三，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]