(57)【要約】【課題】電子放出特性のばらつきが小さく、該電子放出特性を長期にわたって維持できる電子放出素子を有する電子源及び画像表示装置を提供する。【解決手段】本発明の電子源は、基板と、基板上に設けられた一対の電極と、前記基板上の一対の電極間に、当該一対の電極と電気的に接続するように設けられた、電子放出部を有する複数の導電性膜とを有する電子放出素子を複数有する電子源であって、前記複数の導電性膜の間に位置し、且つ、前記一対の電極と電気的に接続するように、前記電子放出素子上に設けられた、タングステン（Ｗ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の窒化物とを主成分とする短絡抑制膜を有し、前記短絡抑制膜における、タングステンとゲルマニウムの原子数に対するタングステンの原子数の比が０．２４以上であり、前記短絡抑制膜の表面抵抗が１×１０１０Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた一対の電極と、前記基板上の一対の電極間に、当該一対の電極と電気的に接続するように設けられた、電子放出部を有する複数の導電性膜とを有する電子放出素子を複数有する電子源であって、
前記複数の導電性膜の間に位置し、且つ、前記一対の電極と電気的に接続するように、前記電子放出素子上に設けられた、タングステン（Ｗ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の窒化物とを主成分とする短絡抑制膜を有し、
前記短絡抑制膜における、タングステンとゲルマニウムの原子数に対するタングステンの原子数の比が０．２４以上であり、
前記短絡抑制膜の表面抵抗が１×１０１０Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下である
ことを特徴とする電子源。
【請求項２】
前記電子放出素子が表面伝導型電子放出素子である
ことを特徴とする請求項１に記載の電子源。
【請求項３】
前記短絡抑制膜における、タングステンとゲルマニウムの原子数に対するタングステンの原子数の比が０．５０以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子源。
【請求項４】
前記短絡抑制膜の膜厚が３ｎｍ以上２０ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子源。
【請求項５】
電子源と該電子源から放出された電子の照射によって発光する発光体とを備える画像表示装置であって、
前記電子源が請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子源である
ことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電子放出素子を有する電子源、および、その電子源を用いた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子には電界放出型や表面伝導型などの電子放出素子がある。図１６および図１７を用いて従来の表面伝導型電子放出素子とその作製工程について説明する。
【０００３】
まず、基板１上に一対の電極２，３を設ける（図１７（ａ））。次に、一対の電極２，３間を導電性膜４で接続する（図１７（ｂ））。そして、一対の電極２、３間に電圧を印加することで、導電性膜４の一部に第１の間隙７を形成する（図１７（ｃ））。具体的には、導電性膜４に電流を流すことにより、ジュール熱を発生させる。そして、当該ジュール熱により導電性膜４の一部に第１の間隙７が形成される。当該処理は、通電フォーミング（処理）と呼ばれる。通電フォーミング処理により、第１の間隙７を挟んで対向する一対の導電性膜４ａ，４ｂが形成される。そして、素子に対し、（通電）活性化（処理）と呼ばれる処理を施す。通電活性化処理は、炭素含有ガス雰囲気中で、一対の電極２、３間に電圧を印加する処理である。これによって、第１の間隙７近傍の導電性膜４ａ、４ｂ上に導電性のカーボン膜２１ａ，２１ｂを形成することができる（図１７（ｄ））。また、カーボン膜２１ａ，２１ｂにより、第１の間隙７よりも幅の狭い第２の間隙が形成される。以上の工程を経て、電子放出素子が形成される。
【０００４】
図１６（ａ）は、通電活性化処理が施された電子放出素子を模式的に示した平面図である。図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示す断面模式図である。図１６（ａ）および図１６（ｂ）において、図１７に示す部材と同じ部材には、図１７の番号と同じ番号を付している。電子放出素子から電子を放出させるためには、電極２，３のうち、一方の電極に印加する電位を他方の電極に印加する電位よりも高くすればよい。このように電極２，３に電圧を印加する事で、第２の間隙８付近に強い電界が生じる。その結果、電極２，３のうち、低電位側の電極に接続するカーボン膜（カーボン膜２１ａまたはカーボン膜２１ｂ）の端縁であって、第２の間隙の外縁である部分から外部へ電子がトンネルする（即ち、電子が放出される）。
【０００５】
特許文献１には、一対の電極２，３間に、互いに電気的に並列に接続された複数の導電性膜（電子放出部を有する複数の導電性膜）を有する電子放出素子が開示されている。このような構成にすることにより、不慮の放電（素子放電等）などが生じた場合に素子が破壊される確率を低減することができる。具体的には、１つの導電性膜を有する電子放出素子において、放電等により導電性膜が破壊された場合、当該素子は電子放出の機能を失うこととなる。しかしながら、電子放出素子が上述したような複数の導電性膜を有する場合には、全ての導電性膜が破壊されない限り、素子が電子放出の機能を失うことは無い。
【０００６】
上述したような電子放出部は電子源や画像表示装置に利用することができる。例えば、基板上に電子放出素子を複数配列することにより電子源を構成することができる。また、電子放出素子と蛍光体等からなる発光体膜を備えた基板とを用いて画像表示装置を構成することができる。
【０００７】
そのような画像表示装置では、長期に渡って輝度の変動が少なく、安定して映像を表示できることが求められている。そのため、そのような画像表示装置において、電子放出素子間の電子放出特性のばらつき（ずれ）が小さいこと、各々の電子放出素子が、電子放出
特性を長期に渡って維持できること（長期間使用しても電子放出特性の変化が少ないこと）が求められている。
【０００８】
電子放出素子間の電子放出特性のばらつきを小さくするためには、上述のように一対の電極間に、互いに電気的に並列に接続された複数の導電性膜を形成し、該複数の導電性膜に、それぞれ、電子放出部を設けるという手段が考えられる。このような構成の場合、複数の導電性膜が互いに電気的に並列に接続されているので、１素子あたりの電子放出特性は、導電性膜ごとの電子放出特性の平均となる。その結果、電子放出素子間の電子放出特性のばらつきを小さくすることができる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３５２６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したような複数の導電性膜を有する電子放出素子を長時間駆動し続けると、複数の導電性膜間にカーボンが堆積し、やがて、導電性膜同士がカーボンによって連結（短絡）してしまうという問題があることがわかった。複数の導電性膜が全て連結された場合、一対の電極間に１つの導電性膜が存在しているのと等価となるため、上述したように、不慮の放電が生じた場合に、当該素子は電子放出の機能を失うこととなってしまう（点欠陥）。点欠陥は、電子放出特性のばらつきが最も大きい状態である。また、不慮の素子放電が生じない場合、即ち素子の破壊が生じない場合でも、電子放出素子ごとの電子放出特性のばらつきが大きくなるという不具合が生じる。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電子放出特性のばらつきが小さく、電子放出特性を長期にわたって維持できる電子放出素子を有する電子源及び画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の電子源は、
基板と、
前記基板上に設けられた一対の電極と、前記基板上の一対の電極間に、当該一対の電極と電気的に接続するように設けられた、電子放出部を有する複数の導電性膜とを有する電子放出素子を複数有する電子源であって、
前記複数の導電性膜の間に位置し、且つ、前記一対の電極と電気的に接続するように、前記電子放出素子上に設けられた、タングステン（Ｗ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の窒化物とを主成分とする短絡抑制膜を有し、
前記短絡抑制膜における、タングステンとゲルマニウムの原子数に対するタングステンの原子数の比が０．２４以上であり、
前記短絡抑制膜の表面抵抗が１×１０１０Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下である
ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の画像表示装置は、
上記電子源と該電子源から放出された電子の照射によって発光する発光体とを備える画像表示装置である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電子放出特性のばらつきが小さく、電子放出特性を長期にわたって維持できる電子放出素子を有する電子源及び画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本実施形態に係る電子放出素子の構成の一例について説明する。以下では、表面伝導型電子放出素子の例について説明する。但し、以下に示す材料や値は一例である。本発明の目的、効果を奏する範囲内であれば、上記材料や数値などは、その応用に適するように、種々の材料や値の変形例を採用することができる。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
（構成）
まず、第１の実施形態に係る電子放出素子の構成について図１（ａ）〜図１（ｃ）を用いて説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る電子放出素子の構成を模式的に示す平面図である。図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、それぞれ、図１（ａ）のＢ−Ｂ’断面、Ｃ−Ｃ’断面を示す断面模式図である。
【００１７】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板１上には一対の電極２，３が互いに間隔Ｌ１だけ離れて配置されている。そして、基板１上の一対の電極２，３間に、当該一対の電極と電気的に接続するように設けられた、電子放出部を有する複数の導電性膜が設けられている。具体的には、電子放出部を有する導電性膜は、第１の間隙７によって導電性膜４ａと導電性膜４ｂとに分断されている。導電性膜４ａは、電極２とカーボン膜２１ａとを接続しており、導電性膜４ｂは、電極３とカーボン膜２１ｂとを接続している。導電性膜４ａと導電性膜４ｂは、第１の間隙７を挟んで対向しており、カーボン膜２１ａとカーボン膜２１ｂは、第２の間隙８を挟んで対向している。また、本実施形態は、カーボン膜２１ａとカーボン膜２１ｂの対向する方向（即ち、導電性膜４ａと導電性膜４ｂの対向する方向）が基板面（基板１の表面；基板１の電極２，３が設けられている側の面）と略平行である場合の例である。本実施形態では、導電性膜４ａ，４ｂ、カーボン膜２１ａ，２１ｂを併せたものを、電子放出部を有する導電性膜とよぶ。電子放出部を有する複数の導電性膜は、互いに電気的に並列に接続されている。
【００１８】
このような電子放出素子では、導電性膜４ａと導電性膜４ｂとの間に電圧を印加することで、カーボン膜２１ａまたはカーボン膜２１ｂから電子が放出される。そのため、カーボン膜２１ａ，２１ｂが設けられている部分を電子放出部とよぶ。具体的には、電極２の電位よりも高い電位を電極３に印加すると、カーボン膜２１ａの端縁であって、第２の間隙８の外縁である部分から電子が放出される。そのため、そのような場合には、電極２に接続するカーボン膜２１ａがエミッタに相当することになる。
【００１９】
また、このような電子放出素子の駆動電圧は、当該素子を駆動するためのドライバーのコストを考慮すると、３０Ｖ以下であることが好ましい。また、素子の駆動時の予期せぬ電圧変動による放電を抑制できることが好ましい。それらを考慮すると、第２の間隙８の幅は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００２０】
なお、図１（ａ）〜（ｃ）の例では、カーボン膜２１ａとカーボン膜２１ｂを、完全に分離された２つの膜として示した。しかし、カーボン膜２１ａとカーボン膜２１ｂは極めて微小な領域で繋がっていてもよい。カーボン膜２１ａとカーボン膜２１ｂが極めて微小な領域で繋がっている場合、その領域は高抵抗となるため、電子放出特性への影響は許容できる程度に小さい。
【００２１】
第２の間隙８は、図１（ａ）に示すように直線形状であることが好ましいが、直線形状に限定されるものではない。特定の周期性をもって折れ曲がっていてもよいし、円弧状であってもよい。また、円弧と直線を組み合わせたような形状などどのような形状であってもよい。
【００２２】
第２の間隙８は、ＦＩＢ（集束イオンビーム）などのナノスケールの各種高精細な加工方法を導電性膜に施すことによって形成することができる。そのため、第２の間隙８は、後述する通電活性化処理で形成されなくてもよい。また、導電性膜は、互いに電気的な接続が無いように分断されていればよいため、後述する通電フォーミング処理により分断するものに限定されない。
【００２３】
しかしながら、上述したような構成を有する電子放出素子を長時間駆動し続けると、電子放出部を有する複数の導電性膜間にカーボンが堆積し、やがて、導電性膜同士がカーボンによって連結（短絡）してしまうという問題が生じる。そのような短絡は、点欠陥や、電子放出特性のばらつきの原因となる。
【００２４】
そこで、本実施形態では、それら複数の導電性膜間におけるカーボンの堆積を抑止するための構成を更に有する。具体的には、それら複数の導電性膜の間に位置し、且つ、一対の電極２，３と電気的に接続するように、タングステン（Ｗ）とゲルマニウムの窒化物（ＧｅＮ）とを主成分とする短絡抑制膜９を、基板１上（電子放出素子上）に設ける。以後、短絡抑制膜９の主成分をＷＧｅＮと記載する。
【００２５】
この様な構成を採用することで、それら複数の導電性膜間におけるカーボンの堆積を抑止し、その結果、電子放出量のゆらぎ（変動）が抑制され、安定した電子放出特性を長期に渡って維持できる電子放出素子を提供することができる。
【００２６】
次に、上述した各部材の材料等について説明する。
【００２７】
基板１の材料としては、石英ガラス、ソーダライムガラス、ガラス基板に酸化シリコン（典型的にはＳｉＯ２）を積層したガラス基板、あるいは、アルカリ成分を減らしたガラス基板を用いることができる。
【００２８】
電極２，３の材料としては、金属や半導体などの導電性材料を用いることができる。例えば、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属、金属酸化物（例えばＲｕＯ２）、合金（例えばＰｄ−Ａｇ）等を用いることができる。
【００２９】
電極２と電極３の間の間隔Ｌ１及び電極２，３の膜厚は、目的に応じて（例えば、電子放出素子を何に利用するかに応じて）適宜設計される。例えば、電子放出素子を後述するテレビジョン等の画像表示装置に用いる場合には、その表示解像度に応じて適宜設計される。例えば、高品位（ＨＤ）テレビでは高精細さが要求されるため、画素サイズを小さくする必要がある。そのため、電子放出素子のサイズが限定されたなかで、十分な輝度を得るために、十分な放出電流（電子放出量）Ｉｅが得られるように設計される。間隔Ｌ１の実用的な範囲としては５０ｎｍ以上２００μｍ以下、好ましくは、１μｍ以上１００μｍ以下に設定される。
【００３０】
導電性膜４ａ，４ｂの材料としては、金属や半導体などの導電性材料を用いることができる。例えばＰｄ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属、金属酸化物、金属合金、カーボン等を用いることができる。
【００３１】
また、導電性膜４ａ，４ｂのＲｓ（シート抵抗、表面抵抗）は、電子放出量のゆらぎを抑制するために、１０２Ω／□以上１０７Ω／□以下であることが好ましい。そのような抵抗値とするためには、例えば、膜厚を５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲とすればよい。なお、Ｒｓは、厚さがｔ、幅がｗ、長さがｌの膜に対して、長さ方向に電流を流すことによって測定される抵抗をＲとしたとき、Ｒ＝Ｒｓ（ｌ／ｗ）から算出される値である。Ｒｓは、抵抗率をρとすればＲｓ＝ρ／ｔから算出することもできる。また、電子放出部を
有する複数の導電性膜の全体の幅Ｗ３は、電極２，３の幅Ｗ２よりも小さく設定されることが好ましい（図１（ａ）参照）。
【００３２】
短絡抑制膜９の主成分であるＷＧｅＮにおいて、タングステンとゲルマニウムの原子数に対するタングステンの原子数の比は０．２４以上でなければならない。また、この短絡抑制膜のＲｓを１×１０１０Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下とすることにより、帯電防止膜としての機能も兼ね備えることができる。例えば、上記比を０．５０以下とすることにより、Ｒｓを１×１０１０Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下とすることができる。また、短絡抑制膜９を複数の導電性膜の間にのみ位置するように成膜することは、可能なまでも困難であるため、電子放出素子の全面に短絡抑制膜９を成膜するのが現実的である。そのように短絡抑制膜９を成膜した場合、短絡抑制膜９は電子放出部を覆うことになり、短絡抑制膜の膜厚が厚すぎると電子放出効率が下がってしまう。更に、短絡抑制膜が薄すぎると短絡抑制機能および帯電防止機能を実現できなくなってしまう。そのため、短絡抑制膜９の膜厚は３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００３３】
（製造方法）
次に、本実施形態に係る電子放出素子の製造方法の一例について図２（ａ）〜図２（ｅ）を用いて説明する。図２（ａ）〜図２（ｅ）は、図１（ｂ）と同様の断面模式図である。
【００３４】
（工程１）
まず、基板１を十分に洗浄し、電極２，３を形成するための材料を、真空蒸着法、スパッタ法等により堆積する。そして、フォトリソグラフィー技術などを用いてパターニングすることにより、電極２，３を基板１上に形成する（図２（ａ））。
【００３５】
（工程２）
そして、基板１上に形成された一対の電極２，３間に、当該一対の電極と電気的に接続するように導電性膜４を形成する（図２（ｂ））。例えば、まず、基板１上に有機金属溶液を塗布して乾燥することにより、有機金属膜を形成する。そして、当該有機金属膜を、加熱焼成処理により、金属膜あるいは金属酸化物膜などの金属化合物膜とする。その後、リフトオフ、エッチング等によりパターニングすることで所定のパターンの導電性膜４を得ることができる。なお、導電性膜４の形成方法は、これに限られるものではない。例えば、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法、インクジェット法等の公知の手法によっても形成できる。
【００３６】
なお、工程２と工程１は順序を入れ替えてもよい。即ち、導電性膜４を形成した後に、導電性膜４によって電気的に接続されるように電極２，３を形成してもよい。
【００３７】
（工程３）
次に、導電性膜４が形成された基板１上に、短絡抑制膜９を形成する（図２（ｃ））。短絡抑制膜９は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法、インクジェット法等の公知の手法によって形成することができる。
【００３８】
（工程４）
そして、導電性膜４に第１の間隙７を形成する。第１の間隙７は、ＥＢリソグラフィー法を用いたパターニング法により形成することができる。また、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ
Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）を導電性膜４の第１の間隙７を形成したい箇所に照射することによっても形成することができる。
【００３９】
勿論、導電性膜４に電流を流すこと（通電フォーミング処理）により第１の間隙７を形
成することもできる。導電性膜４に電流を流すためには、例えば、電極２，３間に電圧（フォーミング電圧）を印加すればよい。
【００４０】
例えば、通電フォーミング処理は、パルス波高値が定電圧（一定）であるパルス電圧を電極２と電極３の間に繰り返し印加することによって行うことができる。また、パルス波高値を徐々に増加させながら、パルス電圧を印加することによって行うこともできる。パルス波高値が一定である場合のパルス波形の例を図３（ａ）に示す。図３（ａ）中、Ｔ１及びＴ２は電圧波形のパルス幅（印加時間）とパルス間隔（休止時間）である。例えば、Ｔ１は１μｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ、Ｔ２は１０μｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃとすればよい。印加するパルス波形自体は、三角波や矩形波を用いることができる。
【００４１】
次に、パルス波高値を増加させながら、パルス電圧を印加する場合のパルス波形の例を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）中、Ｔ１及びＴ２は電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。例えば、Ｔ１は１μｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ、Ｔ２は１０μｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃとすればよい。印加するパルス波形自体は、三角波や矩形波を用いることができる。印加するパルス電圧の波高値は、例えば０．１Ｖステップ程度ずつ、増加させればよい。
【００４２】
なお、パルス波高値、パルス幅、パルス間隔等については上述の値に限らない。第１の間隙７が良好に形成されるように、電子放出素子の抵抗値等にあわせて、適宜値を設定すればよい。
【００４３】
本工程（工程４）により、第１の間隙７を挟んで対向する一対の導電性膜４ａ，４ｂが形成される（図２（ｄ））。即ち、本工程により、導電性膜４が、互いに電気的な接続が無いように分断される。なお、導電性膜４ａと導電性膜４ｂは、互いに微小な部分で繋がっていてもよい。
【００４４】
なお、工程４以降の処理（例えば、通電フォーミング処理や通電活性化処理）は、図４に示す測定評価装置内に上記工程１〜３を終えた基板１を配置し、内部を真空にした後で行うことができる。
【００４５】
図４に示した測定評価装置は真空装置（真空チャンバー）を備えており、該真空装置には不図示の排気ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が具備されている。また、真空装置内部は、所望の真空下で種々の測定評価（例えば、後述する素子電流や放出電流の測定）を行えるようになっている。
【００４６】
また、測定評価装置には、不図示のガス導入装置が付設されている。それにより、後述する通電活性化処理に用いる炭素含有ガスを所望の圧力で真空装置内に導入することができる。また、真空装置内全体、及び、真空装置内に配置された基板１は、不図示のヒーターにより加熱することができる。
【００４７】
（工程５）
次に、素子に対して通電活性化処理を施す（図２（ｅ））。
【００４８】
通電活性化処理は、例えば、図４に示した真空装置内に炭素含有ガスを導入し、炭素含有ガスを含む雰囲気下で、電極２，３間に図５（ａ）や図５（ｂ）に示す様な、両極性のパルス電圧（活性化電圧）を複数回印加することで行われる。即ち、導電性膜４ａと導電性膜４ｂとの間に、両極性のパルス電圧を複数回印加する。
【００４９】
この処理により、カーボン膜２１ａ，２１ｂを基板１上に設けることができる。具体的には、導電性膜４ａと導電性膜４ｂの間の基板１上およびその近傍の導電性膜４ａ、４ｂ
上にカーボン膜２１ａ、２１ｂが堆積される。これにより、第２の間隙８が形成される。即ち、本工程により、電子放出部を有する導電性膜が形成される。
【００５０】
炭素含有ガスとしては例えば有機物質ガスを用いることができる。有機物質としては、脂肪族炭化水素類（アルカン、アルケン、アルキンなど）、芳香族炭化水素類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、有機酸類（フェノール、カルボン、スルホン酸など）等を挙げることができる。具体的には、メタン、エタン、プロパンなどＣｎＨ２ｎ＋２で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどＣｎＨ２ｎ等の組成式で表される不飽和炭化水素が使用できる。また、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等も使用できる。特にトルニトリルが好ましく用いられる。
【００５１】
以上述べた工程１〜工程５を経て、図１に示した電子放出素子が作製される。
【００５２】
作製された電子放出素子は、駆動する前（画像表示装置に適用する場合には発光体に電子線を照射する前）に、真空中で加熱されることが好ましい。当該加熱処理は安定化処理とよばれる。安定化処理を行うことで、前述した通電活性化処理などによって基板１の表面や、その他の箇所に付着した余分な炭素や有機物を除去することができる。具体的には、真空装置内（画像表示装置に適用する場合には表示パネル内）で、素子を加熱しながら余分な炭素や有機物質を排気する。真空装置内の有機物質は極力排除することが望ましい。具体的には、有機物質の分圧が１×１０―８Ｐａ以下になるまで排気することが好ましい。また、有機物質以外の他のガスをも含めた真空容器内の全圧力は、３×１０―６Ｐａ以下であることが好ましい。
【００５３】
安定化処理を行った後は、その時の雰囲気を維持することが好ましい。これにより、十分に安定な特性を維持することができる。但し、有機物質が十分に除去されていれば、圧力自体は多少上昇しても構わない。
【００５４】
なお、ここで述べた電子放出素子の製造方法はあくまで一例であり、本実施形態に係る電子放出素子は当該方法で製造された電子放出素子に限定するものではない。
【００５５】
＜第２の実施形態＞
（構成）
次に、第２の実施形態に係る電子放出素子の構成について図６（ａ）〜図６（ｃ）を用いて説明する。図６（ａ）は、本実施形態に係る電子放出素子の構成を模式的に示す平面図である。図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、それぞれ、図６（ａ）のＢ−Ｂ’断面、Ｃ−Ｃ’断面を示す断面模式図である。なお、図６（ａ）〜図６（ｃ）において、第１の実施形態で説明した部材と同じ部材には同じ番号を付している。また、本実施形態に係る電子放出素子におけるＬ１の大きさ、各部材の材料、及び、その大きさなどは、第１の実施形態で説明したものと同様のため、説明は省略する。
【００５６】
本実施形態は、カーボン膜２１ａとカーボン膜２１ｂの対向する方向が、基板面に対して角度（好ましくは垂直）を有する場合の例である。具体的には、本実施形態では、第２の間隙８が配置される積層体の側面が、基板面に対して実質的に垂直とされている。第１の実施形態では、カーボン膜２１ａとカーボン膜２１ｂとが対向する方向が基板面と平行な方向（Ｘ方向）であった。しかしながら、カーボン膜２１ａとカーボン膜２１ｂとが対向する方向が基板面に対して垂直であることが好ましい。カーボン膜２１ａとカーボン膜２１ｂとが対向する方向を基板面に対して垂直とすることにより、電子放出効率ηを向上させることができる。
【００５７】
本実施形態や第１の実施形態に係る電子放出素子から放出された電子は、図４に示すように、基板面に対してＺ方向に離れた位置に設けられたアノード電極４４に電圧を印加することにより、アノード電極４４へ向かって加速し、衝突する。上述した電子放出効率ηとは、放出電流Ｉｅ／素子電流Ｉｆで表される値である。放出電流Ｉｅはアノード電極４４に流れ込む電流であり、素子電流Ｉｆは電極２，３間を流れる電流である。
【００５８】
そのため、本実施形態のように、カーボン膜２１ａとカーボン膜２１ｂの対向する方向がアノード電極４４に向かっていると、電子放出効率ηを高くすることができる。具体的には、第２の間隙８が配置される積層体の側面と基板面との成す角は、３０°以上９０°以下であることが好ましく、略９０°であることがより好ましい。
【００５９】
本実施形態の電子放出素子では、基板１に近い側のカーボン膜を電子放出体（エミッタ）とする。即ち、図６の例では、電極２に接続されているカーボン膜２１ａが電子放出体（エミッタ）になるように電極２，３に電圧を印加する。具体的には、電極２の電位よりも高い電位を電極３に印加する。
【００６０】
また、図６に示したように、第２の間隙８が配置される積層体は、活性化促進層１１と活性化促進層１１より熱伝導率が高い高熱伝導層１０から成っている。このような構造にすることにより、通電フォーミング処理の際に第１の間隙７を所定の位置（活性化促進層の位置）に形成することができる。
【００６１】
活性化促進層１１を構成する材料としては、ＳｉＯ２が好ましく用いられる。高熱伝導層１０を構成する材料としては、活性化促進層１１よりも熱伝導率が高い材料が用いられる。具体的には、窒化シリコン、アルミナ、窒化アルミニウム、五酸化タンタル、酸化チタン等を用いることができる。
【００６２】
（製造方法）
次に、本実施形態に係る電子放出素子の製造方法の一例について図７（ａ）〜図７（ｇ）を用いて説明する。
【００６３】
（工程１）
まず、十分に洗浄された基板１上に、高熱伝導層１０を構成する材料、活性化促進層１１を構成する材料、及び、電極３を構成する材料を、順に積層する（図７（ａ））。これらの各層は、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により基板１上に堆積される。
【００６４】
（工程２）
次に、フォトリソグラフィー技術などを用いて、上記積層された３つの層を所望の形状にパターニングすることにより、上述した積層体及び該積層体上に位置する電極３を形成する（図７（ｂ））。
【００６５】
（工程３）
そして、電極２を基板１上に形成する（図７（ｃ））。電極２は真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成すればよい。また、フォトリソグラフィー技術などを用いて適宜パターニングしてもよい。
【００６６】
（工程４）
次に、積層体の側面上を被覆し、且つ、電極２と電極３の間を接続するように、導電性膜４を形成する（図７（ｄ））。導電性膜４は、第１の実施形態における工程２と同様に、形成すればよい。
【００６７】
（工程５〜７）
そして、工程５〜７として、第１の実施形態における工程３〜５と同様の処理を行う（図７（ｅ）、図７（ｆ）、図７（ｇ））。
【００６８】
以上述べた工程１〜工程７を経て、図７に示した電子放出素子が製作される。
【００６９】
なお、ここで述べた電子放出素子の製造方法はあくまで一例であり、本実施形態に係る電子放出素子は当該方法で製造された電子放出素子に限定するものではない。
【００７０】
＜応用例＞
次に、上述した第１および第２の実施形態に係る電子放出素子の応用例について説明する。
【００７１】
上述した電子放出素子を基板上に複数配列することで、例えば、電子源や、フラットパネル型テレビジョンなどの画像表示装置を構成することができる。
【００７２】
（電子源）
基板上に上述した電子放出素子を複数配列することにより電子源を構成することができる。基板上の電子放出素子の配列形態としては、例えば、マトリクス型配列がある。この配列形態では、電極２が基板上に配置されたｍ本のＸ方向配線のうちの１本に電気的に接続される。そして、電極３が基板上に配置されたｎ本のＹ方向配線のうちの１本に電気的に接続される。なお、ｍ、ｎは、共に正の整数である。
【００７３】
次に、このマトリクス型配列の電子源（電子源基板）の構成について、図８を用いて説明する。
【００７４】
ｍ本のＸ方向配線Ｄｘ１，Ｄｘ２，……，Ｄｘｍは、絶縁性基板７１上に、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成される。Ｘ方向配線は、金属等の導電性材料からなる。ｎ本のＹ方向配線Ｄｙ１，Ｄｙ２，…，Ｄｙｎは、Ｘ方向配線と同様の手法、同様の材料により形成することができる。これらｍ本のＸ方向配線とｎ本のＹ方向配線との間（交差部）には、不図示の絶縁層が配置される。絶縁層は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成することができる。
【００７５】
また、Ｘ方向配線には、走査信号を印加する不図示の走査信号印加手段が電気的に接続される。一方、Ｙ方向配線には、走査信号に同期して、選択された各電子放出素子から放出される電子の量を変調するための変調信号を印加する不図示の変調信号発生手段が電気的に接続される。各電子放出素子には、駆動電圧Ｖｆとして、走査信号と変調信号との差電圧が印加される。
【００７６】
（画像表示装置）
上述した電子源と、該電子源から放出された電子の照射によって発光する発光体とにより画像表示装置を構成することができる。以下に、上記のようなマトリクス型配列の電子源を用いた画像表示装置の一例について、図９と図１０を用いて説明する。図９は画像表示装置を構成する外囲器８８（表示パネルパネル）の構成を示す模式図であり、図１０は発光体（蛍光体）を有する蛍光体膜の構成を示す模式図である。
【００７７】
図９に示すように、外囲器８８は大まかにフェースプレート８６、電子源基板、支持枠８２により構成されている。フェースプレート８６は、上述した電子源に対向するように設けられている。支持枠８２はフェースプレート８６とリアプレート（絶縁性基板７１）
の間に配置される。リアプレートと支持枠８２の接合部、及び、フェースプレート８６と支持枠８２の接合部は、フリットガラスやインジウムなどの接着剤などにより封着されている。
【００７８】
また、フェースプレート８６とリアプレート７１との間に、スペーサーと呼ばれる不図示の支持体を設置してもよい。それにより、大気圧に対して十分な強度を持つ外囲器８８を構成することができる。
【００７９】
フェースプレート８６はガラスなどの透明基板８３、蛍光体膜８４、導電性膜８５（メタルバック）などで構成されている。具体的には、透明基板８３の内面に蛍光体膜８４と導電性膜８５（メタルバック）等が順に積層されている。蛍光体膜８４、導電性膜８５について以下に説明する。
【００８０】
図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、蛍光体膜８４の具体的な構成の一例である。蛍光体膜８４は、モノクロームの場合は単色の蛍光体９２のみから成る。カラーの画像表示装置を構成する場合には、蛍光体膜８４は、少なくともＲＧＢ３原色の蛍光体９２と、各色の間に配置される光吸収部材９１とを含む。光吸収部材９１は好ましくは、黒色の部材を用いることができる。図１０（ａ）は、光吸収部材９１をストライプ状に配列した形態である。図１０（ｂ）は、光吸収部材９１をマトリクス状に配列した形態である。一般に、図１０（ａ）の形態はブラックストライプと呼ばれ、図１０（ｂ）の形態はブラックマトリクスと呼ばれる。光吸収部材９１を設ける目的は、カラー表示の場合必要となる３原色蛍光体の各蛍光体９２間の塗り分け部における混色等を目立たなくすることと、蛍光体膜８４における外光反射によるコントラストの低下を抑制することにある。光吸収部材９１の材料としては、一般に黒鉛を主成分とする材料が用いられる。なお、光吸収部材９１の材料は、黒鉛を主成分とする材料に限らない。当該材料は、光の透過及び反射が少ない材料であればよく、導電性であっても絶縁性であっても良い。
【００８１】
導電性膜８５を設けることにより、蛍光体９２からの発光のうち、電子放出素子７４側へ向かう光を透明基板８３側へ鏡面反射することができ、その結果、輝度を向上させることができる。また、電子ビームを加速するための電圧を印加するためのアノード電極（即ち、図４に示すアノード電極４４）として作用させること、及び、外囲器８８内で発生した負イオンの衝突による蛍光体のダメージを抑制することができる。
【００８２】
導電性膜８５は、アルミニウム膜で形成されることが好ましい。導電性膜８５は、例えば、成膜された蛍光体膜８４の表面に平滑化処理（通常、フィルミングと呼ばれる）を施し、その後Ａｌを真空蒸着等で堆積することで形成される。
【００８３】
フェースプレート８６には、蛍光体膜８４の導電性を高めるため、蛍光体膜８４と透明基板８３との間にＩＴＯなどからなる透明電極（不図示）を設けてもよい。
【００８４】
ｍ本のＸ方向配線はそれぞれ外部機器に接続するための端子Ｄｏｘ１〜Ｄｏｘｍに接続されている。ｎ本のＹ方向配線はそれぞれ外部機器に接続するための端子Ｄｏｙ１〜Ｄｏｙｎに接続されている。各電子放出素子７４には、端子Ｄｏｘ１〜Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１〜Ｄｏｙｎの内、対応する端子から電圧が印加される。各端子に印加する電圧（各電子放出素子に印加する電圧）を制御することにより、所望の電子放出素子７４から電子を放出させることができる。この時、高圧端子８７から、メタルバックに５ｋＶ以上３０ｋＶ以下、好ましくは１０ｋＶ以上２５ｋＶ以下の電圧を印加する。なお、フェースプレート８６と基板７１との間隔は１ｍｍ以上５ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定される。それにより、選択した電子放出素子から放出された電子は、メタルバックを透過し、蛍光体膜８４に衝突し、蛍光体９２が励起・発光する。その結果、画像が表示され
る。
【００８５】
なお、以上述べた構成においては、各部材の材料等、詳細な部分は上記した内容に限られるものではなく、目的に応じて適宜変更される。
【００８６】
（実施例１）
実施例１として、第１の実施形態で説明した電子放出素子の具体例について図２を用いて説明する。
【００８７】
（工程１）
まず、基板１としての石英基板を十分に洗浄した。そして、石英基板上に、スパッタ法を用いて厚さ５ｎｍのＴｉを形成し、その後Ｔｉ上に厚さ４０ｎｍのＰｔを形成した。その後、フォトリソグラフィー技術を用いて所望の形状にパターニングすることにより、電極２，３として、ＴｉとＰｔの層を基板１上に形成した（図２（ａ））。このとき、電極２，３間の間隔Ｌ１を１００μｍ、電極２，３の幅Ｗ２を５００μｍとした。
【００８８】
（工程２）
次に、基板１上に形成された一対の電極２，３間に、当該一対の電極と接続するように有機パラジウム化合物溶液を回転塗布した。その後、有機パラジウム化合物溶液に加熱焼成処理を施した。具体的には、有機パラジウム化合物溶液が塗布された基板を加熱した。それによりＰｄを主元素とする１枚の導電性膜が形成された。そして、その導電性膜を、ステッパーを用いたフォトリソグラフィー技術によりパターニングし、電極２，３と電気的に接続された複数の導電性膜４を形成した（図２（ｂ））。
【００８９】
このとき、導電性膜４の幅Ｗ１を１μｍとした。また、隣り合う導電性膜４の間隔Ｗ４は、幅Ｗ１と同じ値とした。複数の導電性膜４の全体の幅Ｗ３は１７９μｍとした。即ち、導電性膜４の本数は、（１７９＋Ｗ１）／（２×Ｗ１）＝９０本とした。形成された導電性膜４の膜厚は１０ｎｍとし、そのＲｓ（シート抵抗）は、１×１０４Ω／□とした。
【００９０】
（工程３）
そして、複数の導電性膜４が形成された基板１上に、短絡抑制膜９として、Ｗ（タングステン）とＧｅＮ（窒化ゲルマニウム）から成る膜（混合物膜）をスパッタ法により形成した（図２（ｃ））。具体的には、高周波マグネトロンスパッタ装置を用いて、タングステンターゲットとゲルマニウムターゲットを用いた２元スパッタリング法により混合物膜を形成した。なお、成膜条件は以下の通りである。
気圧：１．５Ｐａ
雰囲気：アルゴンと窒素の混合雰囲気
アルゴン流量：５０ｓｃｃｍ
窒素流量：９ｓｃｃｍ
タングステンターゲットへの投入電力：２３０Ｗ
ゲルマニウムターゲットへの投入電力：８００Ｗ
放電時間：４０秒
形成された混合物膜の膜厚は１０ｎｍ、Ｒｓ（シート抵抗）は８×１０１０Ω／□であった。また、得られた混合物膜におけるタングステンとゲルマニウムの原子数に対するタングステンの原子数の比はＷ／（Ｗ＋Ｇｅ）＝０．３２であった。
【００９１】
（工程４）
次に、上記工程１〜３を経た基板１を図４の真空装置内に設置し、該真空装置内を真空ポンプにて排気した。真空度が１×１０−６Ｐａに達した後、電源４１により電極２，３間に電圧Ｖｆを印加し、通電フォーミング処理を行った。これにより、各導電性膜４に第
１の間隙７が形成された。即ち、各導電性膜４が導電性膜４ａ，４ｂに分断された（図２（ｄ））。
【００９２】
フォーミング処理における電圧波形は図３（ｂ）に示したものを用いた。具体的には、図３（ｂ）におけるＴ１を１ｍｓｅｃ、Ｔ２を１６．７ｍｓｅｃとし、三角波の波高値を０．１Ｖステップで昇圧させることで、通電フォーミング処理を行った。また、フォーミング処理中は、定期的に、０．１Ｖの抵抗測定パルス電圧を電極２，３間に印加し、抵抗測定を行った。なお、通電フォーミング処理は、測定された抵抗値が、約１ＭΩ以上になった時点で終了した。
【００９３】
（工程５）
そして、工程４を経た素子に通電活性化処理を施した。具体的には、トルニトリルを真空装置内に導入し、その後、最大電圧値を±２０Ｖ、Ｔ１を１ｍｓｅｃ、Ｔ２を１０ｍｓｅｃとして、図５（ａ）に示した波形のパルス電圧を電極２，３間に印加した。通電活性化処理は、素子電流（Ｉｆ）が緩やかに上昇することが確認されるまで行った。それにより、カーボン膜２１ａ，２１ｂが形成された（図２（ｅ））。
【００９４】
以上の工程を経て、本実施例に係る電子放出素子が作製された。
【００９５】
（工程６）
次に、作製された電子放出素子に対し、安定化処理を施した。具体的には、真空装置及び電子放出素子をヒーターにより加熱して約２５０℃に維持しながら真空装置内の排気を続けた。２０時間後、ヒーターによる加熱を止め、室温に戻した。その結果、真空装置内の真空度は１×１０−８Ｐａ程度に達した。
【００９６】
そして、図４に示す測定評価装置を用いて、電子放出素子を駆動し、放出電流Ｉｅを長時間に渡り測定した。具体的には、アノード電極４４と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとし、高圧電源４３によりアノード電極４４に５ｋＶの電位を与えた。そして、電源４１を用いて電子放出素子の電極２，３間に、波高値１７Ｖ、パルス幅１００μｓ、周波数６０Ｈｚの矩形パルス電圧を印加した。
【００９７】
駆動中、電子放出素子の電子放出点を観察したところ、複数の電子放出部からそれぞれ独立した電子放出点が観察され、導電性膜間（電子放出部間）の短絡は見られなかった。また、電子放出素子を長時間駆動した後、当該電子放出素子を取り出し、ＳＥＭにより観察した。その結果、図１１に示すように、電子放出部を有する導電性膜間において電子放出部となるようなカーボンの堆積は認められなかった。また、同様に複数の素子を作製し評価した結果、いずれの素子について同様の評価結果が得られた。
【００９８】
（比較例１）
本比較例では、実施例１に係る電子放出素子と同様の構成で、短絡抑制膜の組成が異なる場合の例について説明する。なお、実施例１と同様の工程、材料等については説明を省略する。
【００９９】
まず、工程１，２として、実施例１の工程１，２と同様の処理を行い、電極２，３及び複数の導電性膜４が形成された基板１を作製した。
【０１００】
（工程３）
そして、実施例１における工程３と同様に、複数の導電性膜４が形成された基板１上に、短絡抑制膜９として、タングステンと窒化ゲルマニウムから成る混合物膜を２元スパッタリング法により形成した。なお、混合物膜は実施例１と同じ装置を用いて形成した。成
膜条件は以下の通りである。
気圧：１．５Ｐａ
雰囲気：アルゴンと窒素の混合雰囲気
アルゴン流量：５０ｓｃｃｍ
窒素流量：６ｓｃｃｍ
タングステンターゲットへの投入電力：１８０Ｗ
ゲルマニウムターゲットへの投入電力：８００Ｗ
放電時間：４０秒
形成された混合物膜の膜厚は１０ｎｍ、Ｒｓ（シート抵抗）は７×１０１０Ω／□であった。また、得られた混合物膜におけるタングステンとゲルマニウムの原子数に対するタングステンの原子数の比はＷ／（Ｗ＋Ｇｅ）＝０．０９であった。
【０１０１】
次に、工程４，５として実施例１の工程４，５と同様の処理を行い、電子放出素子が作製された。そして、工程６として、作製された電子放出素子に対し、実施例１の工程６と同様に安定化処理を施した。
【０１０２】
そして、図４に示す測定評価装置を用いて、電子放出素子を駆動し、放出電流Ｉｅを長時間に渡り測定した。具体的には、アノード電極４４と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとし、高圧電源４３によりアノード電極４４に５ｋＶの電位を与えた。そして、電源４１を用いて電子放出素子の電極２，３間に、波高値１７Ｖ、パルス幅１００μｓ、周波数６０Ｈｚの矩形パルス電圧を印加した。
【０１０３】
駆動中、電子放出素子の電子放出点を観察したところ、作製直後の電子放出部以外の位置に電子放出点が観察され、導電性膜間の短絡が見られた。また、電子放出素子を長時間駆動した後、当該電子放出素子を取り出し、ＳＥＭにより観察した。その結果、図１２に示すように、電子放出部を有する導電性膜間にカーボン２１ｃ，２１ｄが堆積されており、電子放出の要因となるカーボンによる間隙が形成されていた。
【０１０４】
図１３に、タングステンと窒化ゲルマニウムから成る混合物膜の成膜条件（窒素流量、タングステンターゲットへの投入電力、ゲルマニウムターゲットへの投入電力）を様様に変更したときの、Ｗ／（Ｗ＋Ｇｅ）の比と電子放出特性の安定性の関係を示す。
【０１０５】
電子放出特性の安定性の評価として、「Ａ」は安定性がきわめて良好、「Ｂ」は安定性が不十分、「Ｃ」は安定性が悪いことを意味する。具体的には、「Ａ」は複数の導電性膜のいずれについても堆積したカーボンの連結が無かったことを意味する。「Ｂ」は一部の導電性膜について堆積したカーボンの連結が生じたことを意味する。「Ｃ」は全ての導電性膜について堆積したカーボンの連結が生じたことを意味する。その結果、短絡抑制膜の主成分であるＷＧｅＮにおいて、タングステンとゲルマニウムの原子数に対するタングステンの原子数の比は０．２４以上でなければならないことがわかった。
【０１０６】
なお、いずれの場合も、短絡抑制膜の表面抵抗が１×１０１０未満であると、電子放出効率が低下するとともに、電子放出素子での発熱によって、電子放出特性の変動（ゆらぎ）が生じてしまった。また、同様に表面抵抗が１×１０１３を超えると、電子放出素子の周辺部分の基板表面が帯電したことによる電子ビームの到達位置の変動が確認された。このような電子源（表面抵抗が１×１０１０未満や１×１０１３より大きいような短絡抑制膜を有する電子放出素子を複数有する電子源）を用いて画像表示装置を形成した際には、輝点のずれが目視で確認され、良好な表示画像が得られなかった。即ち、短絡抑制膜の表面抵抗は１×１０１０以上１×１０１３以下でなければならないことがわかった。
【０１０７】
（実施例２）
実施例２として、第２の実施形態で説明した電子放出素子の具体例について図７を用いて説明する。
【０１０８】
（工程１）
まず、基板１として石英基板を十分に洗浄した。そして、石英基板上の全面に、プラズマＣＶＤ法により、高熱伝導層１０の材料としてＳｉ３Ｎ４を形成した。また、熱伝導率測定用の別の基板上に石英基板及びＳｉ３Ｎ４を順に堆積し、その積層体の積層方向の熱伝導率を測定したところ、室温における熱伝導率は２５Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【０１０９】
そして、高熱伝導層１０上の全面に、プラズマＣＶＤ法により、活性化促進層１１の材料として酸化シリコン（ＳｉＯ２）を形成した。また、上述した熱伝導率測定用の基板にもＳｉＯ２を更に堆積し、その積層体の積層方向の熱伝導率を測定したところ、室温における熱伝導率は１．４Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【０１１０】
次に、活性化促進層１１上の全面に、電極３の材料として、厚さ５ｎｍのＴｉと厚さ４０ｎｍのＰｔを順次形成した（図７（ａ））。
【０１１１】
（工程２）
そして、フォトレジストのスピンコーティング、マスクパターンの露光及び現像を行い、ドライエッチングにより、高熱伝導層１０と活性化促進層１１とで構成された積層体と、該積層体上に配置された電極３を形成した（図７（ｂ））。
【０１１２】
（工程３）
次に、フォトレジストを剥離し、再度フォトレジストのスピンコーティング、マスクパターンの露光及び現像を行い、電極２のパターンに相当する開口を備えるフォトレジストを形成した。そして、当該開口内に厚さ５ｎｍのＴｉと厚さ４０ｎｍのＰｔを順次堆積させた。その後、フォトレジストのリフトオフを行い、電極２を形成した（図７（ｃ））。
【０１１３】
本実施例では、電極２，３の幅Ｗ２を５００μｍとした。高熱伝導層１０の膜厚は５００ｎｍとした。活性化促進層１１の膜厚は５０ｎｍとした。また、電極２，３の間隔Ｌ１（本実施例の場合、間隔Ｌ１は、高熱伝導層１０と活性化促進層１１、及び、基板１の表面に沿った電極２から電極３までの長さ（図６（ｃ）参照））を１００μｍとした。
【０１１４】
（工程４）
そして、基板１上に形成された一対の電極２，３間に、当該一対の電極と接続するように有機パラジウム化合物溶液を回転塗布した。その後、有機パラジウム化合物溶液に加熱焼成処理を施した。それによりＰｄを主元素とする１枚の導電性膜が形成された。次に、その導電性膜を、ステッパーを用いたフォトリソグラフィー技術によりパターニングし、電極２，３と電気的に接続された複数の導電性膜４を形成した（図７（ｄ））。
【０１１５】
このとき、導電性膜４の幅Ｗ１を１μｍとした。また、隣り合う導電性膜４の間隔Ｗ４は、幅Ｗ１と同じ値とした。複数の導電性膜４の全体の幅Ｗ３は１７９μｍとした。即ち、導電性膜４の本数は、（１７９＋Ｗ１）／（２×Ｗ１）＝９０本とした。形成された導電性膜４の膜厚は１０ｎｍとし、そのＲｓ（シート抵抗）は、１×１０４Ω／□とした。
【０１１６】
その後の工程は、実施例１の工程３〜５と同様のため、説明を省略する。以上の工程を経て、本実施例に係る電子放出素子が作製された。そして、作製された電子放出素子に対し、実施例１の工程６と同様に安定化処理を施した。
【０１１７】
そして、図４に示す測定評価装置を用いて、電子放出素子を駆動し、放出電流Ｉｅを長時間に渡り測定した。具体的には、アノード電極４４と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとし、高圧電源４３によりアノード電極４４に５ｋＶの電位を与えた。そして、電源４１を用いて電子放出素子の電極２，３間に、波高値１７Ｖ、パルス幅１００μｓ、周波数６０Ｈｚの矩形パルス電圧を印加した。
【０１１８】
駆動中、電子放出素子の電子放出点を観察したところ、複数の電子放出部からそれぞれ独立した電子放出点が観察され、導電性膜間の短絡は見られなかった。また、電子放出素子を長時間駆動した後、当該電子放出素子を取り出し、ＳＥＭにより観察した。その結果、図１４に示すように、導電性膜間において電子放出源となるようなカーボンの付着は見られなかった。また、同様に複数の素子を作製し評価した結果、いずれの素子について同様の評価結果が得られた。
【０１１９】
（比較例２）
本比較例では、実施例２に係る電子放出素子と同様の構成で、短絡抑制膜の組成が異なる場合の例について説明する。なお、実施例２と同様の工程、材料等については説明を省略する。
【０１２０】
まず、工程１〜４として、実施例２の工程１〜４と同じ処理を行い、高熱伝導層１０、活性化促進層１１、電極２，３、及び、複数の導電性膜４が形成された基板１を作製した。
【０１２１】
（工程５）
そして、実施例２における工程５（実施例１の工程３）と同様に、複数の導電性膜４が形成された基板１上に、短絡抑制膜９として、タングステンと窒化ゲルマニウムから成る混合物膜を２元スパッタリング法により形成した。なお、混合物膜は実施例２と同じ装置を用いて形成した。成膜条件は以下の通りである。
圧力：１．５Ｐａ
雰囲気：アルゴンと窒素の混合雰囲気
アルゴン流量：５０ｓｃｃｍ
窒素流量：６ｓｃｃｍ
タングステンターゲットへの投入電力：１８０Ｗ
ゲルマニウムターゲットへの投入電力：８００Ｗ
放電時間：４０秒
形成された混合物膜の膜厚は１０ｎｍ、Ｒｓ（シート抵抗）は７×１０１０Ω／□であった。また、得られた混合物膜におけるタングステンとゲルマニウムの原子数に対するタングステンの原子数の比はＷ／（Ｗ＋Ｇｅ）＝０．０９であった。
【０１２２】
その後の工程は、実施例２と同様、即ち、実施例１の工程４，５と同様のため、説明を省略する。以上の工程を経て、本比較例に係る電子放出素子が作製された。そして、作製された電子放出素子に対し、実施例１の工程６と同様に安定化処理を施した。
【０１２３】
そして、図４に示す測定評価装置を用いて、電子放出素子を駆動し、放出電流Ｉｅを長時間に渡り測定した。具体的には、アノード電極４４と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとし、高圧電源４３によりアノード電極４４に５ｋＶの電位を与えた。そして、電源４１を用いて電子放出素子の電極２，３間に、波高値１７Ｖ、パルス幅１００μｓ、周波数６０Ｈｚの矩形パルス電圧を印加した。
【０１２４】
駆動中、電子放出素子の電子放出点を観察したところ、作製直後の電子放出部以外の位置に電子放出点が観察され、導電性膜間の短絡が見られた。また、電子放出素子を長時間駆動した後、当該電子放出素子を取り出し、ＳＥＭにより観察した。その結果、図１５に示すように、電子放出部を有する導電性膜間にカーボン２１ｅ，２１ｆが堆積されており、電子放出の要因となるカーボンによる間隙が形成されていた。
【０１２５】
なお、図６の構成の電子放出素子（即ち実施例２、比較例２の構成の電子放出素子）においても、短絡抑制膜には図１の構成の電子放出素子と同様の条件が必要であった。即ち、短絡抑制膜の主成分であるＷＧｅＮにおいて、タングステンとゲルマニウムの原子数に対するタングステンの原子数の比は０．２４以上でなければならない。また、短絡抑制膜の表面抵抗は１×１０１０以上１×１０１３以下でなければならない。
【０１２６】
電子放出素子を上述したような構成とすることにより、電子放出特性のばらつきが小さく、電子放出特性を長期にわたって維持することができる。その結果、そのような電子放出素子を有する電子源及び画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る電子放出素子の構成を示す模式図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、それぞれ、図１（ａ）のＢ−Ｂ’断面、Ｃ−Ｃ’断面を示す断面模式図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る電子放出素子の製造方法の一例を示す図である。
【図３】図３は、通電フォーミング処理を行う際に一対の電極間に印加するパルス電圧のパルス波形の一例を示す図である。
【図４】図４は、電子放出素子の特性を測定する測定評価装置の模式図である。
【図５】図５は、通電活性化処理を行う際に一対の電極間に印加するパルス電圧のパルス波形の一例を示す図である。
【図６】図６は、第２の実施形態に係る電子放出素子の構成を示す模式図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、それぞれ、図６（ａ）のＢ−Ｂ’断面、Ｃ−Ｃ’断面を示す断面模式図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る電子放出素子の製造方法の一例を示す図である。
【図８】図８は、マトリクス型配列の電子源（電子源基板）の構成の一例を示す図である。
【図９】図９は、画像表示装置を構成する外囲器の構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、蛍光体膜の構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、実施例１に係る電子放出素子の長時間駆動後の状態を示す模式図である。
【図１２】図１２は、比較例１に係る電子放出素子の長時間駆動後の状態を示す模式図である。
【図１３】図１３は、Ｗ／（Ｗ＋Ｇｅ）の比と電子放出特性の安定性の関係を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例２に係る電子放出素子の長時間駆動後の状態を示す模式図である。
【図１５】図１５は、比較例２に係る電子放出素子の長時間駆動後の状態を示す模式図である。
【図１６】図１６は、従来の電子放出素子の構成を示す模式図であり、図１６（ａ）は平面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示す断面模式図である。
【図１７】図１７は、従来の電子放出素子の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  基板
２，３  電極
４  電子放出部を有する導電性膜
４ａ，４ｂ  導電性膜
７  第１の間隙
８  第２の間隙
９  短絡抑制膜
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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