画像表示装置とその製造方法

【課題】表示領域に形成される電子源の電子放出性能を向上し、表示ムラのない長寿命の画像表示装置を提供する。
【解決手段】トンネル絶縁膜の成膜時は電源Ｅの陽極を下部電極１１に、陰極は白金電極２２に接続する。この陽極酸化処理で、下部電極１１上にトンネル絶縁層１２（アルミナＡｌ₂Ｏ₃）が形成される。この反応中に化成液２３に溶解されているＰＯ^3-イオンがトンネル絶縁層１２中に取り込まれる。トンネル絶縁層１２は、下部電極１１を構成するアルミニウム膜の元の表面から化成液２３側に成長するアニオン層である表面層１２Ａと元のアルミニウム膜側に成長する下部層１２Ｂとからなる。表面層１２Ａはイオン導電性である。ＰＯ^3-イオンは表面層１２Ａ中に取り込まれる。その後、電源Ｅの極性を切り替えて逆バイアス処理される。この逆バイアス処理は短時間である。この処理により、電解液中のＫ⁺イオンが表面層１２Ａの表面に付着する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置にかかり、特に薄膜型の電子放出素子をマトリクス状に配置した自発光型のフラット・パネル・ディスプレイとも称する画像表示装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微少で集積可能な薄膜型電子源とも称する電子放出素子（電子源、陰極）をマトリクス状に配置した平面型の画像表示装置（フラット・パネル・ディスプレイ：ＦＰＤ）が開発されている。この種の画像表示装置の電子源は、電子放出型電子源とホットエレクトロン型電子源とに分類される。前者には、スピント型電子源、表面伝導型電子源、カーボンナノチューブ型電子源等が属し、後者としては金属―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、金属―絶縁体―半導体−金属型等の薄膜型電子源がある。
【０００３】
ＭＩＭ型について、例えば特許文献１に、金属―絶縁体―半導体型についてはＭＯＳ型（非特許文献１）、金属―絶縁体―半導体−金属型ではＨＥＥＤ型(非特許文献２などに記載)、ＥＬ型（非特許文献３などに記載）、ポーラスシリコン型（非特許文献４などに記載）などが報告されている。
【０００４】
ＭＩＭ型電子源については、例えば特許文献２にも開示されている。ＭＩＭ型電子源の構造と動作は以下のとおりである。すなわち、上部電極と下部電極との間に絶縁層（トンネル絶縁層）を介在させた構造を有し、上部電極と下部電極との間に電圧を印加することで、下部電極中のフェルミ準位近傍の電子がトンネル現象により障壁を透過し、電子加速層であるトンネル絶縁層の伝導帯へ注入されホットエレクトロンとなり、上部電極の伝導帯へ流入する。これらのホットエレクトロンのうち、上部電極の仕事関数φ以上のエネルギーをもって上部電極表面に達したものが真空中に放出される。なお、以下では、薄膜型の電子放出素子を単に電子源とも称する。
【０００５】
図１９は、薄膜型の電子放出素子の構造例を説明するＭＩＭ型電子源の要部斜視図である。図２０は、図１９のＡ−Ａ’方向に切断した概略断面図である。なお、図１９では図２０に示される上部電極１３を省略してある。図１９と図２０において、ガラスを好適とする絶縁基板１０（陰極基板とも言う）の主面（内面）にアルミニウム（Ａl）またはアルミニウムーネオジム合金（Ａｌ−Ｎｄ）の下部電極１１が形成されている。下部電極１１の上面には化成処理されたトンネル絶縁膜１２と、このトンネル絶縁膜１２の周囲を埋めるフィールド絶縁膜１４が形成されている。トンネル絶縁膜１２の領域は単位画素の電子放出部であり、このトンネル絶縁膜１２とフィールド絶縁膜１４を覆って上部電極１３が成膜されている。
【０００６】
図１９において、電子放出部の近傍には窒化シリコンを好適とする絶縁膜１５を介して走査線２１が形成されている。この例では、走査線２１はアルミニウムを好適とする走査線バス電極１６とその上にクロム等のキャップで１７を有し、さらに走査線バス電極１６の下に同じくクロム等のコンタクト電極１８を有する３層構造である。
【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
【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−ｅｍｉｓｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅ、Ｊｐｎ、ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、ｖｏｌ．３６、ｐｐ.９３９
【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】
【０００７】
この種の電子放出素子を用いた画像表示装置では、複数の当該電子放出素子を平坦な絶縁基板（陰極基板）上に二次元のマトリクス状（アレイ状とも言う）に配列して表示領域を構成するが、電子放出素子を構成するトンネル絶縁膜（電子加速層）は下部電極を陽極酸化して非晶質な酸化膜としている。下部電極はアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜（アルミニウム-ネオジム合金膜等）の単層からなる金属膜、あるいは最上層をアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜とした金属の積層膜で構成される。この下部電極を化成処理（陽極酸化）してトンネル絶縁膜を形成するプロセスは、上記金属膜を成膜した絶縁基板を化成液（電解液）に浸漬し、当該金属膜の端縁に一方の電極（陽極）を接続し、電解液中に設置した他方の電極（白金Ｐｔを好適とする陰極）との間に電流（化成電流）を流す陽極酸化工程（陽極化成処理工程）を含む。
【０００８】
こうして成膜したトンネル絶縁膜の上に薄膜の上部電極を成膜してＭＩＭ型電子源とする。下部電極はデータ信号駆動回路に接続し、上部電極は走査信号駆動回路に接続する。この種の電子源では、下部電極の表面に形成された厚さが１０ｎｍ程度の前記トンネル絶縁膜を覆って成膜されたイリジウム―白金―金を好適とする厚さが２ｎｍ程度の上部電極から放出される。放出される電子の量は前記トンネル絶縁膜の仕事関数で制限され、この仕事関数が小さいほど放出電子（エミッション）が多くなる。
【０００９】
電子源を構成するトンネル絶縁膜にＫ⁺イオンを付着させることで電子のエミッション効率が向上することができる。トンネル絶縁膜にＫ⁺イオンを付着させる従来の方法は、以下のとおりである。先ず、陽極酸化（陽極化成）処理でトンネル絶縁膜を形成後、Ｋ₂ＨＰＯ₄粉末の０．０５％ｗｔ水溶液に３分浸漬する。これをエアナイフ乾燥する。この処理を施すことでトンネル絶縁膜上にＫ⁺イオンが付着する。トンネル絶縁膜にＫ⁺イオンが付着することで、電子のエミッションが向上する。また、Ｐ⁺イオンまたはＣｓ⁺イオンは膜質を改善し、電子源の長寿命化に資する。
【００１０】
しかし、上記従来のＫ⁺イオン付着処理では、トンネル絶縁膜の形成後にＫ₂ＨＰＯ₄水溶液に浸漬し、これをエアナイフ乾燥する、というプロセスを陽極酸化処理のプロセスに追加する必要がある。また、Ｋ₂ＨＰＯ₄水溶液での浸漬状態、エアナイフ乾燥状態により電子源間でのＫ⁺イオン付着ムラが発生し、電子エミッションの基板面内ムラをもたらす。また、同様に、トンネル絶縁膜中にドープされるＰ⁺イオン（ＰＯ₄）またはＣｓ⁺イオンの濃度むらが起こる。その結果、高画質の画像表示装置を得ることが難しかった。
【００１１】
本発明の第１の目的は、絶縁基板に形成される表示領域に形成される電子源の電子エミッション性能の差を小さくして表示ムラがなく、膜質を改善して長寿命化を図った画像表示装置を提供することにある。又、本発明の第２の目的は、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】
【００１２】
上記第１の目的を達成するため、本発明では、平坦な絶縁基板（陰極基板）上に形成された下部電極の上にトンネル絶縁膜を介して成膜された上部電極とで構成される複数の電子放出素子がマトリクス状に配置された画像表示装置における前記電子放出素子を構成する前記トンネル絶縁膜が前記下部電極の表面を陽極酸化して形成した非晶質な酸化膜とし、前記トンネル絶縁膜中にＰＯ^3-イオンをドープし、前記トンネル絶縁膜の表面にＫ⁺イオンを付着させた。
【００１３】
上記第２の目的を達成するため、本発明の製造方法では、平坦な絶縁基板上に形成される電子放出素子を構成する下部電極を、ＰＯ^3-イオンとＫ⁺イオンを含んだ水溶液を混入させた化成液中に浸漬し、前記下部電極を陽極としてその表面に酸化膜を形成させる化成工程により、当該陽極酸化膜の表面層中にＰＯ^3-イオンをドープし、前記化成工程の後、当該化成工程とは逆のバイアス電圧を前記下部電極に印加して前記陽極酸化膜の表面層の表面にＫ⁺イオンを付着させる。
【００１４】
本発明は、上記の構成に要約される特許請求の範囲に記載の技術範囲、後述する実施の形態に記載の実施例に限定されるものではなく、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】
【００１５】
本発明の画像表示装置によれば、電子源の電子エミッション性能の差が小さくなって表示ムラがなく、膜質が改善されて長寿命の画像表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を用いて詳細に説明する。なお、以下では本発明の実施例をＭＩＭ（金属−絶縁体−金属）型電子源を用いた画像表示装置を例として説明するが、陽極酸化膜を用いる他の電子源を用いた画像表示装置についても同様に適用できるものである。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明にかかる画像表示装置の実施例１の電子源の構成例を説明する図である。図１は前記したＭＩＭ型電子源であり、図１の（ａ）は電子源の平面を、図１の（ｂ）は図１の（ａ）の断面を示す。この電子源は、ガラス基板１０の主面に、データ信号線となる下部電極１１を有する。この下部電極１１はアルミニウム―ネオジム合金であるが、アルミニウム単体でもよく、またこれら合金や単体金属の２層以上の積層構造としてもよい。下部電極１１の表面の電子放出部分には陽極酸化処理（化成処理）されたトンネル絶縁膜１２が形成され、その周囲は同じく陽極酸化処理されたフィールド絶縁膜１４が形成されている。トンネル絶縁膜１２とフィールド絶縁膜１４は化成処理の条件が異なる。
【００１８】
トンネル絶縁膜１２の周りにはフィールド絶縁膜１４の上に窒化シリコン膜を好適とする絶縁膜（層間絶縁膜）１５を有し、その上に走査線２１が形成されている。走査線２１は下層金属膜１８と中層金属膜１６および上層金属膜１７との積層構造である。この構成では、下層金属膜１８はクロム（Ｃｒ）であり、後述する上部電極との接続をとるコンタクト電極である。また、中層金属膜１６はアルミニウムであり、操作信号の配線抵抗を提言する走査線バス電極である。そして、上層金属膜１７はクロムのキャップ電極である。なお、走査線２１はこのような構成に限るものではなく、下層金属膜１８と上層金属膜１７をアルミニウム―ネオジム合金としたり、下層金属膜１８に代えてシリコン膜としたもの、等がある。
【００１９】
この走査線２１とンネル絶縁膜１２およびフィールド絶縁膜１４を覆ってイリジウム（Ｉｒ）と白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）の３層ＣＶＤ膜からなる上部電極１３が形成されている。この上部電極１３は、図１の（ｂ）の右側に示したように、走査線２１の下層金属膜１８のテーパ（傾斜部）２０で当該走査線２１との確実なコンタクトを取っている。また、図１の（ｂ）の左側に示したように、隣接する単位画素との間が、下層金属膜１８のエッチングバックで形成された中層金属膜１６の庇で自己整合的に分離されている。
【００２０】
図２は、図１のトンネル絶縁膜を形成する陽極酸化処理における反応系を説明する模式図である。また、図３は、図２に示した反応系をＰＯ^3-イオンの取り込みとＫ⁺イオンの付着に分けて示した説明図である。下部電極１１はアルミニウム（Ａｌ）であり、化成処理槽の電解液（化成液）２３に浸漬して一方の電極とし、電源Ｅの陽極（＋）を接続する。化成処理槽には他方の電極として白金（Ｐｔ）の電極２２が設けられており、電源Ｅの陰極（−）を接続する。化成液２３はＰＯ^3-イオンとＫ⁺イオンの水溶液を含んでいる。
【００２１】
図３の（ａ）において、電源Ｅは切り替えスイッチＳで第１電源Ｅ１側に接続される。第１電源Ｅ１の陽極は基板に形成した下部電極１１に、陰極は白金電極２２に接続される。この陽極酸化処理では、電源Ｅ１の電圧を６Ｖとすれば、下部電極１１上に厚さ約１０ｎｍの絶縁層（トンネル絶縁層）１２が形成される。トンネル絶縁層１２はアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）であり、その反応中に化成液２３に溶解されているＰＯ^3-イオンがトンネル絶縁層１２中に取り込まれる。トンネル絶縁層１２は、下部電極１１を構成するアルミニウム膜の元の表面から化成液２３側に成長するアニオン層である表面層１２Ａと元のアルミニウム膜側に成長する下部層１２Ｂとからなる。表面層１２Ａはイオン導電性である。ＰＯ^3-イオンは表面層１２Ａ中に取り込まれる。
【００２２】
その後、電源Ｅは切り替えスイッチＳで第２電源Ｅ２側に接続される。第２電源Ｅ２の陽極は白金電極２２に接続され、陰極は下部電極１１に接続され、逆バイアス処理される。この逆バイアス処理は短時間（１０分程度）である。この処理により、電解液中のＫ⁺イオンが図２の表面層１２Ａの表面に付着する。
【００２３】
本実施例により、トンネル絶縁膜表面に付着したＫ⁺イオンの作用で電子源の電子エミッション量は増加し、電子源の電子エミッション性能の差が小さくなって表示ムラがなくなる。また、トンネル絶縁膜中に取り込まれたＰＯ^3-イオンまたはＣｓ⁺イオンの作用によって膜質が改善され、長寿命の画像表示装置が得られる。ＰＯ^3-イオンまたはＣｓ⁺イオンによる膜質改善は、電子エミッションに対する仕事関数低減のためと考えられる。
【実施例２】
【００２４】
以下、本発明にかかる画像表示装置の製造方法を実施例２として図４〜図１７を参照して説明する。図４〜図１７は、本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する平面図とその要部断面図である。先ず、図４に示したように、ガラス等の絶縁性の基板１０上に下部電極１１用の金属膜を成膜する。下部電極１１の材料としてアルミニウム（Ａｌ）合金を用いる。Ａｌ合金を用いるのは、前記した陽極酸化による良質の絶縁膜を形成できるからである。ここでは、ネオジム（Ｎｄ）を２原子量％ドープしたアルミニウム―ネオジム合金（Ａｌ−Ｎｄ）を用いた。この成膜には、例えば、スパッタリング法を用いる。膜厚は６００ｎｍとした。
【００２５】
下部電極１１用の金属膜の成膜後、パターニング工程、エッチング工程によりストライプ形状の下部電極１１を形成する(図５)。下部電極１１の電極幅は画像表示装置のサイズや解像度により異なるが、そのサブピクセルのピッチ程度、大体１００〜２００ミクロン（μｍ）程度とする。エッチングは、例えば、燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液でのウェットエッチングを用いる。下部電極１１の側縁には積極的にテーパＴをもたせるのが望ましい。この下部電極１１は幅の広い簡易なストライプ構造のため、レジストのパターニングは安価なプロキシミティ露光や、印刷法などで行うことができる。
【００２６】
次に、電子放出部を制限し、下部電極１１のエッジへの電界集中を防止するフィールド絶縁膜（保護絶縁層とも言う）１４とトンネル絶縁膜１２を形成する。まず、図６に示した下部電極１１上の電子放出部となる部分をレジスト膜２５でマスクし、その他の部分を選択的に厚く陽極酸化してフィールド絶縁膜１４とする。例えば、化成電圧を２００Ｖとして、厚さ約２７０ｎｍのフィールド絶縁膜１４を形成する。その後、レジスト膜２５を除去して残りの下部電極１１の表面を陽極酸化する。例えば、化成電圧を６Ｖとして下部電極１１上に厚さ約１０ｎｍのトンネル絶縁層１２を形成される（図７）。
【００２７】
次に、窒化シリコンをスパッタして絶縁膜１５を成膜する（図８）。なお、フリットガラスと反応する表示領域の外周にあるシール部の絶縁膜１５はドライエッチングで除去する。そして、走査線形成部分の絶縁膜１５をドライエッチングで除去し、フィールド絶縁膜１４を露出させる（図９）。ここで、再び化成槽で陽極酸化処理を行い、走査線形成部分のフィールド絶縁膜１４のダメージ修復を行う（図１０）。この再酸化処理はフィールド絶縁膜１４の剥がれを防止するために行うものであり、先のフィールド絶縁膜１４の剥がれが問題ない場合には必ずしも必要でないプロセスである。
【００２８】
次に、基板の全面を覆ってクロム、アルミニウム、クロムを順に成膜し、コンタクト電極となる下層金属膜１８、走査線バス電極１６、キャップ電極１７からなる３層の金属膜を成膜する（図１１）。以下、レジストの塗布とパターン露光、現像のホトリソプロセスでレジストマスクを形成し、このレジストマスクを用いてエッチングを行う、先ず、クロムを溶解するエッチング液でキャップ電極１７をパターニングする（図１２）。次にアルミニウムを溶解するエッチング液で走査線バス電極１６をパターニングする（図１３）。そして、クロムを溶解するエッチング液で下層金属膜１８をパターニングする（図１４）。
【００２９】
次に、トンネル絶縁膜１２を覆う絶縁膜（ＳｉＮ）をＳＦ₆＋Ｏ₂＋Ｈｅ混合ガスを用いたドライエッチングで除去し、トンネル絶縁膜１２を露出する（図１５）。このとき、コンタクト電極となる下層金属膜１８の隣接画素側がエッチングバックされて走査線バス電極１６に庇構造を形成し、トンネル絶縁膜１２側の端縁にテーパ２０が形成される。ここで、トンネル絶縁膜１２を再び化成槽に入れ、トンネル絶縁膜１２の陽極酸化を行う（図１６）。この再陽極酸化もトンネル絶縁膜１２のダメージ修復のプロセスである。
【００３０】
最後に、基板全面にイリジウム、白金、金を順にスパッタ成膜して上部電極１３とする（図１７）。このスパッタ成膜の際に、図１でも説明したよおうに、走査線２１の走査線バス配線１６の庇構造で隣接する画素との間で上部電極１３が自己整合的に分離される。
【００３１】
図１８は、本発明にかかる画像表示装置をＭＩＭ型の電子源を用いた表示装置を例として説明する模式平面図である。なお、図１では、電子源を有する基板（陰極基板）１０の平面を示し、蛍光体や陽極を形成した他方の基板（蛍光体基板、陽極基板）は、図示を省略している。
【００３２】
基板１０には、信号線駆動回路５０に接続する信号線（データ線）を構成する下部電極１１、上部電極１３、走査線駆動回路６０に接続して信号線と直交配置された走査線２１、走査電極の一部で上部電極１３を接続するためのコンタクト電極である下層金属膜１８、上部電極１３を各走査線毎に分離するための庇構造１９、等が形成されている。なお、電子源アレイ（電子放出部）は、下部電極１１上に交差は位置される走査線２１の間に配置され、トンネル絶縁膜１２を介して下部電極１１に積層する上部電極１３で形成される。記述の如く、電子放出部の領域を制限する厚いフィールド絶縁層１４で囲まれた薄層部分で形成されるトンネル絶縁層１２の部分から電子が放出される。
【００３３】
なお、図示しない蛍光面基板の内面には、表示画像のコントラストを上げるための遮光層すなわちブラックマトリクス、赤色蛍光体、緑色蛍光体と青色蛍光体を典型とする複数色の蛍光体群を配列した蛍光面と、陰極基板１０の電子源から放出された電子を加速してこれらの蛍光体に射突させて励起する陽極が形成されている。蛍光体としては、例えば、赤色にＹ₂Ｏ₂Ｓ:Ｅｕ(Ｐ２２−Ｒ)、緑色にＺｎＳ:ＣｕＡｌ(Ｐ２２−Ｇ)、青色にＺｎＳ:ＡｇＣｌ(Ｐ２２−Ｂ)を用いることができる。陰極基板１０と蛍光面基板とはスペーサ３０で所定の間隔で保持され、表示領域の外周に封止枠４０を介在させて封着した後、内部が真空封止される。図１８では、封止枠４０の内側端と外側端を太線で示し、矢印ａで示された範囲と矢印ｂで示された間が封止枠４０である。矢印ｂで示された内部が真空封止される。また、矢印ｃで示された範囲に上部電極１３が形成される。そして、矢印ｄで示された範囲の下層金属膜１８がエッチングバックされて隣接する画素と分離された部分を示す。
【００３４】
スペーサ３０は、陰極基板１０の走査電極２１上に配置し、蛍光面基板のブラックマトリクスの下に隠れるように配置する。下部電極１１は信号線駆動回路５０へ接続し、走査電極配線である走査電極１６は走査線駆動回路６０に接続する。フルカラー表示の１画素（カラーピクセル）を構成する電子源のそれぞれは、前記の蛍光体のそれぞれに対応した単位画素（カラー表示の副画素：サブピクセル）を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる画像表示装置の実施例１の電子源の構成例を説明する図である。
【図２】図１のトンネル絶縁膜を形成する陽極酸化処理における反応系を説明する模式図である。
【図３】図２に示した反応系をＰＯ^3-イオンの取り込みとＫ⁺イオンの付着に分けて示した説明図である。
【図４】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する平面図とその要部断面図である。
【図５】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図４に続く平面図とその要部断面図である。
【図６】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図５に続く平面図とその要部断面図である。
【図７】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図６に続く平面図とその要部断面図である。
【図８】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図７に続く平面図とその要部断面図である。
【図９】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図８に続く平面図とその要部断面図である。
【図１０】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する走査線形成部分のフィールド絶縁膜のダメージ修復を行う再化成処理の説明図である。
【図１１】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図９に続く平面図とその要部断面図である。
【図１２】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図１１に続く平面図とその要部断面図である。
【図１３】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図１２に続く平面図とその要部断面図である。
【図１４】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図１３に続く平面図とその要部断面図である。
【図１５】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図１４に続く平面図とその要部断面図である。
【図１６】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明するトンネル絶縁膜のダメージ修復を行う再化成処理の説明図である。
【図１７】本発明の画像表示装置の陰極基板を構成する薄膜電子源の製造プロセスを説明する図１５に続く平面図とその要部断面図である。
【図１８】本発明にかかる画像表示装置をＭＩＭ型の電子源を用いた表示装置を例として説明する模式平面図である。
【図１９】薄膜型の電子放出素子の構造例を説明するＭＩＭ型電子源の要部斜視図である。
【図２０】図１９のＡ−Ａ’方向に切断した概略断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・陰極基板、１１・・・下部電極（データ線）、１２・・・トンネル絶縁膜、１３・・・上部電極、１４・・・フィールド絶縁膜、１５・・・絶縁膜、１６・・・中層金属膜、１７・・・上層金属膜、１８・・・下層金属膜、１９・・・庇構造、２０・・・テーパ部、２１・・走査線、２２・・・陰極、２３・・・電解液、３０・・・スペーサ、４０・・・封止枠、５０・・・信号線駆動回路、６０・・・走査線駆動回路、。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な絶縁基板上に形成された下部電極と、該下部電極の上にトンネル絶縁層を介して成膜された上部電極とで構成される複数の電子放出素子をマトリクス状に配置してなり、
前記電子放出素子を構成する前記トンネル絶縁層は前記下部電極の表面を陽極酸化して形成した非晶質な酸化膜であり、
前記トンネル絶縁層中にＰＯ^3-イオンがドープされ、前記トンネル絶縁層の表面にＫ⁺イオンまたはＣｓ⁺イオンが付着していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記トンネル絶縁層は、下部電極の表面側に成長したアニオン層を有し、前記ＰＯ^3-イオンが前記アニオン層内にドープされていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記Ｋ⁺イオンが前記アニオン層の表面に付着していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記下部電極は、アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜の単層膜であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記下部電極は、アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜の何れかを最表面にもつ積層膜であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
平坦な絶縁基板上に形成される電子放出素子を構成する下部電極を、ＰＯ^3-イオンとＫ⁺イオンを含んだ水溶液またはＣｓ⁺イオンとＣＯ₃^2-イオンを含んだ水溶液、または、ＰＯ^3-イオンとＫ⁺イオンとＣｓ⁺イオンとＣＯ₃^2-イオンを含んだ水溶液、またはＣｓ⁺イオンを混入させた化成液中に浸漬し、前記下部電極を陽極としてその表面に酸化膜を形成させる化成工程により、当該陽極酸化膜の表面層中にＰＯ^3-イオンをドープする工程と、
前記化成工程の後、当該化成工程とは逆のバイアス電圧を前記下部電極に印加して前記陽極酸化膜の表面層の表面にＫ⁺イオンを付着させる工程と、
を含むことを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記化成工程により前記下部電極の表面側にアニオン層を成長させ、前記ＰＯ^3-イオンを前記アニオン層内にドープすることで前記トンネル絶縁層を形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記逆のバイアス電圧の印加により、前記Ｋ⁺イオンまたはＣｓ⁺イオンを前記アニオン層の表面に付着させることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれかにおいて、
前記下部電極にアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜の単層膜を用いることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項６乃至８のいずれかにおいて、
前記下部電極にアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜の何れかを最表面にもつ積層膜を用いることを特徴とする画像表示装置の製造方法。

【図１】