CN1301531C - 图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

图像显示装置
技术领域
本发明涉及图像显示装置，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。
背景技术
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。
发明内容
本发明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。
为此，本发明提供了一种图像显示装置，包括：将具有由上部电极和下部电极、被这些电极夹置的电子加速层构成的电子发射部、通过在所述下部电极和上部电极间施加电压来从该上部电极一侧发射电子的薄膜型电子源元件形成为阵列状的基板；以及荧光面；其特征在于，所述薄膜型电子源元件具有上部总线电极和悬伸结构，所述上部总线电极在电子发射部的周围作为所述上部电极的馈电线，所述悬伸结构在形成上述上部电极时作为用于将所述上部电极分离给每个电子源的掩模；所述上部总线电极的厚度在300nm以上，且其在所述电子发射部一侧的端面被加工为锥状，该锥状的膜厚朝向所述电子发射部一侧逐渐减小；所述上部电极与所述上部总线电极的加工为锥状的部分相接触；所述悬伸结构覆盖在上部总线电极上方，具有将电子发射部以及所述上部电极与所述上部总线电极相接触的部分露出的开口，并由2种或2种以上的不同材料的层积膜构成，该层积膜中的下层的膜相对于上层的膜向内后退而形成为悬伸结构。
该悬伸构造由两种以上的材料的层积层构成，可以通过从上部总线电极一侧起依次层积第2金属层、绝缘层，或依次层积第1金属层、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。
附图说明
图1是表示本发明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是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图5是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图6是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图7是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图8是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图9是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图10是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图11是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图12是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图13是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图14是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图15是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图16是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图17是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图18是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图19是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图20是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图21是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图22是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图23是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图24是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图25是表示本发明的薄膜型电子源的制造方法的图。
图26是表示使用了本发明的薄膜型电子源的显示装置的电子源基板的图。
图27是表示使用了本发明的薄膜型电子源的显示装置的荧光面基板的图。
图28是表示使用了本发明的薄膜型电子源的显示装置的剖面的图。
图29是表示使用了本发明的显示装置中的驱动电路的连接的图。
图30是表示本发明的显示装置中的驱动电压波形的图。
具体实施方式
(第1实施例)
作为实现上述目的的本发明的第一实施例，以MIM型作为一例，说明从上部总线电极起以第1金属层(上部总线电极)、第2金属层、绝缘层的顺序来层积构成上部总线电极和悬伸构造(overhangstructure)的层积膜情况的薄膜型电子源(cathode)。
首先，用图4～15说明薄膜型电子源的形成方法。
开始，在玻璃等绝缘性的基板10上成膜下部电极用的金属膜。作为下部电极材料，使用Al和Al合金。使用Al和Al合金的原因在于，可以通过阳极氧化形成优质的绝缘膜。这里，使用了掺杂了2原子量％的Nd的Al-Nd合金。在成膜上，例如使用溅射法。膜厚为300nm。成膜后通过感光工序、腐蚀工序形成条纹形状的下部电极11。腐蚀例如采用磷酸、醋酸、硝酸的混合水溶液中的湿式腐蚀(图4)。
接着，限制电子发射部，形成防止向下部电极边缘集中电场的保护绝缘层14和电子加速层12。首先对作为下部电极11上的电子发射部的部分用抗蚀剂膜25进行掩模，对其他部分有选择地进行深度阳极氧化，形成保护绝缘层14(图5)。如果转化电压为100V，则可形成厚度约136nm的保护绝缘层14。接着，除去抗蚀剂膜25，对残留的下部电极11的表面进行阳极氧化。
例如，如果转化电压为6V，则在下部电极11上形成厚度约10nm的电子加速层12(图6)。
接着，对作为上部电极13的馈电线的上部总线电极膜、在其下形成的第2保护绝缘层19、第1金属层(上部总线电极)26、第2金属层27例如用溅射法等进行成膜。作为第2保护绝缘层19，例如使用Si氧化物，膜厚为40nm。在阳极氧化中形成的保护绝缘层14上有针孔的情况下，该第2保护绝缘层19起到埋没该缺陷，保持下部电极11和上部总线电极间的绝缘的作用。作为第1金属层(上部总线电极)26的材料，使用Al-Nd合金，作为第2金属层27的材料，使用Cr。此外，作为第1金属层(上部总线电极)26，还可使用Cr或Cr合金，作为第2金属层27，可采用Mo、W、Ti、Nb等。第1金属层(上部总线电极)26、第2金属层27的膜厚都加厚成膜为300nm(图7)。
接着，通过光刻工序将第2金属层27和第1金属层(上部总线电极)26与下部电极11正交来加工形成。就腐蚀剂来说，Cr的第2金属层27使用硝酸铵铈水溶液等，Al-Nd合金的第1金属层(上部总线电极)26使用磷酸、醋酸、硝酸的混合水溶液等(图8)。随后，对作为悬伸构造的层积膜的上层的绝缘层28进行成膜。绝缘层28例如可以利用SiO2和Si3N4等。在本实施例中，使用通过溅射法成膜的SiO2膜。在本实施例中，膜厚为500nm(图9)。
接着，通过光刻工序在绝缘层28上对包含电子发射部的区域进行开口。该加工例如使用CF4或SF6的干式腐蚀等就可以。使用CF4或SF6等氟化物系腐蚀气体的干式腐蚀以对于Cr的第2金属层27的高选择比来腐蚀SiO2膜的绝缘层28，所以可将第2金属层27作为阻挡膜而仅加工绝缘层28(图10)。在第2金属层27中使用了Ti的情况下也可同样地加工。在第2金属层27中使用了Mo和W、Nb的情况下，通过使用CF4或SF6等氟化物系腐蚀气体的干式腐蚀法来进行腐蚀，但此时可以将Al-Nd合金的第1金属层(上部总线电极)26作为阻挡膜。接着，将电子发射部的Cr的第2金属层27在硝酸铵铈水溶液中进行湿式腐蚀。该腐蚀剂对Cr进行腐蚀，但几乎不腐蚀用于绝缘层28的SiO2膜、Al-Nd合金的第1金属层(上部总线电极)26和SiO2的第2保护绝缘层19。因此，以高的选择比仅腐蚀第2金属层27。因此，对于绝缘层(层间绝缘膜)28来说，第2金属层27后退到内侧，形成开口部为悬伸状的绝缘层28(图11)。在第2金属层27中使用了Mo的情况下，在磷酸、醋酸、硝酸的混合水溶液中对绝缘层28的下面进行边缘腐蚀，形成悬伸。Mo与Al和Al合金比较，在磷酸、醋酸、硝酸的混合水溶液中进行差异不同的快速腐蚀，所以可按高的选择比仅腐蚀第2金属层27。在W和Ti的情况下，在铵和过氧化氢的混合水溶液等中，同样能够以高的选择比仅腐蚀第2金属层27。
通过将第2金属层27中使用基于Mo和Nb等、CF4或SF6等的氟化物系腐蚀气体的干式腐蚀法的腐蚀速度与用于绝缘层28的SiO2相比腐蚀速度快的材料以对绝缘层28中包含电子发射部的区域进行开口的干式腐蚀来进行充分过腐蚀，不与湿式腐蚀组合就可以作成悬伸构造。此时，也可以将Al-Nd合金的第1金属层(上部总线电极)26作为阻挡膜。
接着，通过感光工序、湿式腐蚀工序对Al-Nd合金的第1金属层(上部总线电极)26进行锥形加工，使得朝向电子发射部侧的膜厚减少。锥形加工可如下实现：使抗蚀剂涂敷后的预烧制温度、显像后的后烧制温度比通常低，使抗蚀剂的粘结性下降，在湿式腐蚀中使抗蚀剂后退(图12)。
接着，对SiO2的第2保护绝缘层19进行湿式腐蚀，对电子发射部进行开口。使用CF4或SF6等氟化物系腐蚀气体的干式腐蚀法相对于Al合金的阳极氧化膜组成的电子加速层12、以及保护绝缘层14以高的选择比来腐蚀SiO2的第2保护绝缘层19，所以可以减少对电子加速层12的损伤(图13)。
接着，对电子加速层12再次进行阳极氧化，修复损伤。电子加速层12修复后，最后进行上部电极13膜的成膜。成膜方法例如使用溅射成膜。作为上部电极13，例如使用Ir、Pt、Au的层积膜，膜厚为几nm。这里为5nm。成膜后的薄的上部电极13被绝缘层28的开口部的悬伸切断，分离给每个电子源，并且与第2金属层27和绝缘层28相比，与电子发射侧加工成锥状的Al-Nd膜的第1金属层(上部总线电极)26接触，成为馈电构造(图14)。
以上实施例作成的本发明的薄膜型电子源阵列中的1元件的剖面构造示于图15。
于是，构成上部总线电极和悬伸构造的层积膜为从上部总线电极侧起依次层积了第1金属层(上部总线电极)26、第2金属层27、绝缘层28的构造，使可以分别有选择腐蚀各层的材料组合，或对于同一腐蚀剂，通过将第1金属层(上部总线电极)26的腐蚀速度最慢，在其上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来形成悬伸构造，从而在第2金属层27上使用绝缘层28伸出的悬伸构造，可以将上部电极分离给每个电子源，而且通过对第1金属层(上部总线电极)26进行锥形加工来减少向电子发射部侧的膜厚，从而可以实现与上部电极13的电连接的可靠性高的薄膜型电子源。
(第2实施例)
作为实现上述目的的本发明的第2实施例，以MIM型为例来说明构成上部总线电极和悬伸构造的层积膜为从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(表面电极)情况下的薄膜型电子源。
首先，根据与实施例1相同的步骤来形成电子加速层12。接着，将第2保护绝缘层19和第1金属层26进行成膜。作为第2保护绝缘层19，例如使用Si氧化物，膜厚为40nm。而作为第1金属层26的材料，使用Al-Nd合金。此外，作为第1金属层26，也可使用Cr或Cr合金等。膜厚为300nm(图16)。
接着，通过感光工序来加工形成第1金属层(上部总线电极)26，以便与下部电极11正交。腐蚀剂使用磷酸、醋酸、硝酸的混合水溶液等(图17)。
接着，对作为悬伸构造的层积膜的绝缘层28和第2金属层(表面电极)29进行成膜。绝缘层28例如可以采用SiO2或Si3N4等。这里使用SiO2，膜厚为300nm。作为第2金属层27，可以使用Al、Al合金、Cr、Cr合金、W等。在本实施例中，使用Al-Nd合金，膜厚为200nm(图18)。
接着，通过光刻工序在第2金属层(表面电极)29上对包含电子发射部的区域进行开口。腐蚀剂使用磷酸、醋酸、硝酸的混合水溶液等(图19)。接着，以第2金属层(表面电极)29作为掩模，使用CF4或SF6以干式腐蚀来加工绝缘层28。使用CF4或SF6等氟化物系腐蚀气体的干式腐蚀以对于第1金属层26和第2金属层(表面电极)29的Al-Nd合金的高选择比来腐蚀绝缘层28的SiO2膜，所以能够仅加工绝缘层28。因此，绝缘层28相对于第2金属层(表面电极)29后退至内侧，形成悬伸构造(图20)。此时，Al-Nd合金的第1金属层(上部总线电极)26成为阻挡膜。作为第2金属层(表面电极)29，在使用W的情况下，如果使用CF4或SF6等氟化物系腐蚀气体的干式腐蚀，则绝缘层28比第2金属层(表面电极)29的W腐蚀得快，所以通过充分的过腐蚀，绝缘层28相对于第2金属层(表面电极)29后退至内侧，形成悬伸构造。此时，Al-Nd合金的第1金属层(上部总线电极)26成为阻挡膜。
以下，通过与第1实施例相同的方法，对Al-Nd合金的第1金属层(上部总线电极)26进行锥形加工，使得朝向电子发射部侧的膜厚减小，接着对SiO2的第2保护绝缘层19进行干式腐蚀，对电子发射部进行开口，而且对电子加速层12再次进行阳极氧化，来修复损伤。最后完成上部电极13膜的成膜(图21)。
以上实施例作成的本发明的薄膜型电子源阵列中的1元件的剖面构造示于图22。
于是，构成上部总线电极和悬伸构造的层积膜为从上部总线电极侧起依次层积了第1金属层(上部总线电极)26、绝缘层28、第2金属层(表面电极)29的构造，使可以分别有选择腐蚀各层的材料组合，或对于同一腐蚀剂，通过将第1金属层(上部总线电极)26的腐蚀速度最慢，在其上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来形成悬伸构造，从而在绝缘层28上使用第2金属层(表面电极)29伸出的悬伸构造，可以将上部电极分离给每个电子源，而且通过对第1金属层(上部总线电极)26进行锥形加工来减少向电子发射部侧的膜厚，从而可以实现与上部电极13的电连接的可靠性高的薄膜型电子源。
(第3实施例)
作为实现上述目的的本发明的第3实施例，以MIM型为例来说明构成上部总线电极和悬伸构造的层积膜为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1绝缘层、第2绝缘层情况下的薄膜型电子源。
首先，根据与实施例2相同的步骤来加工形成第1金属层(上部总线电极)26，使得与下部电极11正交。这里，作为第1金属层26的材料，使用Al-Nd合金。除此以外，作为第1金属层，还可采用Cr或Cr合金等。膜厚为300nm(图17)。
接着，将作为悬伸构造的层积膜的第1绝缘层30和第2绝缘层31进行成膜(图23)。这里，作为第1绝缘层30，使用Si3N4，作为第2绝缘层31，使用SiO2。膜厚分别为300nm和150nm。
接着，通过光刻工序，在第2绝缘层31和第1绝缘层30上对包含电子发射部的区域进行开口。这里使用CF4或SF6的干式腐蚀。使用CF4或SF6等氟化物系腐蚀气体的干式腐蚀使Si3N4的第1绝缘层30比SiO2的第2绝缘层31腐蚀得快，所以通过充分的过腐蚀，第1绝缘层30相对于第2绝缘层31后退至内侧，形成悬伸构造(图24)。此时，Al-Nd合金的第1金属层(上部总线电极)26成为阻挡膜。
作为第1绝缘层30和第2绝缘层31，可以使用腐蚀速度不同的旋涂玻璃(SOG)膜、聚硅烷等涂敷型绝缘膜的层积膜、或在第1绝缘层30、第2绝缘层31上与涂敷型绝缘膜通过溅射或CVD进行成膜所得的SiO2或Si3N4等层积膜。绝缘膜一般因致密化而干式腐蚀速度不同，所以如果将第1绝缘层30上腐蚀速度快的物质与第2绝缘层31上腐蚀速度慢的物质进行组合，则可以形成悬伸构造。
以下，通过与第1实施例相同的方法，对Al-Nd合金的第1金属层(上部总线电极)26进行锥形加工，使得朝向电子发射部侧的膜厚减小，接着对SiO2的第2保护绝缘层19进行干式腐蚀，对电子发射部进行开口，而且对电子加速层12再次进行阳极氧化，来修复损伤。最后完成上部电极13膜的成膜(图25)。
以上实施例作成的本发明的薄膜型电子源阵列中的1元件的剖面构造示于图21。
于是，构成上部总线电极和悬伸构造的层积膜为从上部总线电极侧起依次层积了第1金属层(上部总线电极)26、第1绝缘层30、第2绝缘层31的构造，使可以分别有选择腐蚀各层的材料组合，或对于同一腐蚀剂，通过将第1金属层(上部总线电极)26的腐蚀速度最慢，在其上的层积膜的上部总线电极侧的膜的腐蚀速度最快的材料的组合，从而使用在第1绝缘层30上第2绝缘层31伸出的悬伸构造，可以将上部电极分离给每个电子源，而且通过对第1金属层(上部总线电极)26进行锥形加工来减少向电子发射部侧的膜厚，从而可以实现与上部电极13的电连接的可靠性高的薄膜型电子源。
(第4实施例)
下面，作为一例，说明通过隔板来粘结第1实施例形成的薄膜型电子源阵列基板(图26)和荧光面，形成本发明的显示装置的方法。再有，在图26、28、29中，为了图面的简化，将第1金属层(上部总线电极)26、第2金属层27集中描绘。以下，使用第2、第3实施例制成的电子源的情况也是同样的。
显示侧基板的制作如下进行(图25)。面板110使用透光性的玻璃等。
首先，以提高显示装置的对比度为目的而形成黑底120。黑底120如下形成：将混合了PVA(聚乙烯醇)和重铬酸钠的溶液涂敷在面板110上，在对要形成黑底120的以外部分照射紫外线进行感光后，除去未感光部分，在那里涂敷溶解了石墨粉末的溶液，使PVA顶起(liftoff)。
接着，形成红色荧光体111。将荧光体粒子中混合了PVA(聚乙烯醇)和重铬酸钠的溶液涂敷在面板110上后，对形成荧光体的部分照射紫外线进行感光后，用水流除去未感光部分。对这样形成的红色荧光体111进行构图。将图形构图为图27所示的带状。同样，形成绿色荧光体112和蓝色荧光体113。作为荧光体，可以例如红色使用Y2O2S:Eu(P22-R)，绿色使用ZnS:Cu，Al(P22-G)，蓝色使用ZnS:Ag，Cl(P22-B)。
接着，用硝化棉等的膜进行镀膜后，在整个面板110上镀敷膜厚75nm左右的Al，作为金属背114。该金属背114起到加速电极的作用。然后，将面板110在大气中加热到400度左右使镀膜和PVA等有机物加热分解。这样，完成显示侧基板。
将这样制作的显示侧基板和基板10通过隔板40使用熔结玻璃115与周围的框116进行密封。密封在大气中进行，以便使溶解玻璃膏中包含的有机物的粘合剂飞散，节省气体置换等设备及时间而实现低成本。即使这样，Al-Nd膜的第1金属层(上部总线电极)26也仅表面被氧化，通过相反的加热与上部电极材料进行合金，可以获得稳定的电接触。
在图28中表示与粘结后的显示屏板的A-A’剖面、B-B’剖面相当的部分。设定隔板40的高度，使得面板110-基板10间的距离为1～3mm左右。隔板40在被上部电极13的膜覆盖的绝缘层28上直立。这里，为了说明，在每个以R(红)、G(绿)、B(蓝)发光的点上都设置隔板40，但实际上在机械强度可抗的范围内，减少隔板40的片数(密度)，大体上每隔1cm设置就可以。
密封的屏板被排气到10-7Torr左右的真空，进行密封。密封后，将消气剂激活，来维持屏板内的真空。例如，在以Ba为主要成分的消气剂材料的情况下，通过高频感应加热等可以形成消气剂膜。也可以使用以Zr为主要成分的非蒸发型消气剂。
于是，在本实施例中，面板110和基板10间的距离为1～3mm左右，所以可以施加在金属背114上的加速电压为3～6KV的高电压。因此，如上所述，荧光体可以使用阴极射线管(CRT)所用的荧光体。
图29是这样制作的显示装置屏板的驱动电路的连线图。下部电极11连线到下部电极驱动电路50，上部总线电极26连线到上部电极驱动电路60。第m号的下部电极11Km和第n号的上部总线电极26Cn的交点用(m，n)表示。在金属背114上始终施加3～6KV左右的加速电压70。
图30表示一例各驱动电路的产生电压的波形。在时刻t0时，任何一个电极都为零电压，所以不发射电子，因此，荧光体不发光。在时刻t1时，在下部电极11K1上施加-V1的电压，在上部总线电极26C1、C2上施加+V2的电压。在交点(1，1)、(1，2)的下部电极11-上部电极13间施加(V1+V2)的电压，所以只要将(V1+V2)设定在电子发射开始电压以上，则从这两个交点的薄膜型电子源中向真空发射电子。发射的电子通过施加在金属背114上的加速电压70来加速，入射到荧光体上，使其发光。在时刻t2时，如果在下部电极11的K2上施加-V1的电压，在上部总线电极26的C1上施加V2的电压，则同样使交点(2，1)点亮。于是，通过改变施加在上部总线电极26的信号，可以显示期望的图像或信息。而通过适当改变对上部总线电极26的施加电压V1的大小，可以显示某个色调的图像。用于释放电子加速层12中积蓄的电荷的反向电压的施加，这里是在对所有下部电极11施加-V1后，通过对所有下部电极11施加V3，对所有上部总线电极26施加-V3’来进行。
如以上那样，可以制作没有缺陷的薄膜型电子源，可以提高图像显示装置的制造良品率。

Claims (4)

1.一种图像显示装置，包括：将具有由上部电极和下部电极、被这些电极夹置的电子加速层构成的电子发射部、通过在所述下部电极和上部电极间施加电压来从该上部电极一侧发射电子的薄膜型电子源元件形成为阵列状的基板；以及荧光面；其特征在于，
所述薄膜型电子源元件具有上部总线电极和悬伸结构，所述上部总线电极在电子发射部的周围作为所述上部电极的馈电线，所述悬伸结构在形成上述上部电极时作为用于将所述上部电极分离给每个电子源的掩模；
所述上部总线电极的厚度在300nm以上，且其在所述电子发射部一侧的端面被加工为锥状，该锥状的膜厚朝向所述电子发射部一侧逐渐减小；
所述上部电极与所述上部总线电极的加工为锥状的部分相接触；
所述悬伸结构覆盖在上部总线电极上方，具有将电子发射部以及所述上部电极与所述上部总线电极相接触的部分露出的开口，并由2种或2种以上的不同材料的层积膜构成，该层积膜中的下层的膜相对于上层的膜向内后退而形成为悬伸结构。
2.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结构是从该上部总线电极一侧开始依次层积作为上部总线电极的第1金属层、作为上述下层的膜的第2金属层、和作为上述上层的膜的绝缘层而形成的。
3.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结构是从该上部总线电极一侧开始依次层积作为上部总线电极的第1金属层、作为上述下层的膜的绝缘层、和作为上述上层的膜的第2金属层而形成的。
4.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结构是从该上部总线电极一侧开始依次层积作为上部总线电极的第1金属层、作为上述下层的膜的第1绝缘层、和作为上述上层的膜的第2绝缘层而形成的。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4585234B2 (ja) * 2003-11-19 2010-11-24 パナソニック株式会社 プラズマディスプレイパネルの再生方法
KR20050062742A (ko) * 2003-12-22 2005-06-27 삼성에스디아이 주식회사 전계방출소자와, 이를 적용한 표시소자 및 그 제조방법
KR20050104643A (ko) * 2004-04-29 2005-11-03 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시장치용 캐소드 기판, 전자 방출 표시장치및 이의 제조 방법
KR20050112818A (ko) * 2004-05-28 2005-12-01 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자와 이의 제조 방법
JP2006107746A (ja) * 2004-09-30 2006-04-20 Hitachi Ltd 画像表示装置
JPWO2006064634A1 (ja) * 2004-12-17 2008-06-12 パイオニア株式会社 電子放出素子及びその製造方法
JP2006253032A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Hitachi Ltd 画像表示装置
KR100696506B1 (ko) * 2005-04-01 2007-03-19 삼성에스디아이 주식회사 평판 디스플레이 장치
US7408173B2 (en) * 2005-06-15 2008-08-05 Wesam Khalil Cold electron emitter
JP2007035614A (ja) * 2005-06-17 2007-02-08 Hitachi Ltd 画像表示装置
KR20080019102A (ko) * 2006-08-23 2008-03-03 삼성에스디아이 주식회사 전극의 구동 전압 왜곡을 방지할 수 있는 전자 방출디스플레이
JP5156295B2 (ja) * 2007-08-06 2013-03-06 株式会社日立製作所 画像表示装置及び電子放出素子
GB2458454B (en) * 2008-03-14 2011-03-16 Cambridge Display Tech Ltd Electronic devices and methods of making the same using solution processing techniques

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0765710A (ja) * 1993-08-30 1995-03-10 Hitachi Ltd Ｍｉｍ構造素子およびその製造方法
JP2001101965A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Hitachi Ltd 薄膜型電子源、およびそれを用いた表示装置
JP2001256907A (ja) * 2000-03-14 2001-09-21 Hitachi Ltd 画像表示装置
JP2002164006A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Hitachi Ltd 画像表示装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5747928A (en) * 1994-10-07 1998-05-05 Iowa State University Research Foundation, Inc. Flexible panel display having thin film transistors driving polymer light-emitting diodes
KR0175410B1 (ko) * 1995-11-21 1999-02-01 김광호 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
US6400070B1 (en) * 1997-08-08 2002-06-04 Pioneer Electronic Corporation Electron emission device and display device using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0765710A (ja) * 1993-08-30 1995-03-10 Hitachi Ltd Ｍｉｍ構造素子およびその製造方法
JP2001101965A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Hitachi Ltd 薄膜型電子源、およびそれを用いた表示装置
JP2001256907A (ja) * 2000-03-14 2001-09-21 Hitachi Ltd 画像表示装置
JP2002164006A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Hitachi Ltd 画像表示装置

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