專利名稱：制造構(gòu)件圖形、配線結(jié)構(gòu)體、電子源和圖像顯示裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配線結(jié)構(gòu)體等的構(gòu)件圖形的制造方法、及使用它的電子源及圖像顯示裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
在基板上絕緣膜或?qū)щ娔ひ运枰膱D形形成的構(gòu)件圖形的制造方法，在配線結(jié)構(gòu)體的制造方法中使用，而且，此配線結(jié)構(gòu)體應(yīng)用于等離子體顯示屏(PDP)、液晶顯示元件(LCD)、場致發(fā)射顯示元件(ELD)、電子發(fā)射型顯示元件等的圖像顯示及攝像裝置等之中。下面以電子發(fā)射型的顯示元件為例予以說明。
在日本專利特開平8-321254號公報等中公開了電子發(fā)射元件。圖3(a)為表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的示意平面圖，圖3(b)為元件的示意剖面圖。圖3中，31是基板，32、33是電極，34是導(dǎo)電性薄膜，而35是電子發(fā)射單元。
本發(fā)明的發(fā)明人對于這種表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件大量地配置于基板上的圖像形成裝置的大面積化進(jìn)行了研究。對于將電子發(fā)射元件及配線配置于基板上的電子源基板(配線裝置)的制作方法考慮了多種方法。其中之一是轉(zhuǎn)用絲網(wǎng)印刷法、膠印(offset)印刷法等印刷技術(shù)來制作這種表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件及包含此種元件的電子源基板的方法。印刷法適于形成大面積的圖形，用印刷法制作表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的元件電極，可使大量表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的形成簡單易行。
在日本專利特開平8-34110號公報中，公開了將用作驅(qū)動在背板(基板)上的各電子發(fā)射元件的配線的在X方向上延伸的X方向配線及在Y方向上延伸的Y方向配線和用來絕緣X方向配線和Y方向配線的絕緣層，采用絲網(wǎng)印刷法形成的技術(shù)。圖4至圖8示出上述公報中公開的電子源的制造方法。
首先，在基板41上，排列形成多個成對電極42、43(圖4)。
之后，利用絲網(wǎng)印刷法，通過涂敷導(dǎo)電性漿料并對其焙燒而形成共同連接一個電極43的配線(Y方向配線)44(圖5)。
于是，利用絲網(wǎng)印刷法通過涂敷絕緣性漿料并對其焙燒而形成用來絕緣后述的配線(X方向配線)46和上述配線44的絕緣層45(圖6)。
此外，利用絲網(wǎng)印刷法，通過涂敷導(dǎo)電性漿料并對其焙燒而形成共同連接一個電極42的配線(X方向配線)46(圖5)。
于是，形成連接各對電極42、43的導(dǎo)電性膜47(圖8)。
根據(jù)這一方法，可以很容易地制造低電阻的厚膜配線，可縮短每個基板的處理時間而降低成本。
另外，在近年來的大畫面高精細(xì)的PDP及采用電子發(fā)射元件的顯示屏中，由于要求更精細(xì)的行地址的印刷性能，也有元件電極、配線等全部以光刻法做成的方法。
在利用上述的光刻法，形成顯示屏用的多個電子發(fā)射元件時，要求正確制作的電子發(fā)射元件的數(shù)目在現(xiàn)有的NTSC方式中也達(dá)到數(shù)十萬個，而在HDTV(高清晰度電視)中則達(dá)到數(shù)百萬個。此時就要求進(jìn)一步提高配線44、46及層間絕緣層45的可靠性。
對于層間絕緣層，為了降低驅(qū)動時的耗電、發(fā)熱，希望其形成厚層使其介電常數(shù)小于某一程度。并且，不要發(fā)生針孔等等。因此，在形成層間絕緣層時，僅僅形成一層多半不夠。于是，為了消滅可使具有數(shù)百萬個配線交叉部的矩陣結(jié)構(gòu)的配線交叉部發(fā)生針孔短路的缺陷，考慮采用兩層以上的積層。不過，多層重疊結(jié)構(gòu)，在X方向配線和Y方向配線的交叉部也有出現(xiàn)配線間短路的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可靠性高的、獲得絕緣性能或?qū)щ娦阅艿臉?gòu)件圖形的制造方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種可以抑制針孔發(fā)生的構(gòu)件圖形的制造方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種可以在成對導(dǎo)電性構(gòu)件間獲得良好的接觸性能的構(gòu)件圖形的制造方法。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種可以抑制層間絕緣層的針孔的發(fā)生，在上下配線間短路缺陷少可靠性高的配線結(jié)構(gòu)體及采用它的電子源、圖像顯示裝置的制造方法。
本發(fā)明的構(gòu)件圖形的制造方法，是一種在基板上具備圖形化構(gòu)件的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于包括使施加到基板上的負(fù)性感光材料的所要求區(qū)域從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光工序；從與上述第一曝光方向的相反的第二方向進(jìn)行曝光的第二曝光工序；在上述曝光工序之后進(jìn)行顯影而形成上述構(gòu)件的前體圖形的顯影工序；以及對上述前體圖形進(jìn)行焙燒的工序。
另外，本發(fā)明的構(gòu)件圖形的制造方法，是一種在基板上具備圖形化構(gòu)件的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于包括使施加到基板上的負(fù)性感光材料的所要求區(qū)域從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光工序；在上述第一曝光工序之后進(jìn)行顯影而形成上述構(gòu)件的前體圖形的顯影工序；從與上述第一曝光方向的相反的第二方向使上述構(gòu)件的前體圖形進(jìn)行曝光的第二曝光工序；以及在上述第二曝光工序之后使上述前體圖形焙燒的工序。
另外，本發(fā)明提供一種配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于上述絕緣體的形成工序包括對跨過從配置于基板上的第一配線上到上述基板上而施加的負(fù)性感光絕緣材料的所要求區(qū)域，從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光步驟；從與上述第一方向的相反的第二方向進(jìn)行曝光的第二曝光步驟；在上述曝光步驟之后進(jìn)行顯影而形成上述絕緣體的前體圖形的步驟；以及使上述絕緣體的前體圖形焙燒的步驟。
另外，本發(fā)明提供一種配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于上述絕緣體的形成工序包括對跨過從配置于基板上的第一配線上到上述基板上施加的負(fù)性感光絕緣材料的所要求區(qū)域，從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光步驟；在上述第一曝光步驟之后進(jìn)行顯影而形成上述絕緣體的前體圖形的步驟；從與上述第一方向的相反的第二方向進(jìn)行曝光的第二曝光步驟；以及在上述第二曝光步驟之后，對上述前體圖形焙燒的步驟。
本發(fā)明提供一種電子源的制造方法，該電子源具有配線結(jié)構(gòu)體和與上述配線結(jié)構(gòu)體相連接的電子發(fā)射元件，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于，上述配線結(jié)構(gòu)體是用上述的方法制造的。
另外，本發(fā)明提供一種圖像顯示裝置的制造方法，該圖像顯示裝置包括配線結(jié)構(gòu)體，與上述配線結(jié)構(gòu)體相連接的電子發(fā)射元件，以及利用從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子的照射顯示圖像的圖像顯示構(gòu)件，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于，上述配線結(jié)構(gòu)體是用上述的方法制造的。


圖1A、1B、1C和1D為用來說明本發(fā)明的絕緣膜的形成方法的示圖。
圖2為用來說明本發(fā)明的層間絕緣層的形成方法的示圖。
圖3A、3B為示出本發(fā)明的在電子源基板上形成的電子發(fā)射元件的一例的示意圖。
圖4為用來說明電子源基板的制造工序的示圖。
圖5為用來說明電子源基板的制造工序的示圖。
圖6為用來說明電子源基板的制造工序的示圖。
圖7為用來說明電子源基板的制造工序的示圖。
圖8為用來說明電子源基板的制造工序的示圖。
圖9A、9B、9C和9D為用來說明電子源基板的制造工序的示圖。
圖10A、10B和10C為用來說明電子源基板的制造工序的示圖。
圖11A和11B為示出成形電壓的示例的示圖。
圖12A和12B為示出激活電壓的示例的示圖。
圖13為示出本發(fā)明的圖像顯示裝置的一構(gòu)成例的示意斜視圖。
圖14為示出本發(fā)明的圖像顯示裝置的熒光膜的示例的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的構(gòu)件圖形的制造方法，是一種在基板上具備圖形化構(gòu)件的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于包括使施加到基板上的負(fù)性感光材料的所要求區(qū)域從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光工序；從與上述第一曝光方向的相反的第二方向進(jìn)行曝光的第二曝光工序；在上述曝光工序之后進(jìn)行顯影而形成上述構(gòu)件的前體圖形的顯影工序；以及對上述前體圖形焙燒的工序。
另外，本發(fā)明的構(gòu)件圖形的制造方法，是一種在基板上具備圖形化構(gòu)件的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于包括使施加到基板上的負(fù)性感光材料的所要求區(qū)域從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光工序；在上述第一曝光工序之后進(jìn)行顯影而形成上述構(gòu)件的前體圖形的顯影工序；從與上述第一曝光方向的相反的第二方向使上述構(gòu)件的前體圖形進(jìn)行曝光的第二曝光工序；以及在上述第二曝光工序之后對上述前體圖形焙燒的工序。
另外，上述本發(fā)明的構(gòu)件圖形的制造方法，優(yōu)選地，適用于上述負(fù)性感光材料是跨著從預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件上到上述基板上而施加的場合。
另外，上述本發(fā)明的構(gòu)件圖形的制造方法，優(yōu)選地適用于上述預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件是具有比上述基板更大的光反射率的構(gòu)件的場合。
另外，上述本發(fā)明的構(gòu)件圖形的制造方法，優(yōu)選地適用于上述預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件是通過伴隨有對感光材料進(jìn)行曝光、顯影和焙燒的方法形成的構(gòu)件的場合。
另外，上述本發(fā)明的構(gòu)件圖形的制造方法，優(yōu)選地適用于上述預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件的剖面形狀具有懸臂部分的場合。
另外，上述本發(fā)明的構(gòu)件圖形的制造方法，優(yōu)選地適用于上述圖形化的構(gòu)件是絕緣性構(gòu)件，上述絕緣性構(gòu)件具有用來電連接一對夾持該絕緣性構(gòu)件而疊置于上述基板上的導(dǎo)電性構(gòu)件的接觸孔的場合。
在上述的本發(fā)明的構(gòu)件圖形制造方法中，所謂的構(gòu)件圖形是絕緣性構(gòu)件的圖形或?qū)щ娦詷?gòu)件的圖形，由于具有從第一方向曝光的第一曝光工序和從與上述第一方向相反的第二方向曝光的第二曝光工序，可以減少曝光后在感光材料中的未反應(yīng)單體的殘留量，從而可以極力減少焙燒后在構(gòu)件圖形中發(fā)生的針孔。另外，因為可以抑制上述針孔的發(fā)生，構(gòu)件圖形的連續(xù)性高(密度大)，所以對絕緣性構(gòu)件而言可以制造出絕緣性能優(yōu)異的構(gòu)件圖形，對導(dǎo)電性構(gòu)件而言可以制造出導(dǎo)電性能優(yōu)異的構(gòu)件圖形。
另外，在上述的本發(fā)明的構(gòu)件圖形制造方法中，在上述第一曝光工序之后具有進(jìn)行顯影而形成上述構(gòu)件的前體圖形的顯影工序和從與上述第一方向相反的第二方向?qū)ι鲜鰳?gòu)件前體圖形進(jìn)行曝光的第二曝光工序的場合，存在無需曝光掩模就可以進(jìn)行第二曝光工序的好處。
另外，上述的本發(fā)明的構(gòu)件圖形制造方法，因為可以消除在負(fù)性感光材料是跨著從預(yù)先配置于基板上的構(gòu)件上到上述基板上而施加時，在存在上述預(yù)先配置的構(gòu)件的部分和不存在上述預(yù)先配置的構(gòu)件的部分中，因曝光時的反射率不同而導(dǎo)致在反射率小的部分曝光不足，導(dǎo)致發(fā)生上述針孔的問題，所以更加適用。并且，在此場合，在上述基板上預(yù)先配置的構(gòu)件為比上述基板的光反射率更大的構(gòu)件的場合使用效果更佳。
上述的本發(fā)明的構(gòu)件圖形制造方法，在上述基板上預(yù)先配置的構(gòu)件的剖面形狀具有懸臂部分的場合，因為即使是從上方曝光也可以消除懸臂的影子部分得不到充分曝光從而導(dǎo)致上述針孔的發(fā)生的問題，是以其適用性更好。另外，由于這種懸臂的剖面形狀在通過伴隨有對感光材料進(jìn)行曝光、顯影和焙燒的方法形成的構(gòu)件中見到的很多，所以在上述基板上預(yù)先配置的構(gòu)件是通過伴隨有對感光材料進(jìn)行曝光、顯影和焙燒的方法形成的構(gòu)件的場合，本發(fā)明的適用性更好。
另外，上述的本發(fā)明的構(gòu)件圖形制造方法，在上述圖形化的構(gòu)件是絕緣性構(gòu)件，上述絕緣性構(gòu)件具有用來電連接一對夾持該絕緣性構(gòu)件而疊置于上述基板上的導(dǎo)電性構(gòu)件接觸孔的場合，因為可以防止接觸孔部分的過度曝光而能夠形成良好尺寸的接觸孔，在成對的導(dǎo)電性構(gòu)件之間可以獲得良好的接觸性能。
上述的構(gòu)件圖形制造方法，優(yōu)選地適用于，例如，各種電子器件的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法。即本發(fā)明提供一種配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于上述絕緣體的形成工序包括對跨過從配置于基板上的第一配線上到上述基板上而施加的負(fù)性感光絕緣材料的所要求區(qū)域，從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光步驟；從與上述第一方向的相反的第二方向進(jìn)行曝光的第二曝光步驟；在上述曝光步驟之后進(jìn)行顯影而形成上述絕緣體的前體圖形的步驟；以及使上述絕緣體的前體圖形焙燒的步驟。
另外，本發(fā)明提供一種配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于上述絕緣體的形成工序包括對跨過從配置于基板上的第一配線上到上述基板上施加的負(fù)性感光絕緣材料的所要求區(qū)域，從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光步驟；在上述第一曝光步驟之后進(jìn)行顯影而形成上述絕緣體的前體圖形的步驟；從與上述第一方向的相反的第二方向進(jìn)行曝光的第二曝光步驟；以及在上述第二曝光步驟之后，對上述前體圖形焙燒的步驟。
另外，上述的構(gòu)件圖形的制造方法，優(yōu)選地適用于上述第一配線是具有比上述基板更大的光反射率的構(gòu)件的場合。
另外，上述的構(gòu)件圖形的制造方法，優(yōu)選地適用于上述第一配線是通過伴隨有對感光材料進(jìn)行曝光、顯影和焙燒的方法形成的構(gòu)件的場合。
另外，上述的構(gòu)件圖形的制造方法，優(yōu)選地適用于上述第一配線的剖面形狀是具有懸臂部分的場合。
另外，上述的配線結(jié)構(gòu)體的的制造方法，優(yōu)選地適用于上述絕緣體是具有用來電連接一對夾持該絕緣性構(gòu)件而疊置于上述基板上的導(dǎo)電性構(gòu)件的接觸孔的場合。
另外，上述的配線結(jié)構(gòu)體的的制造方法，很好地適用于在基板上具備多個第一配線以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的多個第二配線的配線結(jié)構(gòu)體。
上述的配線結(jié)構(gòu)體的的制造方法，因為在構(gòu)件圖形的制造方法中由于與前述同樣的理由而取得同樣的效果，可提供一種可以抑制絕緣體的針孔的發(fā)生，在上下配線間短路缺陷少、可靠性高的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法。
另外，上述的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，很好地適用于電子源的制造方法、圖像顯示裝置的制造方法。即本發(fā)明提供一種電子源的制造方法，該電子源具有配線結(jié)構(gòu)體和與上述配線結(jié)構(gòu)體相連接的電子發(fā)射元件，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于，上述配線結(jié)構(gòu)體是用上述的方法制造的。
另外，本發(fā)明提供一種圖像顯示裝置的制造方法，該圖像顯示裝置包括配線結(jié)構(gòu)體，與上述配線結(jié)構(gòu)體相連接的電子發(fā)射元件，以及利用從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子的照射顯示圖像的圖像顯示構(gòu)件，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于，上述配線結(jié)構(gòu)體是用上述的方法制造的。
另外，上述的電子源及圖像顯示裝置的制造方法，優(yōu)選地適用于在基板上具備多個第一配線、和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的多個第二配線的配線結(jié)構(gòu)體以及在上述配線結(jié)構(gòu)體中以矩陣方式配線的多個電子發(fā)射元件的電子源。
上述的電子源及圖像顯示裝置的制造方法，因為在構(gòu)件圖形的制造方法中由于與前述同樣的理由而取得同樣的效果，可提供一種采用可以抑制絕緣體的針孔的發(fā)生，在上下配線間短路缺陷少、可靠性高的配線結(jié)構(gòu)體的電子源及圖像顯示裝置的制造方法。
為有助于理解本發(fā)明的實施方案，首先，對得到本發(fā)明的由來予以簡單的說明。
本發(fā)明的發(fā)明人，對圖8所示的XY矩陣配線基板上的配線間短路進(jìn)行了仔細(xì)的分析、觀察，結(jié)果了解到發(fā)生配線間短路的地點，是在X方向配線46和Y方向配線44的交叉部中，位于下側(cè)的配線的剖面形狀變成倒梯形的所謂的卷邊，相對于基板成為懸臂狀態(tài)的情況很多，由此得到了本發(fā)明。
本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為，如果存在懸臂，在層間絕緣層曝光時即使是采用掩模從上方曝光，懸臂的影子部分也不能充分曝光，因此在感光絕緣材料中殘留很多未反應(yīng)的單體，在顯影后的焙燒時會不正常地產(chǎn)生氣體而發(fā)生針孔。
這一點是通過光照使材料中的單體發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu)現(xiàn)象后殘留的負(fù)性感光材料中希望避免的問題。在感光性絕緣層中經(jīng)常使用的丙烯系等具有重鍵的單體，與部分聚合的聚合物相比焙燒時的焙燒溫度高?？梢哉J(rèn)為，如果在這種單體燒失時，層間絕緣材料中的玻璃料開始熔融，則在氣體脫出的部分會發(fā)生針孔。
另外，一般感光性配線材料，由于曝光深度等問題在顯影后剖面容易變成倒梯形形狀。并且在按照原樣焙燒時，圖形的邊緣向上方反卷而形成稱為卷邊的狀態(tài)。雖然材料制造商為了改善這種配線材料的特性進(jìn)行了種種的努力，但實情是到現(xiàn)在為止完全沒有卷邊的感光性配線材料尚未投入市場。
另外，在無卷邊的配線的場合，在配線圖形及底層的表面附近，由于來自上方的曝光光1反射，可以使感光性絕緣材料充分硬化，但在沒有配線圖形及底層的部分，由于不存在來自這些的反射，曝光不充分，易于產(chǎn)生硬化度低的部分，從此處產(chǎn)生的氣體容易引起針孔。
于是，在本發(fā)明的實施方案中，在感光性絕緣材料圖形化時，例如對于僅僅依靠來自基板上方的曝光會使曝光不足而使反應(yīng)不充分的感光性絕緣材料，例如從基板里面也予以充分的光照使反應(yīng)進(jìn)行。這樣一來，就可以使未反應(yīng)的感光性單體消失，可以抑制由于絕緣層的焙燒工序中發(fā)生氣泡而產(chǎn)生的針孔。
在本發(fā)明中的實施方案中，第二次曝光工序可以在第一次曝光之后立即進(jìn)行，若在第一次曝光的潛影顯影之后進(jìn)行，則第二次曝光工序可以在沒有曝光掩模的情況下進(jìn)行。
另外，在本說明書中，所謂“卷邊”指在配線或絕緣材料中圖形的剖面形狀，與圖形的中央部分相比較靠近邊緣部分從基板上浮翹起的高度，而所謂“懸臂”指由于卷邊使配線的剖面方向的邊緣從基板界面上浮而出現(xiàn)間隙的狀態(tài)。
本發(fā)明的實施方案，適用于第一剖面形狀為具有卷邊及懸臂的形狀或矩形、梯形、三角形、半圓形等的任意形狀，但在第一配線的側(cè)面和基板的表面形成的角度為銳角(懸臂的場合等)或鈍角(印刷的場合等)的場合，效果顯著。
作為在本發(fā)明的實施方案中使用的基板，可列舉的有鈉鈣玻璃、硼硅玻璃、石英玻璃等透光性基板；硅之類的半導(dǎo)體基板；金屬基板等，最好是采用可以透過曝光用的光的透光性基板。
作為本發(fā)明實施方案中使用的第一配線，可利用涂敷法、濺射法、真空蒸著法、CVD法、電鍍法等等形成，可列舉的有利用光刻法圖形化的導(dǎo)電體或利用印刷法等圖形化的導(dǎo)電體，既可以是所謂的薄膜，也可以是由燒結(jié)體等組成的厚膜。作為該導(dǎo)電體，可以使用Au、Ag、Au、Cl、Cr、Mo、W、Ni、Co、Pt、Ta、Ti等金屬或由這些金屬的兩種以上構(gòu)成的合金，或是這些金屬與Si、Nd等的合金。另外，第一配線既可以是單層，也可以材料不同的多層的疊層體。對第一配線的厚度，沒有特別的限制，例如可以從4μm～20μm的范圍中選擇。
另外，作為本發(fā)明實施方案中使用的第二配線，可以使用與上述配線同樣的構(gòu)成及材料。
作為本發(fā)明實施方案中使用的感光性絕緣材料，只要是在經(jīng)過曝光及顯影工序變成圖形化的絕緣膜時，保持必需的絕緣特性的材料即可，包含在圖形化后感光性完全消失的材料。特別最好是使用負(fù)型感光性絕緣漿料，這種絕緣漿料，例如，可以使用包含玻璃之類的絕緣體40體積％～60體積％，其余部分為感光性樹脂及溶劑等組成的眾所周知的材料。對感光性絕緣材料的厚度，沒有特別的限制，干燥后的膜厚例如為10μm～40μm左右。
下面參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案予以舉例說明。不過，在本實施方案中記述的結(jié)構(gòu)部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對配置等，只要沒有特別說明，就沒有將本發(fā)明的范圍僅限定于這些的意思。
(實施方案1)參照圖1對本發(fā)明的絕緣膜的形成方法的一實施例予以說明。
首先，制備可以使曝光用的光線透過的玻璃等的透光性基板1(圖1(a))。
之后，根據(jù)需要，在形成由鉑等導(dǎo)電體構(gòu)成的底層2之后，利用印刷法等涂敷導(dǎo)電性漿料并焙燒。這樣，就可形成例如厚度為5μm～20μm左右的配線圖形3(圖1(b))。此處配線圖形3的側(cè)面和基板1的表面形成的角度為鈍角。
之后，利用印刷法涂敷負(fù)型感光性絕緣漿料4并進(jìn)行干燥(圖1(c))。干燥后的膜厚例如為10μm～～40μm左右。此外，作為感光性絕緣漿料，可以使用例如由40體積％～60體積％玻璃、感光性樹脂、溶劑等組成的眾所周知的材料。
接著，通過用來形成絕緣層圖形的光學(xué)掩模5從基板上方進(jìn)行曝光(圖1(c))。曝光用的光線可以采用g線、h線、i線等公知的波長的光線，光量例如為60mj/cm2～200mj/cm2左右。
之后，在顯影形成圖形之后，從基板里面再度曝光。曝光量可考慮基板的厚度及透射率等決定。于是，例如，在300℃～800℃下焙燒，形成絕緣層圖形6(圖1(d))。焙燒后的絕緣層圖形6的厚度，是焙燒前的40～55％左右，例如為4μm～22μm左右。
在以上說明的本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的上述絕緣膜的形成方法中，因為在對感光性絕緣漿料進(jìn)行曝光和顯影后，從基板里面再度進(jìn)行曝光，可以使靠近基板界面的感光性絕緣漿料充分曝光和硬化，不會從絕緣層圖形產(chǎn)生氣體，可以防止針孔的發(fā)生。
另外，在將絕緣膜作為層間絕緣層使用的場合，與絕緣膜圖形化的同時對用作接觸孔的開口進(jìn)行圖形化，由于在這種場合只從加大光量的上方進(jìn)行曝光，接觸孔部分曝光過度，接觸孔的大小會變動。另一方面，在本發(fā)明的絕緣膜的形成方法中，由于可以不從基板上方加大曝光量進(jìn)行圖形化，可以形成所要求的大小的接觸孔。
(實施方案2)下面，作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的上述絕緣膜的形成方法的適用例，對具有在XY矩陣配線的交叉部附近分別配設(shè)電子發(fā)射元件的結(jié)構(gòu)的圖8所示的電子源基板為中心，進(jìn)行說明。
作為在本實施方案的電子源基板上形成的電子發(fā)射元件，優(yōu)選使用可由矩陣驅(qū)動的雙端子型的冷陰極，例如，可以優(yōu)選使用如圖3所示的表面?zhèn)鲗?dǎo)型的電子發(fā)射元件及臥式電場發(fā)射型電子發(fā)射元件(FE)等。此處示出的是圖3所示的表面?zhèn)鲗?dǎo)型的電子發(fā)射元件的形成的示例。
(元件電極的形成)首先，在經(jīng)過很好清洗的基板41上，利用光刻法等配列形成多個元件電極42、43(圖4)。
基板41由玻璃等構(gòu)成，其大小及其厚度，可根據(jù)設(shè)置于其上的電子發(fā)射元件的個數(shù)、以及各個元件的設(shè)計形狀、以及在電子源使用時構(gòu)成容器的一部分時，把該容器保持為真空用的耐大氣壓結(jié)構(gòu)等的力學(xué)條件進(jìn)行適宜的設(shè)定。
作為玻璃的材質(zhì)，一般使用廉價的鈉鈣玻璃，但有時需使用在其上以濺射法形成厚度為例如0.5μm的氧化硅薄膜作為鈉阻擋層的基板等。此外，也可以利用鈉少的玻璃及石英基板制作。
在元件電極42、43的形成中，可以在利用真空蒸著法、濺射法、等離子CVD法等真空系統(tǒng)的成膜方法形成金屬薄膜之后，選擇用光刻法等進(jìn)行圖形化并進(jìn)行刻蝕的方法及膠印印刷法，將含有有機金屬的MO漿料涂敷焙燒的方法。
元件電極42、43，例如，電極間隔為數(shù)μm～數(shù)十μm，膜厚為數(shù)十nm。作為其材料，具有導(dǎo)電性的材料即可，可以列舉出例如，Pt、Ti、Al、Cu等金屬及其合金，以及RuO2、Pd-Ag等金屬及其金屬氧化物和玻璃等所構(gòu)成的印刷導(dǎo)體，以及多晶硅等半導(dǎo)體材料，以及In2O3-SnO2等的透明導(dǎo)電體等等。
(Y方向配線的形成)之后，利用感光性導(dǎo)電漿料，形成共同連接一個元件電極43的Y方向配線44(圖5)。下面利用圖9對此Y方向配線44的形成方法予以詳細(xì)說明。
首先，在圖9(a)所示的成膜工序中，利用感光性導(dǎo)電漿料通過例如絲網(wǎng)印刷法在基板41上形成層51。之后，在80～150℃左右的溫度下對感光性導(dǎo)電漿料進(jìn)行干燥。
之后，在圖9(b)所示的曝光工序中，配置具有所要求的配線圖形的開口部的掩模52，對感光性導(dǎo)電漿料干燥的層51進(jìn)行曝光。
顯影工序，根據(jù)使用的感光性漿料而不同，在弱堿性溶液中顯影之后，利用純水洗滌停止顯影，通過吹風(fēng)干燥而形成具有如圖9(c)所示的到梯形形狀的剖面Y方向配線44。
此外，還實施圖9(d)所示的焙燒工序。由此形成顯示懸臂狀態(tài)的Y方向配線44。
(層間絕緣層的形成)之后，利用感光性絕緣漿料形成層間絕緣層45(圖6)。下面利用圖2對此工序予以說明。
首先，與將感光性絕緣漿料形成Y方向配線一樣地，用絲網(wǎng)印刷法在基板41上形成薄膜。然后，利用具有所要求的絕緣圖形的掩模11，從基板41的上方進(jìn)行第一次曝光。另外，12a是此第一次曝光產(chǎn)生的硬化區(qū)域，而12b是未硬化區(qū)域。
之后，進(jìn)行顯影工序。顯影工序，因使用的感光性漿料不同而不同，在弱堿性溶液中顯影之后，利用純水洗滌停止顯影，通過吹風(fēng)干燥而形成具有所要求的圖形的感光性絕緣圖形。
此外，還從此基板41的里面不使用掩模對整個基板實施第二次曝光。此時，光量給予的能量是在考慮到在基板中的吸收后還足以使感光性絕緣材料進(jìn)行反應(yīng)。另外，12c是第二次曝光產(chǎn)生的硬化區(qū)域。
在從基板上方進(jìn)行第一次曝光中到達(dá)Y方向配線44的懸臂部分的光線不夠充分，感光性樹脂的效果不充分。于是，在顯影工序之后，從里面進(jìn)行第二次曝光，用具有充分能量的光線進(jìn)行照射，可以使懸臂部分的樹脂也發(fā)生硬化。
之后，焙燒，形成層間絕緣層45(圖6)。另外，49是接觸孔。
(X方向配線的形成)之后，利用感光性導(dǎo)電漿料，形成共同連接另一個元件電極43的X方向配線46(圖7)。X方向配線46，與Y方向配線44比較，因為尺寸精度的限制寬松，將通常的導(dǎo)電性漿料用絲網(wǎng)印刷法涂敷，直接形成圖形，進(jìn)行焙燒即可。
這樣，就可制作出具有XY矩陣配線的基板。
(元件膜的形成)元件膜(導(dǎo)電性膜)47，是跨越元件電極42、43而形成的(圖8)。
作為元件膜47，為了獲得良好的電子發(fā)射特性，最好是以微粒子構(gòu)成的微粒子膜。并且，其膜厚可考慮對元件電極42、43的臺階覆蓋、元件電極間的電阻值以及后述的形成處理條件等適宜設(shè)定，最好是從1nm到50nm的范圍。其薄膜電阻(表面電阻)最好是103～107Ω/口。
就元件膜的材料而言，一般鈀Pd是合適的，但不限于此材料。并且，成膜方法，也可以采用濺射法、在溶液涂敷后焙燒的方法等等。
(成形工序)在稱為成形工序的本工序中，對上述元件膜進(jìn)行通電處理，使其內(nèi)部發(fā)生龜裂而形成電子發(fā)射單元。
具體說，例如，留下上述基板周圍的引出電極而將整個基板以蓋罩狀的蓋子覆蓋，以便在和基板之間在內(nèi)部作成真空空間，從外部電源由電極端子部向XY配線間施加電壓，通過在元件電極間通電，在元件膜47的部位形成結(jié)構(gòu)改變的間隙(龜裂)。此間隙區(qū)域構(gòu)成電子發(fā)射單元。另外，在規(guī)定的電壓下從由此成形而形成的間隙附近發(fā)生電子發(fā)射，但在這種狀態(tài)下電子發(fā)射效率還非常低。
圖11為示出成形電壓波形的示例的示圖。電壓波形，最好是脈沖波形。其中圖11(a)示出的是脈沖波峰值為固定電壓的脈沖連續(xù)施加的方法的示圖，而圖11(b)示出的是在脈沖波峰值的電壓逐漸增加的同時施加脈沖的方法的示圖。
首先，利用圖11(a)對脈沖波峰值為固定電壓的脈沖連續(xù)施加的方法進(jìn)行說明。圖11(a)的T1及T2是電壓波形的脈沖寬度和脈沖間隔。通常，設(shè)定T1為1μsec～10msec，T2為10μsec～100msec的范圍。三角波的波峰值(通電成形時的峰值電壓)，可根據(jù)電子發(fā)射元件的形態(tài)適當(dāng)選擇。在這樣的條件的基礎(chǔ)上，例如，從數(shù)秒到數(shù)十分之間施加電壓。脈沖波形不限于三角波，可以采用矩形波等所需要的波形。
下面，利用圖11(b)對在脈沖波峰值的電壓逐漸增加的同時施加脈沖的方法進(jìn)行說明。圖11(b)的T1及T2，可以與圖11(a)所示的相同。三角波的波峰值(通電成形時的峰值電壓)，例如，可以以每次大約0.1V的步長逐次增加。
在通電成形結(jié)束時，測定在脈沖電壓施加中的元件中流過的電流求出電阻值，例如，在顯示電阻超過1MΩ時，就可以使通電成形結(jié)束。
如前所述，在經(jīng)過這種成形處理之后的狀態(tài)中，電子發(fā)射效率是非常低的。所以，為了提高電子發(fā)射效率，最好是對上述元件進(jìn)行稱為激活的處理。
(激活工序)此激活處理，可根據(jù)有機化合物存在的適當(dāng)?shù)恼婵斩?，將脈沖電壓反復(fù)施加于元件電極42、43之間而進(jìn)行。將包含碳原子的氣體導(dǎo)入，將由此而來的碳或碳化合物堆積在上述間隙(龜裂)附近形成碳膜。
下面舉出一例對本工序予以說明。例如，采用卞基氰作為碳源，通過緩泄閥導(dǎo)入真空空間內(nèi)，維持1.3×10-4Pa左右的壓強。導(dǎo)入的卞基氰的壓力，會受到真空裝置的形狀及真空裝置中所使用的構(gòu)件等的若干影響，最好是維持在1×10-5Pa～1×10-2Pa左右。
圖12示出激活工序中使用的電壓施加的一個優(yōu)選示例。施加的最大電壓值最適合選擇在10～20V范圍內(nèi)。
在圖12(a)中，T1是電壓波形的正負(fù)的脈沖寬度，T2是脈沖間隔，電壓值設(shè)定為正負(fù)絕對值相等。另外，在圖12(b)中，T1及T1′為電壓波形的正負(fù)脈沖寬度，T2是脈沖間隔，T1＞T1′，并且電壓值設(shè)定為正負(fù)絕對值相等。
此時，在發(fā)射電流Ie達(dá)到飽和時停止通電，關(guān)閉緩泄閥，激活處理結(jié)束。
利用上述工序可以制作將多個表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件以矩陣配線連接的電子源基板。
下面利用圖13對利用上述的簡單矩陣配置的電子源基板的本發(fā)明的圖像形成裝置的一例予以說明。
在圖13中，41是上述的電子源基板，82是在基板83的內(nèi)面形成的熒光膜84和金屬敷層85等形成的面板，86是支持框。電子源基板41、支持框86及面板82以玻璃料接合，在400～500℃下焙燒10分鐘以上，封接而構(gòu)成外圍器90。
另外，在面板82和電子源基板41之間。通過設(shè)置稱為間隔器的未圖示的支持體可以構(gòu)成即使是在大面積顯示屏的場合也可以耐受大氣壓力的具有充分的強度的外圍器90。
圖14為設(shè)置在面板82上的熒光膜84的說明圖。熒光膜84，在單色的場合，只由熒光體構(gòu)成，在彩色熒光膜的場合，通過熒光體的排列由稱為黑條或黑矩陣等的黑色導(dǎo)電體91和熒光體92構(gòu)成。設(shè)置黑條或黑矩陣的目的是在彩色顯示的場合通過將必需的三原色熒光體的各熒光體92之間的分涂部變?yōu)楹谏墒够焐優(yōu)椴伙@眼并且可使熒光膜84的外光反射產(chǎn)生的對比度降低得到抑制。
另外，在熒光膜84的內(nèi)面一側(cè)設(shè)置有通常的金屬敷層85。金屬敷層的目的在于通過將對熒光體的發(fā)光之中射向內(nèi)面一側(cè)的光線鏡面反射到面板82一側(cè)而提高亮度，作為用來施加電子束加速電壓的陽極工作等。金屬敷層，在熒光膜制作后，進(jìn)行熒光膜的內(nèi)面一側(cè)表面的平滑處理(通常稱其為filming)，之后可以利用真空蒸著法堆積Al來制作。
在進(jìn)行前述封接時，在彩色場合，由于各色熒光體與電子發(fā)射元件必須對應(yīng)不可，所以必須利用上下基板固定定位法使其位置對準(zhǔn)不可。
除了要求封接時的真空度大約為10-5Pa的真空度之外，為了維持外圍器90封閉后的真空度，也有進(jìn)行吸氣劑處理的場合。這是一種在外圍器90封閉之前或之后利用電阻加熱或高頻加熱等加熱法，加熱配置于外圍器內(nèi)規(guī)定位置(未圖示)的吸氣劑形成蒸發(fā)膜的處理。吸氣劑的主要成分為通常的Ba等，通過該蒸發(fā)膜的吸收作用維持真空度。
(實施例)下面對本發(fā)明的實施例予以說明，但本發(fā)明并不受限于這些實施例。
制作矩陣配線基板，按照以下的方式制作電子源基板。
(元件電極的形成)在經(jīng)過很好清洗的玻璃基板41上，首先利用濺射法用鈦Ti(厚度5nm)制作底子層，在其上使鉑Pt(厚度40nm)成膜后，涂敷光致抗蝕劑，通過曝光、顯影、刻蝕一系列的光刻法進(jìn)行圖形化而形成元件電極42、43(參考圖4)。另外，在本實施例中，元件電極的間隔L我10μm，對向長度W為100μm。
(Y方向配線的形成)之后，利用感光性導(dǎo)電漿料，形成共同連接于一個元件電極43的Y方向配線44(圖5)。下面利用圖9對此Y方向配線44的形成方法予以詳細(xì)說明。
首先，在圖9(a)所示的成膜工序中，利用感光性導(dǎo)電漿料在基板41上形成層51。感光性導(dǎo)電漿料，作為導(dǎo)電性材料是以銀為主要成分，除了含有大約6～8成的銀粒子之外，作為感光性材料還包含有2～4成的具有多鍵的丙烯系的單體成分、玻璃料及溶劑成分。利用絲網(wǎng)印刷法使具有這種導(dǎo)電性材料的感光性導(dǎo)電漿料在基板41上成膜。
可以根據(jù)所要求的最終膜厚使用粗糙度為#150～400的版，在本實施例中，由于層51在干燥后的膜厚約為12μm，采用#200粗糙度的版成膜。
之后，在大約80～150℃的溫度下對感光性導(dǎo)電漿料進(jìn)行干燥。層51在干燥后的膜厚約為13μm。
之后，在圖9(b)所示的曝光工序中，配置具有所要求的配線圖形的開口部的掩模52，對感光性導(dǎo)電漿料干燥的層51進(jìn)行曝光。另外，Y方向配線的圖形為40μm線/160μm間隔，3840根。
顯影工序，是在弱堿性溶液中顯影之后，利用純水洗滌停止顯影，通過吹風(fēng)實施干燥而形成如圖9(c)所示的Y方向配線44。
此外，還實施圖9(d)所示的焙燒工序。此時的焙燒溫度大約為500℃左右。焙燒后的Y方向配線44的膜厚大約為7μm。
此時，Y方向配線44的剖面的膜厚的最低部分是中央部分的大約7μm(圖9(d)中的A)，而最高部分是端部的大約12～14μm(圖9(d)中的B)。
并且，形成Y方向配線44的最大寬度大約為42μm，與基板緊貼的部分的寬度大約為16μm，在配線的一側(cè)顯示出13μm的懸臂狀態(tài)的Y方向配線44(參照圖9(d))。
(層間絕緣層的形成)之后，利用感光性絕緣漿料形成層間絕緣層45(圖6)。另外，49是接觸孔。感光性絕緣漿料，以作為絕緣性材料的SiO2、氧化鉛為主要成分，除了含有大約6成的玻璃粒子之外，作為感光性材料還包含有2～4成的具有多鍵的丙烯系的單體成分、聚合開始材料及溶劑成分。
首先，將感光性絕緣漿料與形成Y方向配線一樣地利用絲網(wǎng)印刷法在基板41上形成薄膜。此時，采用#200的版，干燥后的膜厚約為21μm。
此層間絕緣層的形成工序的第一次曝光、顯影、第二次曝光的各個工序中，Y方向配線和絕緣圖形的位置關(guān)系的示意圖示于圖2。在圖2中，11是曝光掩模、12是感光性絕緣漿料層、12a是第一次曝光產(chǎn)生的的感光性絕緣漿料的硬化區(qū)域、12b是第一次曝光的感光性絕緣漿料的未硬化區(qū)域。
第一次曝光是利用具有如圖2所示的所要求的絕緣圖形的掩模11從基板的上方進(jìn)行曝光。
顯影工序，是在弱堿性溶液中顯影之后，利用純水洗滌停止顯影，通過吹風(fēng)實施干燥而可以形成具有所要求的圖形的感光性絕緣圖形。
此外，還從基板的里面不使用掩模對整個基板實施第二次曝光。光量給予的能量是在考慮到在基板中的吸收后還足夠使感光性絕緣材料進(jìn)行反應(yīng)。
在從基板上方進(jìn)行第一次曝光中達(dá)到Y(jié)方向配線44的懸臂部分的光線不夠充分，感光性樹脂的效果不充分，通過在顯影工序之后的第二次曝光，可以使懸臂部分的樹脂也發(fā)生硬化。
之后，經(jīng)過在大約500℃下焙燒。利用同樣的步驟疊置3層層間絕緣層。但是，在第二層以后不從里面進(jìn)行第二次曝光工序。
(X方向配線的形成)之后，利用感光性導(dǎo)電漿料，形成共同連接另一個元件電極43的X方向配線46(圖7)。X方向配線46，是將通常的導(dǎo)電性漿料利用絲網(wǎng)印刷法進(jìn)行涂敷并直接形成768根的圖形進(jìn)行焙燒。
按照上述方式，就可制作出總共3片具有(x，y)矩陣配線的基板。
另外，除了在上述的層間絕緣層的形成工序中不從基板里面進(jìn)行第二次曝光之外，以與上述同樣的方式制作總共3片比較用的XY矩陣配線基板。
之后，查一下上述6片XY矩陣配線基板的上下短路的個數(shù)，對該矩陣基板的層間絕緣層的可靠性做出評價。
使用將探針加在XY方向配線的所有的配線觀察導(dǎo)通的矩陣檢測器，對各個基板的上下短路個數(shù)進(jìn)行了計測，在本發(fā)明的從里面進(jìn)行第二次曝光制作的矩陣配線基板中，短路分別為12個、30個和9個，平均為17個。另一方面，在不從里面進(jìn)行第二次曝光制作的比較用的矩陣配線基板中，短路分別為97個、52個和271個，平均為140個。此外，由于總的XY配線的交點大約為295萬個，兩者的幾率都低于0.01％。
另外，還對基板的上下短路的位置進(jìn)行了詳細(xì)的觀察，了解到的情況是在兩種制作法中其多數(shù)是X方向配線的漿料陷入在XY方向配線的交叉部分的層間絕緣層上出現(xiàn)的大約30μm的針孔所致。
就是說，在層間絕緣層形成時，通過從里面進(jìn)行曝光，針孔的發(fā)生幾率變?yōu)榇蠹s1/8。
下面具體介紹利用由本發(fā)明的方法制作的上述矩陣配線基板，制作后續(xù)的電子源基板的方法。
(元件膜的形成)在對先前制作的矩陣配線基板進(jìn)行很好的清洗之后，利用含有抗水劑的溶液對表面進(jìn)行處理，使表面成為疏水性。其目的是為了使得在其后涂敷的元件膜形成用的水溶液在元件電極上配置為保持適度的擴展。具體說，是將二甲基二乙氧基硅烷10重量％的乙醇溶液以濺射法散布到基板上，在120℃下通溫風(fēng)干燥。
之后，在元件電極42、43之間以噴墨涂敷法形成元件膜47。本工序利用圖10的示意圖進(jìn)行說明。另外，為了補償基板上的各個元件電極的平面偏差，在基板上的數(shù)個地點觀察圖形配置偏離，觀測點之間的點偏離量經(jīng)過直線近似進(jìn)行位置補全，利用涂敷元件膜形成材料，在全部像素的位置不存在偏離的情況下對相對應(yīng)的位置確實地進(jìn)行涂敷。
在本實施例中，是以獲得鈀膜作為元件膜47為目的，首先在水85異丙醇(IPA)15組成的水溶液中溶解0.15重量％的鈀-脯氨酸絡(luò)合物，得到含有有機鈀的溶液。此外還添加若干添加劑。將此溶液的液滴，利用采用壓電元件作為液滴賦予裝置71的噴墨噴射裝置，在把液滴點徑調(diào)整到60μm時噴射到元件電極間(圖10(a))。
之后，將此基板在空氣中在350℃加熱焙燒處理約10分鐘而形成由氧化鈀組成的元件膜47′(圖10(b))。液滴點的直徑大約為60μm，可得到厚度最大為10nm的薄膜。
(成形工序)
下面，在稱為成形工序的本工序中，對上述元件膜47′進(jìn)行通電處理，使其內(nèi)部發(fā)生龜裂而形成電子發(fā)射單元。
具體的方法是留下上述基板周圍的引出電極而將整個基板以蓋罩狀的蓋子覆蓋以便在和基板之間在內(nèi)部作成真空空間，從外部電源由電極端子部向XY配線間施加電壓，通過在元件電極間通電，使元件膜47′局部破壞、變形或變質(zhì)，從而形成電性上高阻抗?fàn)顟B(tài)的電子發(fā)射單元48。
此時，如在包含若干氫氣的真空氛圍中通電加熱，由于氫氣促進(jìn)還原作用，使氧化鈀PdO構(gòu)成的元件膜47′變成由鈀Pd構(gòu)成的元件膜47。
由于在這種變化時膜的還原收縮，在一部分中產(chǎn)生龜裂(間隙)，此龜裂的發(fā)生位置及其形狀對原來的薄膜的均勻性有很大的影響。為了抑制多數(shù)的元件的特性偏差，上述龜裂最好是在元件膜47的中央部分發(fā)生，并且成為直線狀。
另外，在規(guī)定的電壓下從由此成形而形成的間隙附近發(fā)生電子發(fā)射，但在這種狀態(tài)下電子發(fā)射效率還非常低。
另外，所得到的元件膜47的電阻值Rs為102至107Ω。
在本實施例中，在成形處理中采用如圖11(b)所示的脈沖波形，T1為0.1msec，T2為50msec。施加的電壓從0.1V開始每5秒以大約0.1V的步長逐次增加。在通電成形處理結(jié)束時，測定在脈沖電壓施加中的元件中流過的電流求出電阻值，與成形處理前的電阻相比較，在顯示電阻增加1000倍時，就可以使通電成形結(jié)束。
(激活工序)與上述成形處理同樣地以蓋罩狀的蓋子覆蓋以便在和基板之間在內(nèi)部作成真空空間，從外部通過XY配線在元件電極間反復(fù)施加電壓。于是，將包含碳原子的氣體導(dǎo)入，將由此而來的碳或碳化合物堆積在上述間隙(龜裂)附近形成碳膜。
在本實施例中采用卞基氰作為碳源，通過緩泄閥導(dǎo)入真空空間內(nèi)，維持大約1.3×10-4Pa的壓強。
圖12示出激活工序中使用的電壓施加的一個優(yōu)選示例。施加的最大電壓值最適合選擇在10～20V范圍內(nèi)。
在圖12(a)中，T1是電壓波形的正負(fù)的脈沖寬度，T2是脈沖間隔，電壓值的正負(fù)絕對值設(shè)定為相等。另外，在圖12(b)中，T1及T1′為電壓波形的正負(fù)脈沖寬度，T2是脈沖間隔，T1＞T1′，并且設(shè)定的電壓值正負(fù)的絕對值相等。
假設(shè)此時給予元件電極3的電壓為正，元件電流If，從元件電極3流向元件電極2的方向為正。在大約20分鐘后，在發(fā)射電流Ie達(dá)到接近飽和時停止通電，關(guān)閉緩泄閥，激活處理結(jié)束。
利用上述工序可以制作將多個表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件以矩陣配線連接的電子源基板。
(電子源基板的特性評價)對利用上述的元件結(jié)構(gòu)和制造方法制作的電子源基板的電子發(fā)射特性進(jìn)行了測定。其結(jié)果，在元件電極間施加的電壓為12V時測定的發(fā)射電流Ie平均為0.6μA，得到的電子發(fā)射效率平均為0.15％。并且，元件間的均勻性也好，各元件間的Ie的偏差很好，為5％。
之后，利用如上制造的單純矩陣配置的電子源基板制造了圖13所示的圖像顯示裝置(顯示屏)。另外，為了表現(xiàn)圖13的內(nèi)部，在切去一部分后進(jìn)行表示。
在本實施例中，電子源基板41、支持框86及面板82以玻璃料接合，在480℃下焙燒30分鐘，封接而獲得外圍器90。
另外，這一系列工序全部是在真空室內(nèi)進(jìn)行，同時可以使外圍器90內(nèi)部從最初開始就是真空，并且工序也得到簡化。
這樣一來就制造出圖13所示的顯示屏，制造出連接掃描電路、控制電路、調(diào)制電路、直流電壓源等的驅(qū)動電路的屏狀圖像顯示裝置。
在利用以上方法制造的圖像顯示裝置中，經(jīng)X方向端子和Y方向端子，通過對各電子發(fā)射元件施加電壓而使電子發(fā)射，經(jīng)高壓端子Hv，對作為陽極的金屬敷層85施加高壓，使發(fā)生的電子加速，通過與熒光膜84的沖擊而顯示圖像。
本實施例的圖像顯示裝置的XY方向配線的電可靠性高，因此圖像的品質(zhì)也很好。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種可靠性高的可以獲得絕緣性能或?qū)щ娦阅艿臉?gòu)件圖形的制造方法。
另外，本發(fā)明可提供一種可以抑制針孔發(fā)生的構(gòu)件圖形的制造方法。
另外，本發(fā)明可提供一種可以在成對導(dǎo)電性構(gòu)件間獲得良好的接觸性能的構(gòu)件圖形的制造方法。
另外，本發(fā)明可提供一種可以抑制層間絕緣層的針孔的發(fā)生，在上下配線間短路缺陷少可靠性高的配線結(jié)構(gòu)體及采用此結(jié)構(gòu)體的電子源、圖像顯示裝置的制造方法。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)件圖形的制造方法，是一種在基板上具備圖形化構(gòu)件的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于包括使施加到基板上的負(fù)性感光材料的所要求區(qū)域從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光工序；從與上述第一曝光方向的相反的第二方向進(jìn)行曝光的第二曝光工序；在上述曝光工序之后進(jìn)行顯影而形成上述構(gòu)件的前體圖形的顯影工序；以及對上述前體圖形進(jìn)行焙燒的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于上述負(fù)性感光性材料是跨過從預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件到上述基板上而施加的。
3.如權(quán)利要求2所述的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件是具有比上述基板更大的光反射率的構(gòu)件。
4.如權(quán)利要求2所述的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件是通過伴隨有對感光材料進(jìn)行曝光、顯影和焙燒的方法形成的構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求2所述的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件的剖面形狀具有懸臂部分。
6.如權(quán)利要求1所述的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于上述圖形化的構(gòu)件是絕緣性構(gòu)件，上述絕緣性構(gòu)件具有用來電連接一對夾持該絕緣性構(gòu)件而疊置于上述基板上的導(dǎo)電性構(gòu)件的接觸孔。
7.一種構(gòu)件圖形的制造方法，是一種在基板上具備圖形化構(gòu)件的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于包括使施加到基板上的負(fù)性感光材料的所要求區(qū)域從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光工序；在上述第一曝光工序之后進(jìn)行顯影而形成上述構(gòu)件的前體圖形的顯影工序；從與上述第一曝光方向的相反的第二方向使上述構(gòu)件的前體圖形進(jìn)行曝光的第二曝光工序；以及在上述第二曝光工序之后對上述前體圖形進(jìn)行焙燒的工序。
8.如權(quán)利要求7所述的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于上述負(fù)性感光性材料是跨過從預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件到上述基板上而施加的。
9.如權(quán)利要求8所述的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件是具有比上述基板更大的光反射率的構(gòu)件。
10.如權(quán)利要求8所述的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件是通過伴隨有對感光材料進(jìn)行曝光、顯影和焙燒的方法形成的構(gòu)件。
11.如權(quán)利要求8所述的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于預(yù)先配置于上述基板上的構(gòu)件的剖面形狀具有懸臂部分。
12.如權(quán)利要求7所述的構(gòu)件圖形的制造方法，其特征在于上述圖形化的構(gòu)件是絕緣性構(gòu)件，上述絕緣性構(gòu)件具有用來電連接一對夾持該絕緣性構(gòu)件而疊置于上述基板上的導(dǎo)電性構(gòu)件的接觸孔。
13.一種配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于上述絕緣體的形成工序包括對跨過從配置于基板上的第一配線上到上述基板上而施加的負(fù)性感光絕緣材料的所要求區(qū)域，從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光步驟；從與上述第一方向的相反的第二方向進(jìn)行曝光的第二曝光步驟；在上述曝光步驟之后進(jìn)行顯影而形成上述絕緣體的前體圖形的步驟；以及使上述絕緣體的前體圖形焙燒的步驟。
14.如權(quán)利要求13所述的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于上述第一配線是具有比上述基板更大的光反射率的構(gòu)件。
15.如權(quán)利要求13所述的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于上述第一配線是通過伴隨有對感光材料進(jìn)行曝光、顯影和焙燒的方法形成的構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求13所述的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于上述第一配線是剖面形狀具有懸臂部分。
17.如權(quán)利要求13所述的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于上述絕緣體具有用來電連接一對夾持該絕緣體而疊置于上述基板上的導(dǎo)電性構(gòu)件的接觸孔。
18.一種電子源的制造方法，該電子源具有配線結(jié)構(gòu)體和與上述配線結(jié)構(gòu)體相連接的電子發(fā)射元件，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于上述配線結(jié)構(gòu)體是用權(quán)利要求13所述的方法制造的。
19.一種圖像顯示裝置的制造方法，該圖像顯示裝置包括配線結(jié)構(gòu)體，與上述配線結(jié)構(gòu)體相連接的電子發(fā)射元件，以及利用從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子的照射顯示圖像的圖像顯示構(gòu)件，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于上述配線結(jié)構(gòu)體是用權(quán)利要求13所述的方法制造的。
20.一種配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于上述絕緣體的形成工序包括對跨過從配置于基板上的第一配線上到上述基板上而施加的負(fù)性感光絕緣材料的所要求區(qū)域，從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光步驟；在上述第一曝光步驟之后進(jìn)行顯影而形成上述絕緣體的前體圖形的步驟；從與上述第一方向的相反的第二方向進(jìn)行曝光的第二曝光步驟；以及在上述第二曝光步驟之后，對上述前體圖形焙燒的步驟。
21.如權(quán)利要求20所述的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于上述第一配線是具有比上述基板更大的光反射率的構(gòu)件。
22.如權(quán)利要求20所述的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在上述第一配線是通過伴隨有對感光材料進(jìn)行曝光、顯影和焙燒的方法形成的構(gòu)件。
23.如權(quán)利要求20所述的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于上述第一配線是剖面形狀具有懸臂部分。
24.如權(quán)利要求20所述的配線結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于上述絕緣體具有用來電連接一對夾持該絕緣體而疊置于上述基板上的導(dǎo)電性構(gòu)件的接觸孔。
25.一種電子源的制造方法，該電子源具有配線結(jié)構(gòu)體和與上述配線結(jié)構(gòu)體相連接的電子發(fā)射元件，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于上述配線結(jié)構(gòu)體是用權(quán)利要求20所述的方法制造的。
26.一種圖像顯示裝置的制造方法，該圖像顯示裝置包括配線結(jié)構(gòu)體，與上述配線結(jié)構(gòu)體相連接的電子發(fā)射元件，以及利用從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子的照射顯示圖像的圖像顯示構(gòu)件，該配線結(jié)構(gòu)體在基板上具備第一配線、以及和上述第一配線交叉并在該第一配線上夾著絕緣體配置的第二配線，其特征在于上述配線結(jié)構(gòu)體是用權(quán)利要求20所述的方法制造的。
全文摘要
本發(fā)明提供制造構(gòu)件圖形、配線結(jié)構(gòu)體、電子源、圖像顯示裝置的方法。在基板上具備圖形化構(gòu)件的構(gòu)件圖形的制造方法，包括使施加到基板上的負(fù)性感光材料的所要求區(qū)域從第一方向進(jìn)行曝光的第一曝光工序；從與上述第一曝光方向的相反的第二方向進(jìn)行曝光的第二曝光工序；在上述曝光工序之后進(jìn)行顯影而形成上述構(gòu)件的前體圖形的顯影工序；以及對上述前體圖形進(jìn)行焙燒的工序。
文檔編號G02F1/13GK1479337SQ03178640
公開日2004年3月3日 申請日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月19日
發(fā)明者山田修嗣, 蜂巢高弘, 目黒忠靖, 弘, 靖 申請人:佳能株式會社