(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に、一対の電極を配置する工程と、
吸光材を含む高分子膜を、前記電極間を接続するように配置する工程と、
前記吸光材を含む高分子膜に光を照射することにより、該高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、
前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を流すことにより、該膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項２】
基体上に、一対の電極を配置する工程と、
高分子膜を、前記電極間を接続するように配置する工程と、
吸光材を含む層を、前記高分子膜上に配置する工程と、
前記吸光材を含む層および前記高分子膜に光を照射することにより、該高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、
前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を流すことにより、該膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項３】
基体上に、一対の電極および吸光材を含む層を形成し、少なくとも前記電極間の一部に前記吸光材を含む層を配置する工程と、
高分子膜を、前記電極間を接続するように配置する工程と、
前記高分子膜および前記吸光材を含む層に光を照射することにより、該高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、
前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を流すことにより、該膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項４】
吸光特性を有する基体上に、一対の電極を配置する工程と、
高分子膜を、前記電極間を接続するように配置する工程と、
前記高分子膜に光を照射することにより、該高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、
前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を流すことにより、該膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項５】
前記光は、レーザ光、あるいは、キセノン光源あるいはハロゲン光源から放出された光であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項６】
基体上に、一対の電極を配置する工程と、
高分子と該高分子の熱分解を促進させる材料とを含む高分子膜を前記電極間を接続するように基体上に配置する工程と、
前記高分子膜に、エネルギービームを照射することで、前記高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、
前記高分子膜を低抵抗化することにより得た膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項７】
前記エネルギービームは電子ビーム、イオンビーム、集光された光、レーザ光の中から選択されることを特徴とする請求項６に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項８】
前記熱分解を促進させる材料は金属を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項９】
前記金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎの中から選択されることを特徴とする請求項８に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１０】
基体上に、一対の電極を配置する工程と、
高分子と該高分子の熱分解を促進させる材料とを含む高分子膜を前記電極間を接続するように基体上に配置する工程と、
前記高分子膜に、前記高分子膜中に含まれる高分子の熱分解を促進させる熱分解促進材を吸収させることにより、熱分解促進材を含む高分子膜を形成する工程と、
前記熱分解促進材を含む高分子膜中に含まれる高分子をカーボン化することにより、前記熱分解促進材を含む高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、
前記熱分解促進材を含む高分子膜を低抵抗化することにより得た膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項１１】
前記熱分解促進材を含む高分子膜を低抵抗化する工程は、前記熱分解促進材を含む高分子膜をベークする工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１２】
前記熱分解促進材を含む高分子膜を低抵抗化する工程は、前記基板から離れた位置から、前記熱分解促進材を含む高分子膜にエネルギービームを照射する工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１３】
前記エネルギービームは光、レーザ、電子ビーム、イオンビームのいずれかであることを特徴とする請求項１２に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１４】
前記熱分解促進材を含む高分子膜を形成する工程は、前記高分子膜に、金属錯体を含む液体を接触させる工程を含むことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１５】
前記金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎの中か選択されることを特徴とする請求項１４に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１６】
複数の電子放出素子を有する電子源の製造方法において、該電子放出素子が請求項１乃至１５のいずれかに記載の方法により製造されることを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項１７】
複数の電子放出素子と、該電子放出素子から放出された電子によって発光する発光部材とを有する画像形成装置の製造方法において、前記電子放出素子が請求項１乃至１５のいずれかに記載の製造方法により製造されることを特徴とする画像形成装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子放出素子の製造方法、および電子放出素子を多数配置してなる電子源の製造方法、並びに、電子源を用いて構成した表示装置などの画像形成装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子放出素子として表面伝導型電子放出素子が知られている。
【０００３】
表面伝導型電子放出素子の構成、製造方法などは、例えば特許文献１などに開示されている。
【０００４】
上記特許文献１などに開示されている一般的な表面伝導型電子放出素子の構成を図４６に模式的に示す。図４６（Ａ）および図４６（Ｂ）はそれぞれ、上記公報などに開示されている上記電子放出素子の平面図および断面図である。
【０００５】
図４６において、４６１は基体であり、４６２，４６３は対向する一対の電極、４６４は導電性膜、４６５は第２の間隙、４６６はカーボン膜、４６７は第１の間隙である。
【０００６】
図４６に示した構造の電子放出素子の作成工程の一例を図４７に模式的に示す。
【０００７】
先ず、基板４６１上に一対の電極４６２，４６３を形成する（図４７（Ａ））。
【０００８】
続いて、電極４６２、４６３間を接続する導電性膜４６４を形成する（図４７（Ｂ））。
【０００９】
そして、電極４６２，４６３間に電流を流し、導電性膜４６４の一部に第２の間隙４６５を形成する“フォーミング工程”を行う（図４７（Ｃ））。
【００１０】
さらに、炭素化合物雰囲気中にて、前記電極４６２，４６３間に電圧を印加して、第２の間隙４６５内の基板４６１上、およびその近傍の導電性膜４６４上にカーボン膜４６６を形成する“活性化工程”を行い、電子放出素子が形成される（図４７（Ｄ））。
【００１１】
一方、特許文献２には、表面伝導型電子放出素子の別の製造方法が開示されている。
【００１２】
以上のような製造方法で作成された複数の電子放出素子からなる電子源と、蛍光体などからなる画像形成部材とを組み合わせることで、フラットディスプレイパネルなどの画像形成装置を構成できる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平８−３２１２５４号公報
【特許文献２】
特開平９−２３７５７１号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の素子においては、“フォーミング工程”に加えて、“活性化工程”などを行うことで、“フォーミング工程”によって形成した第２の間隙４６５の内部に、さらに狭い第１の間隙４６７をもつ炭素あるいは炭素化合物からなるカーボン膜４６６を配置させ、良好な電子放出特性を得る工夫が為されている。
【００１５】
しかしながら、このような従来の電子放出素子を用いた画像形成装置の製造においては、以下の課題を有している。
【００１６】
すなわち、“フォーミング工程”や“活性化工程”における度重なる通電工程や、各工程における好適な雰囲気を形成する工程など、付加的な工程が多く、各工程管理が煩雑化していた。
【００１７】
また、上記電子放出素子をディスプレイなどの画像形成装置に用いる場合には、装置としての消費電力を低減させるためにも電子放出特性の一層の向上が望まれている。
【００１８】
さらには、上記電子放出素子を用いた画像形成装置をより安価にそしてより簡易に製造することが望まれている。
【００１９】
そこで、本発明は、上記課題を解決するものであって、特に電子放出素子の製造工程を簡略化でき、かつ、電子放出特性の改善をも行うことのできる電子放出素子の製造方法、電子源の製造方法、並びに画像形成装置の製造方法を提供するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述する課題を解決するために鋭意検討を行ってなされたものであり、下述する構成のものである。
【００２１】
すなわち、本発明の第一は、基体上に、一対の電極を配置する工程と、吸光材を含む高分子膜を、前記電極間を接続するように配置する工程と、前記吸光材を含む高分子膜に光を照射することにより、該高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を流すことにより、該膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法を提供するものである。
【００２４】
本発明の第二は、基体上に、一対の電極を配置する工程と、高分子膜を、前記電極間を接続するように配置する工程と、吸光材を含む層を、前記高分子膜上に配置する工程と、前記吸光材を含む層および前記高分子膜に光を照射することにより、該高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を流すことにより、該膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法を提供するものである。
【００２５】
本発明の第三は、基体上に、一対の電極および吸光材を含む層を形成し、少なくとも前記電極間の一部に前記吸光材を含む層を配置する工程と、高分子膜を、前記電極間を接続するように配置する工程と、前記高分子膜および前記吸光材を含む層に光を照射することにより、該高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を流すことにより、該膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法を提供するものである。
【００２７】
本発明の第四は、吸光特性を有する基体上に、一対の電極を配置する工程と、高分子膜を、前記電極間を接続するように配置する工程と、前記高分子膜に光を照射することにより、該高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を流すことにより、該膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法を提供するものである。
【００２８】
本発明の第一〜第四においては、前記光として、レーザー光、もしくは、キセノン光源あるいはハロゲン光源から放出された光が好適に用いられる。
【００２９】
また、本発明の第五は、基体上に、一対の電極を配置する工程と、高分子と該高分子の熱分解を促進させる材料とを含む高分子膜を前記電極間を接続するように基体上に配置する工程と、前記高分子膜に、エネルギービームを照射することで、前記高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、前記高分子膜を低抵抗化することにより得た膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法を提供するものである。
【００３０】
そして上記本発明の第五の電子放出素子の製造方法は、好ましい形態として、「前記エネルギービームは電子ビーム、イオンビーム、集光された光、レーザ光の中から選択されること」、
「前記熱分解を促進させる材料は金属を含むこと」、
「前記金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎの中か選択されること」、
を包含するものである。
【００３１】
また、本発明の第六は、基体上に、一対の電極を配置する工程と、高分子と該高分子の熱分解を促進させる材料とを含む高分子膜を前記電極間を接続するように基体上に配置する工程と、前記高分子膜に、前記高分子膜中に含まれる高分子の熱分解を促進させる熱分解促進材を吸収させることにより、熱分解促進材を含む高分子膜を形成する工程と、前記熱分解促進材を含む高分子膜中に含まれる高分子をカーボン化することにより、前記熱分解促進材を含む高分子膜をカーボン膜として低抵抗化する工程と、前記熱分解促進材を含む高分子膜を低抵抗化することにより得た膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法を提供するものである。
【００３２】
そして上記本発明の第六の電子放出素子の製造方法は、好ましい形態として、「前記熱分解促進材を含む高分子膜を低抵抗化する工程は、前記熱分解促進材を含む高分子膜をベークする工程を含むこと」、「前記熱分解促進材を含む高分子膜を低抵抗化する工程は、前記基板から離れた位置から、前記熱分解促進材を含む高分子膜にエネルギービームを照射する工程を含むこと」、「前記エネルギービームは光、レーザ、電子ビーム、イオンビームのいずれかであること」、「前記熱分解促進材を含む高分子膜を形成する工程は、前記高分子膜に、金属錯体を含む液体を接触させる工程を含むこと」、「前記金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎの中か選択されること」、を包含するものである。
【００３３】
また本発明は、複数の電子放出素子を有する電子源の製造方法において、該電子放出素子が上記本発明の電子放出素子の製造方法により製造されることを特徴とする電子源の製造方法を提供するものである。
【００３４】
さらに本発明は、複数の電子放出素子と、該電子放出素子から放出された電子によって発光する発光部材（画像形成部材）とを有する画像形成装置（あるいはディスプレイ）の製造方法において、前記電子放出素子が上記本発明の電子放出素子の製造方法により製造されることを特徴とする画像形成装置（あるいはディスプレイ）の製造方法を提供するものである。
【００３５】
本発明によれば、導電性膜を形成する工程、該導電性膜に間隙を形成する工程、有機化合物を含む雰囲気を形成する工程（あるいは、導電性膜上に高分子膜を形成する工程）、導電性膜に通電することでカーボン膜を形成すると同時に、該カーボン膜に間隙を形成する工程、を必要としていた従来の製造方法に比べて、その工程を大幅に簡素化することができる。加えて本発明では、吸光材が効率良く光を吸収するために、後述する高分子膜を低抵抗化する工程を効果的に、短時間で、完結することができる。また、電子放出素子を構成する素子膜（カーボン膜）の耐熱性が良好であるため、従来、導電性膜の耐熱性によって制限されていた電子放出特性の向上も図ることができる。
【００３６】
また、本発明は上記表面伝導型電子放出素子のカーボン膜の製造方法に限られるものではない。本発明の製造方法は、導電性のカーボン膜を用いる、電子放出素子、電池などの各種電子デバイスや、各種電子機器などに用いるフィルムに用いることができる。このように、表面伝導型電子放出素子以外の電子デバイスやフィルムに用いる場合には、基体上に熱分解促進剤あるいは光吸収材を含む高分子膜を配置する工程、または、基体上に熱分解促進剤あるいは光吸収材を含む層と高分子膜との積層体を配置する工程と、該高分子膜に後述のエネルギービームを照射する工程を有していればよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を説明するが、本発明はこれらの形態例に限定されるものではない。
【００３８】
ここでは、まず本発明により製造される電子放出素子の構成を簡単に説明した後に、本発明を特徴付ける「高分子膜の使用について」と、吸光材などの「熱分解促進材について」を説明し、その後、本発明の電子放出素子、電子源、画像形成の製造方法について説明する。
【００３９】
図１は、本発明の製造方法により製造される電子放出素子の一例を模式的に示した図である。尚、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は電極２，３間を通り、電極２，３が配置された基体１の表面に対して実質的に垂直な平面（断面）図である。
【００４０】
図１において、１は基体（リアプレート）、２と３は電極、６はカーボン膜、５は間隙である。同図で、カーボン膜６は、電極２、３間の基体１上に配置されている。
【００４１】
図１に示された本発明の電子放出素子の製造方法の一例としては、例えば以下のようなものが挙げられる。例えば図３などに示すように、基体１上に電極２、３を形成し（図３（ａ））、次に、電極２，３間を繋ぐように熱分解促進剤８を含む有機高分子膜６’を配置し（図３（ｂ））、次に、熱分解促進剤を含む高分子膜６’に基体１から離れた位置にあるエネルギービーム照射手段１０から電子ビームやレーザビームや光（キセノンランプ光など）やイオンビームなどのエネルギービームを照射することで、高分子膜６’をカーボン化する（「低抵抗化処理」を行う）（図３（ｃ））、次に、高分子膜６’を低抵抗化処理することによって得た膜６に電流を流す（「電圧印加工程」を行う）ことにより間隙５を形成する（図３（ｄ））。
【００４２】
上記のように構成される電子放出素子では、間隙５に十分な電界が印加されたときに電子が間隙５をトンネルして、電極２、３間に電流が流れる。このトンネル電子の一部が散乱し、図１（ａ）の紙面垂直方向に印加された高電圧により引き出されて放出電子となる。
【００４３】
上記「カーボン膜」６は、「炭素を主成分とする導電性膜」、あるいは「一部に間隙を有し、一対の電極間を電気的に繋ぐ炭素を主成分とする導電性膜」、あるいは「一対の炭素を主成分とする導電性膜」ということもできる。また、単に「導電性膜」ということもある。また、後述する本発明のプロセスとの関連から「高分子膜が低抵抗化された膜」、あるいは「高分子膜を低抵抗化することによって得た膜」と呼ぶ場合もある。しかし、詳しくは後述する、高子膜に「低抵抗化処理」を施すことによって得た膜と、「低抵抗化処理」によって得た膜に「電圧印加工程」を施すことによって得た膜との間に、炭素の結晶性の観点において特に優位差がない場合には、上記「カーボン膜」という表現と「高分子膜を低抵抗化処理することによって得た膜」という表現は、プロセス段階を区別する表現ではあっても、膜質として区別する表現するものではない。
【００４４】
本発明に係る電子放出素子では、高分子を低抵抗化する必要がある。このため本発明では、この低抵抗化処理方法として、詳しくは後述するが、電子ビームやイオンビームあるいは光などを使用する。そして、さらに、「低抵抗化処理」を容易にするために、「低抵抗化処理」時における、高分子のカーボン化を促進あるいは補助するための熱分解促進剤を使用する。尚、本発明でいう「カーボン化」とは、炭素の六員環構造の形成（あるいは増加）、あるいは炭素の共役系の増加を意味し、さらに詳細に述べると、炭素六員環同士を直接結合させた状態（グラフェン化をも含む）を形成する（増加させる）ことを意味する。
【００４５】
上記のカーボン膜６は、後述する製造方法よりも明らかなように、当初は高分子膜６’中に吸光材などの熱分解促進剤８を混合した膜である。尚、図１ではカーボン膜６中に熱分解促進剤８が残存した例を示したが、熱分解促進剤によっては図２に示すように後述の光照射などの「低抵抗化処理」の過程で熱分解し、消失することもある。
【００４６】
図１または図２に示したような本発明の電子放出素子の作製方法の一例を図３に模式的に示す。図３では、吸光材などの熱分解促進剤８が高分子膜６’中に明確に点在した状態を示したが、かならずしも点在する必要は無い。吸光材８などの熱分解促進剤が高分子膜６’中に溶解している場合もある。このような高分子膜に「低抵抗化処理」を行うことで吸光材などの熱分解促進剤８が、高分子膜６’を構成する高分子膜の分解およびカーボン化を促進し、結果、高分子膜６’の低抵抗化を実現する。
【００４７】
ここで、本発明における「高分子膜」について記す。
【００４８】
本発明における高分子（有機高分子）とは、化合物の物理的、化学的性質がその分子量によって変化しない程度の分子量となった化合物であり、その分子量の下限として明確な値は規定されていないが、一般には互いに共有結合で連なった１００００以上の分子量をもつ化合物を指す。
【００４９】
本発明で用いる有機高分子としては、主鎖に芳香環を有する高分子が好ましい。
【００５０】
本発明における高分子膜は、後述する「低抵抗化処理」を行うことで導電性が発現する高分子が好ましい。なかでも骨格に芳香環を有する芳香族系高分子膜が好ましく、これは、導電性を有するグラファイトと類似の構造をあらかじめ有し、共役電子を蓄えやすいためである。
【００５１】
特に芳香族ポリイミドは、骨格中に芳香環およびイミド基とが平面状に存在し、本発明の低抵抗化工程によりグラファイト類似の構造を形成しやすい。また、ポリフェニレンオキサジアゾール、ポリフェニレンビニレンなどの有機高分子も本発明において好ましく用いることが出来る。
【００５２】
上記した高分子は、一般的に溶媒に対し難溶性を示す。従って、本発明においては、芳香族系の高分子が好ましく用いられるが、これらの多くは溶媒に溶けにくいため、その前駆体溶液を使用し、その後焼成して高分子膜とする手法が有効である。一例を挙げれば、インクジェット方式により芳香族ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液を塗布（液滴付与）して、加熱等によりポリイミド膜を形成することができる。インクジェット方式を用いた塗布は、必要な位置に必要な膜厚で塗布できるので大面積基体に適している。
【００５３】
なお、ポリアミック酸を溶かす溶媒としては、例えば、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどが使用でき、また、ｎ−ブチルセロソルブ、トリエタノールアミンなどと併用することもできるが、本発明が適用できれば特に制限は無く、これらの溶媒に限定されるわけではない。
【００５４】
次に、本発明の「低抵抗化処理」について述べる。
【００５５】
本発明では、「低抵抗化処理」において、電子ビームやイオンビームや光やレーザビームなどのエネルギービームを外部（エネルギー放出源）から高分子膜に照射することで、高分子のカーボン化を達成することができる。この高分子膜の「低抵抗化処理」は不活性ガス雰囲気中や真空中といった酸化抑制雰囲気下において行うことが特に好ましい。
【００５６】
前述した芳香族高分子、特に芳香族ポリイミドは、高い熱分解温度を有するが、その熱分解温度を超えた温度、典型的には、７００℃から８００℃以上で加熱することにより、高い導電性を発現せしめることができる。
【００５７】
しかしながら、本発明のように、高分子膜が低抵抗化するまでの加熱を行う場合、オーブンやホットプレートなどによって全体を加熱する方法では、電子放出素子を構成する他の部材である配線材料、基板材料など耐熱性の観点から、制約を受ける場合がある。
【００５８】
そこで、本発明では、より好適な低抵抗化処理の方法として、電子ビームやイオンビームやレーザービームや集光された光などのエネルギーを照射するための照射手段を用い、エネルギービームを高分子膜に照射することによって、高分子膜を低抵抗化する。このようにすれば、他の部材への熱の影響を抑えたまま、高分子膜を低抵抗化することが可能となる。
【００５９】
しかし、その高分子膜材料自体では効率良く低抵抗化させることができない場合も多い。そこで本発明では、高分子のカーボン化を補助（促進）するため、高分子膜中に熱分解促進剤を添加することにより、外部から高分子膜に照射されたエネルギービームによる高分子膜のカーボン化を効率よく行うものである。また、本発明では、特に「低抵抗化処理」において光を用いた場合においては、熱分解促進剤として光吸収材を高分子膜に添加したり、高分子膜近傍に吸光材を含む層を配置したり、基体そのものに吸光特性を持たせることにより、光による高分子膜のカーボン化を効率よく行うものである。
【００６０】
本発明では、熱分解促進剤として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ等の金属を含むものを用いることができる。そして特には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏの中から選択された金属を含むものを用いることが好ましい。このような材料を用いることで、上記したエネルギービームによる高分子膜のカーボン化（低抵抗化処理）に要する温度を大幅に下げることが出来、基体全体を加熱する方法もとることができるようにしたものである。
【００６１】
尚、熱分解促進剤として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎの中から選択された金属を含むものを用いる場合においては、上記高分子膜中に混合（添加）される熱分解促進剤は、高分子膜１ｃｍ３に対して、上記金属原子が１×１０−４ｍｏｌ／ｃｍ３以上含まれることが好ましい。重量に換算すると、高分子膜１ｃｍ３に対して、２０ｍｇ／ｃｍ３以上含まれることが好ましい。また上限としては、後で説明するが、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すような、間隙５を一方の電極近傍に配置し、該間隙５内に一方の電極の表面の一部を露出させる構造を安定的に形成する上で、高分子膜１ｃｍ３に対して、３．０×１０−２ｍｏｌ／ｃｍ３以下に設定することが好ましく、重量に換算すると、高分子膜１ｃｍ３に対して、６．０ｇ／ｃｍ３以下に設定することが好ましい。
【００６２】
次に、本発明の「低抵抗化処理」において電子ビームを用いる場合における、「低抵抗化処理」の一例を以下に記す。
【００６３】
まず、電極２，３、および前記した熱分解促進剤を混合（添加）した高分子膜６’を形成した基体１（図３（ｂ）参照）を、電子銃が装着されている減圧雰囲気下（真空容器内）にセットする。図４９は、高分子膜６’に電子線を照射する際の装置を模式的に示した図である。図４９において、４１は電子放出手段である。基体１と、該電子放出手段４１は、同一の真空容器中に設置されるのが好ましいが、必要に応じて基体１が設置されている真空容器と別の真空容器（不図示）に設置され、差動排気されていても良い。
【００６４】
電子放出手段４１には例えば熱陰極を電子線源として使用することができる。電子放出手段４１から放出された電子線を正確にスキャンさせる場合は、電界・磁界を利用した電子線収束・偏向機能４３、４４を付随することもできる。また、電子線の照射領域を微細に制御するために、電子線遮断手段４２を設けることもある。
【００６５】
電子線照射は、高分子膜６’にパルス的（間欠的）に照射することが好ましいが、ＤＣ的に照射してもよい。また、基体１上の配線６２、６３は、各電極対（２、３）に電圧を印加できるようドライバー（不図示）に接続されている。
【００６６】
電子線の照射条件は、例えば、加速電圧Ｖａｃ＝０．５〜１０ｋＶ、電流密度ρ＝０．０１〜１ｍＡ／ｍｍ２の範囲で適宜選択できる。
【００６７】
次に、本発明の「低抵抗化処理」においてイオンビームを用いる場合における、「低抵抗化処理」の一例を以下に記す。
【００６８】
まず、電極２，３、および前記した熱分解促進剤を混合（添加）した高分子膜６’を形成した基体１（図３（ｂ）参照）を、イオンビーム放出手段２１が装着されている減圧雰囲気下（真空容器内）にセットする。図５０は、前記した熱分解促進剤を混合（添加）した高分子膜６’にイオンビームを照射する際の装置の一例を模式的に示した図である。図５０において、２１はイオンビーム放出手段である。
【００６９】
イオンビーム放出手段２１には電子衝撃型等のイオン源があり、不活性ガス（望ましくはＡｒ）が１×１０−２Ｐａ以下で流入される。イオンビームを正確にスキャンさせる場合は、電界・磁界を利用したイオンビーム収束・偏向機能２３、２４を付随することもできる。また、イオンビームの照射領域を微細に制御するために、イオンビーム遮断手段２２を設けることもある。
【００７０】
イオンビームは、パルス的に高分子膜６’に照射することが好ましいが、ＤＣ的に照射してもよい。また、基体１上の配線６２，６３は、各電極対２、３間に電圧を印加できるよう駆動ドライバー（不図示）に接続されている。イオンビームの照射条件は、例えば、加速電圧Ｖａｃ＝０．５〜１０ｋＶ、電流密度ρ＝０．５〜１０μＡ／ｍｍ２の範囲で適宜選択できる。
【００７１】
また、本発明の「低抵抗化処理」において光を用いる場合においては、熱分解促進剤として吸光材を用いることができる。そこで、以下に、吸光材について記す。尚、低抵抗化処理において光を用いる場合は、吸光材を高分子膜に混合する場合だけでなく、吸光材層を高分子膜と基体１との間に配置する場合や、吸光材層を高分子膜の表面に配置する場合もある。
【００７２】
本発明に用いる高分子膜６’の厚さは、後述する「低抵抗化処理」に際して設定される抵抗値にもよるが、概ね１０ｎｍから１００ｎｍ、好ましくは数十ｎｍである。一般に膜の吸光度は、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則により、
Ｉ＝Ｉ０１０−εｌ
（Ｉ…透過光の強さ，Ｉ０…入射光の強さ，ε…吸光係数，ｌ…膜厚）と表され、膜厚が薄い場合には、十分な吸光度が得られないことがある。
【００７３】
本発明の吸光材は、照射する波長の光を効率良く吸収し、高分子に伝えるためのものである。そのため、本発明における吸光材は、そのバルク状態で、高分子膜を構成する高分子よりも光の吸収率が高い材料を指す。また、吸光材を粒子状態で用いる場合には、吸光材粒子と同等の大きさ（体積）の高分子よりも、光の吸収率が高いものを「吸光材」と定義する。そして、本発明の吸光材は、吸収した光を熱エネルギーに変換し、高分子膜のカーボン化を促進する。このような吸光材として、たとえば、アゾ染料、アントラキノン染料といった染料を採用することができる。これら染料を吸光材として使用する場合には、有機高分子膜の前駆体溶液中にあらかじめ染料を溶解させた後、インクジェット法などの手法で吸光材を含む有機高分子膜を基体上に形成することができる。一方、有機顔料や、グラファイトや、導電性カーボンなどを始めとする無機顔料、さらには、金属酸化物から成る粒子等も、吸光材として採用することができる。これら顔料等を吸光材として採用する場合には、スプレイコート法などにより全面に塗布してそのまま使用する。あるいは、必要な場合には、スピンコート法などにより全面に塗布した有機高分子膜（あるいはその前駆体）と同時に、レジストを用いたパターニングを実施し、基体上の所望の位置に吸光材と高分子膜とを形成することが可能である。
【００７４】
高分子膜を低抵抗化するために照射する光としては、ビーム径を絞ることができ、波長領域の狭いレーザー光が好ましく用いられる。レーザー光の波長は種々のものを使用できるが、使用する吸光材は光エネルギーを効率よく吸収して熱エネルギーに変換するために、吸光材の吸収帯とレーザー光の波長は予めあわせておくことが好ましい。
【００７５】
また、レーザー光の照射に際しては、高分子膜６’だけをカーボン化し、他の部材にはダメージを与えないために、照射パワーは２０Ｗ程度までの適当な値を使用することが好ましい。しかし、レーザー光の特徴の１つとしてパルス変調が可能であることから、より高出力のレーザーの使用に際しては照射パルスを短くし、また低出力の場合にはパルスを長くすれば、照射パワーに制限はない、ということもできる。
【００７６】
照射する光には、キセノンランプやハロゲンランプを光源とする光も選択することができる。これらの光はレーザー光と異なり、一般にビーム径は広いのでより広範囲を一度に照射することが可能となる。ただし、これらの光源から発せられる光は波長領域が広く、一例を挙げるとキセノン光では３５０ｎｍ〜１１００ｎｍ、ハロゲン光では３００ｎｍ〜５０００ｎｍの波長領域をそれぞれ持つ。このように波長領域が広い光を照射する場合には、本発明で使用する吸光材の選択肢が増えるが、一方で、他の部材の温度がその波長の光の吸収によって必要以上に上昇することがあるので注意が必要である。レーザー光、キセノン光、ハロゲン光いずれを使用する場合でも、光を透過する部分や反射率が高い部分はさほど温度が上昇しないことが知られている。
【００７７】
本発明の電子放出素子、電子源、画像形成装置の製造方法では、使用する部材に応じてレーザー光、キセノン光、ハロゲン光を適宜使用することができる。
【００７８】
次に、図１に示した形態の電子放出素子を例にあげて、本発明の熱分解促進剤を用いた電子放出素子の製造方法のより具体的な例を図３を用いて説明する。
【００７９】
（１）ガラスなどからなる基板（基体）１を洗剤、純水および有機溶剤等を用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等により電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィー技術を用いて基体１上に電極２、３を形成する（図３（ａ））。ここで、電極材料としては、例えばＰｔを用いることができる。
【００８０】
（２）電極２、３を設けた基体１を用意する。そして、電極２，３間を繋ぐように、熱分解促進剤を混合した高分子膜６’を形成する（図３（ｂ））。高分子膜６’は、例えば、高分子の前駆体溶液に、熱分解促進剤を混合したものを、基体１上に塗布し、乾燥（溶媒の除去）／硬化させることで形成することができる。高分子の前駆体を構成する材料によっては、基体上に高分子の前駆体溶液を塗布し乾燥した状態で高分子膜に相当する場合もある。
【００８１】
高分子膜６’を構成する高分子としては芳香族ポリイミドが好ましい。このため、高分子の前駆体溶液としては、ポリアミック酸溶液を用いることができる。尚、高分子膜６’の高分子としてポリイミドを用い、高分子膜６’に混合する熱分解促進剤を錯体などの状態で、前記高分子の前駆体溶液に混ぜる場合には、ポリアミック酸エステルを高分子の前駆体として用いることが好ましい。ポリアミック酸エステルを用いると、前駆体溶液のゲル化を抑制することができる。
【００８２】
熱分解促進剤８を含む高分子膜６’の形成方法において、高分子の溶液又は高分子の前駆体溶液を用いる場合には、公知の種々の方法、すなわち、回転塗布法、印刷法、ディッピング法等を用いることができる。特に、印刷法によれば、所望の高分子膜６’の形状をパターニング手段を用いずに形成できるため、好ましい手法である。中でも、インクジェット方式の印刷法を用いれば、直接、数百μｍ以下のパターンの形成も可能であるため、フラットディスプレイパネルに適用されるような、高密度に電子放出素子を配置した電子源の製造に対しても有効である。
【００８３】
熱分解促進材を含む高分子膜６’の形成方法としては、高分子前駆体溶液あるいは高分子の溶液に、熱分解促進材を混合した溶液を用いて上記した手法で基体上に成膜することができる。また、熱分解促進剤として金属を用いる場合には、基体１上に高分子膜を形成した後に、熱分解促進材を高分子膜に吸収させる方法を用いることが好ましい。高分子膜に吸収させる方法としては、例えば、基体上に、高分子溶液もしくは高分子の前駆体溶液を塗布／乾燥した後、その上に、前述した熱分解促進剤を構成する金属の錯体を含む液体（あるいは熱分解促進剤を構成する金属のイオンを含む液体）を塗布する方法を用いることができる。上記金属の錯体溶液（金属のイオンを含む液体）を、高分子溶液もしくは高分子の前駆体溶液を乾燥したもの（高分子膜に相当する場合もある）の上に塗布することで、高分子溶液もしくは高分子の前駆体溶液を乾燥したものの中に上記金属を染み込ませることができる。
【００８４】
（３）次に、熱分解促進剤８を含む高分子膜６’を低抵抗化せしめる「低抵抗化処理」を行う。「低抵抗化処理」は、高分子膜６’に導電性を発現せしめ、高分子膜６’を導電性膜６（高分子膜６’が低抵抗化された膜）とする処理である。この「低抵抗化処理」は、熱分解促進剤を含む高分子膜６’に電子ビームやレーザやイオンビームや光などのエネルギービームを照射する事により行うことができる。このエネルギービーム照射は、不活性ガス雰囲気中や真空中といった酸化抑制雰囲気下において行うことが特に好ましい。この工程では、後述の間隙形成工程の観点から、導電性膜６（高分子膜６’を低抵抗化することによって得た膜）のシート抵抗が、１０３Ω／□以上１０７Ω／□以下の範囲に下がるまで低抵抗化処理を行う。エネルギービームの照射の終了は、例えば、電極２、３間の抵抗値をモニターし、所望の抵抗値が得られた時点でエネルギービームの照射を終了することができる。しかし、経験的に、照射時間がわかっていれば、抵抗値の測定をする必要は必ずしもない。
【００８５】
「低抵抗化処理」において光照射を行う場合は、図３（ｃ）に示す様に、レーザー光またはキセノン光（ハロゲン光）照射手段１０からレーザー光等の光を熱分解促進剤（吸光材）８を含む高分子膜６’に照射することにより、該高分子膜６’を低抵抗化することができる。より具体的には、電極２，３、吸光材８を含む高分子膜６’を形成した基体１を、不活性ガス中や真空中といった酸化抑制雰囲気下においてステージ上に配置し、光を照射する。
【００８６】
例えば、レーザー光を用いる場合には、レーザー光源としてパルス半導体レーザー（波長の一例として８１０ｎｍ）を使用することができる。この場合、吸光材８としては、８１０ｎｍ付近に吸収帯を持つ材料を使用する。レーザー光の照射時間は照射径、レーザーの出力、パルス幅、照射デューティー、にもより適宜選定される。
【００８７】
また前記エネルギービーム照射は、熱分解促進剤８を含む高分子膜６’全体に渡って行う必要は必ずしもないが、好ましくは、高分子膜６’全体に渡って行う。
【００８８】
また、「低抵抗化処理」は、熱分解促進材を含む高分子膜６’を真空或いは不活性ガス雰囲気下でベークする事により行うこともできる。上記熱分解促進材を含むことにより、熱分解促進剤を含まない場合に比べて低い温度で低抵抗化が可能となる。その結果、歪点が低いガラス基板を用いた場合でも低抵抗化処理を行うことが可能となり、コストの低減に繋がる。
【００８９】
（４）次に、前記「低抵抗化処理」によって得られた膜６に、間隙５の形成を行う。間隙５の形成方法としては、例えば「電圧印加工程」を行うことができる（図３（ｄ））。「電圧印加工程」は、電極２、３間に電圧を印加する（電流を流す）ことによって行なわれる。尚、印加する電圧としてはパルス電圧を用いることができる。この「電圧印加工程」により、高分子膜を低抵抗化することによって得た膜６の一部に間隙５が形成される。
【００９０】
この電圧印加工程は、前述の低抵抗化処理と同時に、すなわち、光の照射を行っている最中に、電極２、３間に電圧パルスを連続的に印加することによっても行うことができる。いずれの場合においても、電圧印加工程は、減圧雰囲気下、好ましくは１．３×１０−３Ｐａ以下の圧力の雰囲気中で行うのが望ましい。
【００９１】
上記電圧印加工程においては、導電性膜６（高分子膜を低抵抗化することによって得た膜）の抵抗値に応じた電流が流れる。従って、導電性膜６の抵抗が極端に低い状態、すなわち、低抵抗化が過剰に進んだ状態であると、間隙５の形成に多大な電力が必要となる。比較的小さいエネルギーで間隙５の形成を行うためには、低抵抗化の進行度合を調整することで可能である。そのため、エネルギー照射による低抵抗化処理は、高分子膜６’の全領域に渡って均一に行われることが最も好ましいが、高分子膜６’の一部にのみ低抵抗化処理を施すことでも対処しうる。
【００９２】
図４は、熱分解促進剤８を含む高分子膜６’の基板表面に平行な方向で、その一部を低抵抗化した場合の間隙５の形成過程を示す模式図（平面図）を示しており、図４（ａ）は電圧印加工程前、図４（ｂ）は電圧印加工程開始直後、図４（ｃ）は電圧印加工程終了時である。
【００９３】
まず、高分子膜６’の低抵抗化された領域に、電圧印加工程により電流が流れ、間隙５の起点となる狭い間隙５’が形成される（図４（ｂ））。形成された狭い間隙５’を介して電子がトンネルし散乱して電子放出する過程で、カーボン化を起こしていなかった領域も徐々にカーボン化され、最終的に、基板表面と実質的に平行な方向における、高分子膜６’の全体に渡り、間隙５が形成される（図４（ｃ））。
【００９４】
以上の工程を経て得られた電子放出素子を図５に示した測定装置によってその電圧−電流特性を計測したところ、その特性は、図４５に示したようなものである。
【００９５】
図５において、図１などで用いた符合と同じ符号を用いた部材は、同じ部材を指す。５４はアノードであり、５３は高圧電源、５２は電子放出素子から放出された放出電流Ｉｅを測定するための電流計、５１は電子放出素子に駆動電圧Ｖｆを印加するための電源、５０は電極２，３間を流れる素子電流を測定するための電流計である。
【００９６】
上記電子放出素子は、図４５に示すようにしきい値電圧Ｖｔｈを持っており、この電圧より低い電圧を電極２，３間に印加しても、電子は実質的に放出されないが、この電圧より高い電圧を印加することによって、素子からの放出電流（Ｉｅ）、電極２，３間を流れる素子電流（Ｉｆ）が生じはじめる。この特性のため、同一基板上にマトリックス状に上記電子放出素子を複数配した電子源を構成し、所望の素子を選択して駆動する単純マトリックス駆動が可能である。
【００９７】
図４８は、本発明の製造方法により製造される電子放出素子１０２を用いた画像形成装置の一例を示す模式図である。尚、図４８では画像形成装置（気密容器１００）内を説明するために、後述する支持枠７２およびフェースプレート７１の一部を取り除いた図である。
【００９８】
図４８において、１は電子放出素子１０２が多数配置されたリアプレートである。７１は、画像形成部材７５が配置されたフェースプレートである。７２は、フェースプレート７１とリアプレート１間を減圧状態に保持するための支持枠である。１０１はフェースプレート７１とリアプレート１間の間隔を保持するために、配置されたスペーサである。
【００９９】
画像形成装置１００がディスプレイの場合には、画像形成部材７５は蛍光体膜７４とメタルバックなどの導電性膜７３から構成される。６２および６３はそれぞれ電子放出素子１０２に電圧を印加するために接続された配線である。Ｄｏｙ１〜ＤｏｙｎおよびＤｏｘ１〜Ｄｏｘｍは、画像形成装置１００の外部に配置される駆動回路などと、画像形成装置の減圧空間（フェースプレートとリアプレートと支持枠とで囲まれる空間）から外部に導出された配線６２および６３の端部とを接続するための取り出し配線である。
【０１００】
次に、図４８に示した、上記電子放出素子を用いた本発明の電子源（電子放出素子１０２が多数配置されたリアプレート）、および画像形成装置の製造方法の一例を図６〜図１２などを用いて以下に示す。
【０１０１】
（Ａ１）まず、電子源を形成するリアプレート１を用意する。リアプレート１としては、絶縁性材料からなるものを用い、特には、ガラスが好ましく用いられる。
【０１０２】
（Ｂ１）次に、リアプレート１上に、図１で説明した一対の電極２，３を複数組形成する（図６）。電極材料は、導電性材料であれば良いが、「低抵抗化処理」におけるエネルギー照射あるいはベークによりダメージを受けない材料が好ましい。電極２，３は、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法など種々の方法を用いて形成することができる。なお、図６では、説明を簡略化するために、Ｘ方向に３組、Ｙ方向に３組、合計９組の電極対を形成した例を用いているが、この電極対の数は、画像形成装置の解像度に応じて適宜設定される。
【０１０３】
（Ｃ１）次に、電極３の一部を覆うように、下配線６２を形成する（図７）。下配線６２の形成方法は、様々な手法を用いることができるが、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
【０１０４】
（Ｄ１）下配線６２と、次工程で形成する上配線６３との交差部に絶縁層６４を形成する（図８）。絶縁層６４の形成方法も様々な手法を用いることができるが、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
【０１０５】
（Ｅ１）下配線６２と実質的に直交する上配線６３を形成する（図９）。上配線６３の形成方法も様々な手法を用いることができるが、下配線６２と同様、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
【０１０６】
（Ｆ１）次に、各電極対２、３間を接続するように、熱分解促進剤８を含む高分子膜６’を形成する（図１０）。熱分解促進剤８を含む高分子膜６’は、前述のように様々な方法で作成することができるが、大面積に簡易に形成するには、高分子膜の前駆体溶液あるいは高分子膜溶液と、熱分解促進剤（錯体状態や微粒子状態）とを含む液体をインクジェット法にて塗布することが好ましい。なお、高分子膜としてポリイミドを使用する場合には、先記したようにその前駆体溶液を塗布し、引き続いて３５０℃焼成してイミド化（「キュア」と称する）を行いポリイミドとするのが好ましい。しかし、この焼成工程において熱分解促進剤の熱分解が懸念される場合は、キュアは行わず、後工程の「低抵抗化処理」によりキュアを兼ねることもできる。
【０１０７】
（Ｇ１）続いて、前述した様に、各高分子膜６’を低抵抗化する「低抵抗化処理」を行う。各高分子膜６’に対する「低抵抗化処理」は、前記したエネルギービームを照射する、あるいはベークする、ことにより次々に行われる。この「低抵抗化処理」は好ましくは減圧雰囲気中で行われる。この工程により、高分子膜６’に導電性が付与され、導電性膜６に変化する（図１１）。具体的には、導電性膜６のシート抵抗値としては、１０３Ω／□以上１０７Ω／□以下の範囲となる。
【０１０８】
（Ｈ１）つぎに、前記工程（Ｇ１）により得られた導電性膜６（高分子膜を低抵抗化することによって得た膜）に、間隙５の形成を行う。この間隙５の形成は、各配線６２および配線６３に電圧を印加することによって一度に行うことができる。すなわち、各電極対２、３間に電圧が印加され、各導電性膜６中に間隙５が形成される。尚、印加する電圧としてはパルス電圧であることが好ましい（図１２）。
【０１０９】
なお、この電圧印加工程は、前述の低抵抗化処理と同時に、すなわち、レーザー光の照射を行っている最中に、電極２、３間に電圧パルスを連続的に印加することによっても行うことができる。いずれの場合においても、電圧印加工程は、減圧雰囲気下で行うのが望ましい。
【０１１０】
以上の工程により、基体上に複数の電子放出素子を備えた電子源を作製することができる。
【０１１１】
以上の工程で作製した電子源基板を用いた画像形成装置の製造方法を、図１４を用いて引き続き説明する。
【０１１２】
（Ｉ）予め用意した、アルミニウム膜からなるメタルバック７３と蛍光体膜７４等の画像形成部材を擁したフェースプレート７１と、上記工程（Ａ１）〜（Ｈ１）を経たリアプレート１とを、メタルバックと電子放出素子が対向するように、位置合わせする（図１４（ａ））。支持枠７２とフェースプレート７１との当接面（当接領域）には接合部材が配置される。同様に、リアプレート１と支持枠７２との当接面（当接領域）にも接合部材が配置される。上記接合部材には、真空を保持する機能と接着機能とを有するものが用いられ、具体的にはフリットガラスやインジウム、インジウム合金などが用いられる。
【０１１３】
図１４においては、支持枠７２が、予め上記工程（Ａ１）〜（Ｈ１）を経たリアプレート１上に接合部材によって固定（接着）された例を図示しているが、必ずしも本工程（Ｉ）時に接合されている必要はない。また、同様に、図１４においてはスペーサ１０１がリアプレート１上に固定された例を示しているが、スペーサ１０１も、本工程（Ｉ）時にリアプレート１に必ずしも固定されている必要はない。
【０１１４】
また、図１４では、便宜上、リアプレート１を下方に配置し、フェースプレート７１をリアプレート１の上方に配置した例を示したが、どちらが上であっても構わない。
【０１１５】
さらには、図１４では、支持枠７２およびスペーサ１０１は、予めリアプレート１上に固定（接着）しておいた例を示したが、次の「封着工程」時に固定（接着）されるよう、リアプレート上またはフェースプレート上に載置するだけでもよい。
【０１１６】
（Ｊ）次に、封着工程を行う。上記工程（Ｉ）で対向して配置されたフェースプレート７１とリアプレート１とを、その対向方向に加圧しながら、少なくとも前記接合部材を加熱する。上記加熱は、熱的な歪を低減するために、フェースプレートおよびリアプレートの全面を加熱することが好ましい。
【０１１７】
尚、本発明においては、上記「封着工程」は、減圧（真空）雰囲気中あるいは非酸化雰囲気中にて行うことが好ましい。具体的な減圧（真空）雰囲気としては、１０−５Ｐａ以下、好ましくは１０−６Ｐａ以下の圧力が好ましい。
【０１１８】
この封着工程により、フェースプレート７１と支持枠７２とリアプレート１との当接部が気密に接合され、同時に、内部が高真空に維持された、図４８に示した気密容器（画像形成装置）１００が得られる。
【０１１９】
ここでは、減圧（真空）雰囲気中あるいは非酸化雰囲気中にて「封着工程」を行う例を示した。しかしながら、大気中で上記「封着工程」を行っても良い。この場合は、別途、フェースプレートとリアプレート間の空間を排気するための排気管を、気密容器１００に設けておき、上記「封着工程」後に、気密容器内部を１０−５Ｐａ以下に排気する。その後、排気管を封止することで内部が高真空に維持された気密容器（画像形成装置）１００が得ることができる。
【０１２０】
上記「封着工程」を真空中にて行う場合には、画像形成装置（気密容器）１００内部を高真空に維持するために、上記工程（Ｉ）と工程（Ｊ）との間に、前記メタルバック７３上（メタルバックのリアプレート１と対向する面上）に残留ガスを排気するゲッター材を被覆する工程を設けることが好ましい。この時用いるゲッター材としては、被覆を簡易にする理由から蒸発型のゲッターであることが好ましい。したがって、バリウムをゲッター膜としてメタルバック７３上に被覆することが好ましい。また、このゲッターの被覆工程は、上記工程（Ｊ）と同様に、減圧（真空）雰囲気中で行われる。
【０１２１】
また、ここで説明した画像形成装置の例では、フェースプレート７１とリアプレート１との間には、スペーサ１０１を配置した。しかしながら、画像形成装置の大きさが小さい場合には、スペーサ１０１は必ずしも必要としない。また、リアプレート１とフェースプレート７１との間隔が数百μｍ程度であれば支持枠７２を用いずに、接合部材によって直接リアプレート１とフェースプレート７１とを接合することも可能である。そのような場合には、接合部材が支持枠７２の代替部材を兼ねる。
【０１２２】
また、本発明においては、電子放出素子１０２の間隙５を形成する工程（工程（Ｈ１））の後に、位置合わせ工程（工程（Ｉ））および封着工程（工程（Ｊ））を行った。しかしながら、工程（Ｈ１）を、封着工程（工程Ｊ）の後に行うこともできる。
【０１２３】
次に、本発明の製造方法により製造される電子放出素子の別の形態例を説明する。
【０１２４】
図１５は、本発明の製造方法により製造される電子放出素子の別の例を示した図である。尚、図１５（ａ）は平面図、図１５（ｂ）は電極２，３間を通り、電極２，３が配置された基体１の表面に対して実質的に垂直な平面（断面）図である。
【０１２５】
図１５において、１は基体、２と３は電極、６はカーボン膜、５は間隙、９は吸光材を含む層（以下、「吸光材層」と称す。）である。７はカーボン膜と基体との間の空隙であり、間隙５の一部を構成する。
【０１２６】
本例では、吸光材層９を電極２，３間のカーボン膜６の下部に配置する場合について説明するが、吸光材層の配置箇所はこれに限定されるものではなく、適宜変更されるものである。
【０１２７】
本例の電子放出素子においては、間隙５が一方の電極の近傍に偏って配置される（図１５（ａ）に示したとおり、Ｗ１＜Ｗ２で、Ｗ１側に配置される）。そして、図１５（ｂ）に示す様に、間隙５内の少なくともその一部において、電極２の表面が露出（存在）している。この形態の電子放出素子は、前述した熱分解促進剤を含有した高分子膜を用いた場合においても後述する電極形状などによって形成することができる。
【０１２８】
間隙５が、一方の電極近傍に形成されると、電子放出素子の電気伝導特性（電子放出特性）が、電極２，３間に印加する印加電圧の極性に対して著しく非対称にすることができる。ある極性（順極性：電極２の電位を電極３の電位よりも高くする）で電圧を印加した場合と、その逆の極性（逆極性）で電圧を印加した場合で比べると、例えばそれぞれ２０Ｖの電圧で比較した場合、電流値に１０倍以上の差が生じる。この時、本発明の電子放出素子の電圧−電流特性は高電界下でのトンネル伝導型であることを示している。
【０１２９】
また、上記本発明の電子放出素子では、非常に高い電子放出効率が得られる。この電子放出効率の測定に際しては、素子上にアノード電極を配置し、間隙５に近接する側の電極２が電極３に対して高電位になるように駆動する。このようにすると、非常に高い電子放出効率が得られる。電極２，３間に流れる素子電流Ｉｆと、アノード電極に捕捉される放出電流Ｉｅの比（Ｉｅ／Ｉｆ）を電子放出効率と定義すれば、この値は、従来の表面伝導型電子放出素子の数倍の値である。尚、上記吸光材を含む層を用いない図１に示した形態においても、間隙５が一方の電極の近傍に偏って配置される形態であることがこのましい。
【０１３０】
間隙５は、詳しくは後述するが、一対の電極２，３間を繋ぐように高分子膜６”を配置し、該高分子膜を低抵抗化処理し、該低抵抗化処理を施して得られた膜６に電圧を印加する（電流を流す）「電圧印加工程」を行うことで形成される。この時、高分子膜に低抵抗化処理を施すことで得られた膜６と一対の電極２，３との接続形態を非対称とすることにより、間隙５を、一方の電極の端部（エッジ）近傍に選択的に配置することができる。このような間隙位置の制御は、上記吸光材を含む層を用いない図１に示した形態においても、同様に実現できる。即ち、間隙の位置、電極２の表面が間隙内に露出（存在）する構造は、上記吸光材を含む層の有無には関係しない。
【０１３１】
上記間隙位置の制御は、「電圧印加工程」により間隙５を形成する際に、一方の電極の端部（エッジ）近傍で発生するジュール熱を、他方の電極の端部（エッジ）近傍で発生するジュール熱よりも高くなるように制御することにより成しえる。
【０１３２】
「電圧印加工程」において電極２近傍で発生するジュール熱と電極３近傍で発生するジュール熱を、非対称にすることができる理由の幾つかを以下に示す。
▲１▼．低抵抗化処理を施して得られた膜６と電極２との接続抵抗またはステップカバレージと、低抵抗化処理を施して得られた膜６と電極３との接続抵抗またはステップカバレージとが非対称である。
▲２▼．低抵抗化処理を施して得られた膜６と電極２とが接続する領域の近傍と、低抵抗化処理を施して得られた膜６と電極３とが接続する領域の近傍とで、熱の拡散の度合いが異なる。
▲３▼．電極の形状が非対称であるとき、高分子膜６”の成膜方法によっては、高分子膜６”の形成時に膜厚分布に偏りが生じることがある。このような場合、高分子膜６”に低抵抗化処理を行っても、抵抗値が偏った分布を持つ。
▲４▼．電極と低抵抗化処理を施して得られた膜６の接続長が非対称である時には、通電時に接続長の短い方の電流密度が大きくなる。
【０１３３】
図１５に示した形態のように、高分子膜とは別に吸光材層９を形成する場合、吸光材としては以下のような材料が好適に用いられる。
【０１３４】
一般に、半無限遠の大きさを有し結晶性のよい非金属材料は、禁制帯を有しており、個体固有の光を吸収できることが知られている。また、薄膜の場合や、アモルファス状の場合であっても、同様に禁制帯を有している場合が多く、光を吸収できる。特に、半導体材料の場合は、その禁制帯幅が数十ｍｅＶから数ｅＶであり、材料によって吸収できる光の波長を数百ｎｍ〜数μｍを変更でき、本発明に用いる吸光材として非常に有用な材料である。たとえば、吸光材としてＳｉを用いた場合は、〜１０００ｎｍ以下の光を吸収可能である。
【０１３５】
また、バンドエンジニアリングに基づき、多元化合物半導体やヘビードープした半導体などを用いることによって、吸収できる光の波長帯域は任意に設定できる。たとえば、三元化合物半導体であるＩｎｘＧａ（１−ｘ）Ａｓを使用した場合、ｘを０から１まで変化させることにより、吸収できる光の波長帯域を〜８００ｎｍ以下から〜２５００ｎｍ以下まで変化させることができる。
【０１３６】
吸光材料として、半導体以外でも絶縁体の利用も考えられ、着色剤入りガラス、グリーンサファイア（Ａｌ２Ｏ３：Ｆｅ）等が使用できる。
【０１３７】
次に、図１５に示した形態のように吸光材層９を形成した本発明の電子放出素子の製造方法の一例を図１６を用いて説明する。
【０１３８】
（１）ガラスなどからなる基板（基体）１を洗剤、純水および有機溶剤等を用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により吸光材を堆積し、基体１上に吸光材層９を形成する。例えば、吸光材としては、可視光領域で良好な吸収率を保有する半導体材料等が好適であり、熱源として使用する光の波長とあわせることで、効率よい光−熱変換を行うことができる。ここでは、吸光材として、アモルファスシリコンを選択し、成膜した（図１６（ａ））。吸光材層９の膜厚を電極間隔Ｌと比較して十分小さくすることにより、また後に形成する高分子膜６”の厚みより基体１の厚みを十分大きくすることにより、吸光材層９で発した熱を効率よく高分子膜へ投入できる。
【０１３９】
（２）吸光材層９を設けた基体１上に、真空蒸着法、スパッタ法等により電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィー技術を用いて電極２、３を形成する（図１６（ｂ））。電極２と電極３との間隔Ｌは、１μｍ以上１００μｍ以下に設定される。ここで、電極２，３の材料としては、一般的な導電性材料を用いることができる。好ましくは電極２，３の材料としては、金属あるいは金属を主成分とする材料を用いることが好ましい。
【０１４０】
（３）次に、電極２、３を設けた基体１上に、電極２，３間を繋ぐように、高分子膜６”を形成する（図１６（ｃ））。
【０１４１】
高分子膜６”の形成方法は、前述の吸光材８を含む高分子膜６’の形成方法と同様に公知の種々の方法、すなわち、回転塗布法、印刷法、ディッピング法等を用いることができる。特に、印刷法によれば、安価に高分子膜６”を形成できるため、好ましい手法である。中でも、インクジェット方式の印刷法を用いれば、パターニング工程を不要とすることができ、また、数百μｍ以下のパターンの形成も可能であるため、フラットディスプレイパネルに適用されるような、高密度に電子放出素子を配置した電子源の製造に対しても有効である。
【０１４２】
高分子膜６”を形成する場合、高分子材料の溶液を液滴付与し、乾燥させればよいが、必要に応じて、高分子材料の前駆体溶液を液滴付与し、加熱等により高分子化させる手法も用いることができる。
【０１４３】
上記高分子材料としては、前述した様に、芳香族系高分子が好ましく用いられるが、これらの多くは溶媒に溶けにくいため、その前駆体溶液を塗布する手法が有効である。一例を挙げれば、芳香族ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液を塗布し、加熱等によりポリイミド膜を形成することができる。
【０１４４】
尚、図１５に示した様に、電極２と高分子膜６”（あるいは高分子膜が低抵抗化された膜６）との接続長と、電極３と高分子膜６”（あるいは高分子膜が低抵抗化された膜６）との接続長とを、高分子膜６”（あるいは高分子膜が低抵抗化された膜６）の形状によって異なるよう処理を行う。その例としては例えば、図１５に示すように、高分子膜と電極２との接続長（≒Ｗ１）と、高分子膜と電極３との接続長（≒Ｗ２）とが異なるように、高分子膜６”を形成する。
【０１４５】
上記接続長を異ならせるためには、高分子膜６”のパターニングによって行う方法を用いることができる。あるいは、また、インクジェット方式の印刷法を用いて高分子膜を形成する場合には、一方の電極寄りに液滴を付与することによって行う方法を用いることができる。あるいは、また、一方の電極の表面エネルギーと他方の電極表面の表面エネルギーを変えた後に、高分子材料の溶液あるいは高分子材料の前駆体溶液を付与し、加熱することで、接続長が異なる高分子膜６”を形成することもできる。この様に、接続長を異ならせる手法としては、様々な方法を適宜選択することができる。
【０１４６】
（４）次に、高分子膜６”を低抵抗化せしめる「低抵抗化処理」を行う。「低抵抗化処理」は、高分子膜６”に導電性を発現せしめ、高分子膜６”を導電性膜６（高分子膜６”が低抵抗化した膜）とする処理である。
【０１４７】
この工程では、後述の間隙形成工程の観点から、導電性膜６（高分子膜６”が低抵抗化した膜）のシート抵抗が、１０３Ω／□以上１０７Ω／□以下の範囲に下がるまで低抵抗化処理を行う。
【０１４８】
この低抵抗化処理では、先の例と同様に、レーザー光またはキセノン光（ハロゲン光）照射手段１０からレーザー光等の光を高分子膜６”に照射することにより、該高分子膜６”を低抵抗化することができる。
【０１４９】
例えば、レーザー光を用いる場合には、吸光材層９、電極２，３、高分子膜６”を形成した基体１を、ステージ上に配置し、高分子膜６”に対してレーザー光を照射する。このとき、レーザー光を照射する環境は、高分子膜６”の酸化（燃焼）を抑制するため、不活性ガス中や真空中で行うのが好ましいが、レーザー光の照射条件によっては、大気中で行うことも可能である。
【０１５０】
この時のレーザー光の照射条件としては、例えば、パルスＹＡＧレーザの第二高調波（波長５３２ｎｍ）を用いて照射することが好ましい。また、このレーザー光を照射している間、電極２、３間の抵抗値をモニターし、所望の抵抗値が得られた時点でレーザー光照射の終了を判断しても良い。
【０１５１】
なお、照射するレーザー光に対して、高分子膜６”を構成する材料の方が、電極２，３を構成する材料よりも光の吸収性が高い材料を選択することで、実質的に高分子膜６”のみを加熱することが、より好ましい。
【０１５２】
上記した「低抵抗化処理」は、高分子膜６”全体に渡って行う必要は必ずしもないが、本発明の電子放出素子が真空雰囲気中で駆動されることを加味すると、絶縁体が真空雰囲気中に露出することは好ましくない。そこで、前記「低抵抗化処理」は、実質的に高分子膜６”の全体に対して行われることが好ましい。
【０１５３】
また、上記「低抵抗化処理」により形成される導電性膜６は、先の例と同様、「炭素を主成分とする導電性膜」、あるいは単に「カーボン膜」などとも呼ばれる。
【０１５４】
（５）次に、前記工程（４）により得られた導電性膜６に、間隙５の形成を行う（図１６（ｅ））。この間隙５の形成は、電極２、３間に電圧を印加する（電流を流す）ことによって行なわれる。尚、印加する電圧としてはパルス電圧が好ましい。この電圧印加工程により、導電性膜６（高分子膜６”が低抵抗化された膜）の一部に間隙５が形成される。このとき印加する電圧は、ＤＣでもＡＣでもよく、また、矩形パルス等のパルス状の電圧であってもよい。しかし、電子放出素子を低電圧で駆動する上では、上記電圧印加工程で印加する電圧はパルス電圧を用いることが好ましい。
【０１５５】
この電圧印加工程は、前述の低抵抗化処理と同時に、すなわち、光の照射を行っている最中に、電極２、３間に電圧パルスを連続的に印加することによっても行うことができる。また、間隙５を再現性よく形成するためには、電極２，３に印加するパルス電圧を漸増させる昇圧印加を行うことが好ましい。
【０１５６】
尚、前述の「低抵抗化処理」を経て得られた導電性膜６は、上記した電圧印加工程において更に抵抗を下げる場合がある。そのため、「低抵抗化処理」を行うことで得られた導電性膜６と、上記電圧印加工程を経て間隙５が形成された後の導電性膜６とでは、その電気的特性や、膜質などに若干の差が生じている場合がある。しかし、その差は若干であるため、本発明においては、特に断りがない限り、高分子膜に「低抵抗化処理」を行った結果として得られたカーボン膜（導電性膜）６と、上記電圧印加工程を経て間隙５が形成された後のカーボン膜（導電性膜）６との区別をしない。
【０１５７】
以上のような工程を経て得られた電子放出素子を図４４に示した測定装置によってその電圧−電流特性を計測したところ、典型的な駆動電圧Ｖｆ−素子電流Ｉｆ、駆動電圧Ｖｆ−放出電流Ｉｅ特性は、図４５に示したようなものである。
【０１５８】
図４４において、図１５などで用いた符合と同じ符号を用いた部材は、同じ部材を指す。８４はアノードであり、８３は高圧電源、８２は電子放出素子から放出された放出電流Ｉｅを測定するための電流計、８１は電子放出素子に駆動電圧Ｖｆを印加するための電源、８０は電極２，３間を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計である。
【０１５９】
電子放出素子の素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅの測定にあたっては、電極２、３に電源８１と電流計８０とを接続し、該電子放出素子の上方に電源８３と電流計８２とを接続したアノード電極８４を配置している。また、本電子放出素子及びアノード電極８４は真空装置内に設置されており、その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おり、所望の真空下で本素子の測定評価を行えるようになっている。なお、アノード電極と電子放出素子間の距離Ｈを２ｍｍとしており、真空装置内の圧力を１×１０−６Ｐａとした。
【０１６０】
上記電子放出素子は、図４５に示すようにしきい値電圧Ｖｔｈを持っており、この電圧より低い電圧を電極２，３間に印加しても、電子は実質的に放出されないが、この電圧より高い電圧を印加することによって、素子からの放出電流（Ｉｅ）、電極２，３間を流れる素子電流（Ｉｆ）が生じはじめる。この特性のため、同一基板上にマトリックス状に上記電子放出素子を複数配した電子源を構成し、所望の素子を選択して駆動する単純マトリックス駆動が可能である。
【０１６１】
上記の例では、吸光材層９を基体１と高分子膜６”の間に形成する場合について説明したが、それ以外の構成もある。
【０１６２】
本発明に係る電子放出素子は、駆動時の投入電力を小さくするためには、間隙５の部分が絶縁体である必要がある。そのため、吸光材の絶縁性が乏しい場合には、構造を工夫する必要がある。
【０１６３】
図１７と図１８に、絶縁性の乏しい吸光材を使用した場合の構成を示す。
【０１６４】
図１７では、吸光材層９を電極２，３間に形成している場合を示している。吸光材層と電極を電気的に断線することにより、間隙５の絶縁性を保つ構造となっている。吸光材層９の膜厚を電極間隔Ｌと比較して十分小さくすることにより、また高分子膜の厚みより基体１の厚みを十分大きくすることにより、吸光材層９で発した熱を高分子膜へ投入できる。
【０１６５】
図１８では、吸光材層９を、基体１’内に形成する場合を示している。基体１’は第１の基体１１と吸光材層９と第２の基体１２より構成される。絶縁性の乏しい吸光材層９を、絶縁性の高い基体１２に覆うことにより間隙５の絶縁性を保つことができる。吸光材層９の膜厚を電極間隔Ｌと比較して十分小さくすること、また基体１２の膜厚を電極間隔Ｌと比較して十分小さくすることにより、吸光材層９で発した熱を高分子膜へ投入できる。また、さらに高分子膜の厚みより基体１の厚みを十分大きくすることにより、吸光材層９で発した熱を高分子膜へ投入できる。
【０１６６】
次に、吸光材が有効な絶縁性を示す場合は、基体自体に吸光特性を持たせる場合がある。
【０１６７】
図１９では、基体１”が吸光材からなる場合を示している。基体１”の厚みを電極間隔Ｌと比較して十分厚くすることにより、吸光材層（基体１”）で発した熱を高分子膜へ投入できる。
【０１６８】
次に、図１７に示したような電子放出素子を用いた本発明の電子源の製造方法の一例を図２０〜図２６などを用いて以下に示す。
【０１６９】
（Ａ２）まず、リアプレート１を用意する。リアプレート１としては、絶縁性材料からなるものを用い、特には、ガラスが好ましく用いられる。
【０１７０】
（Ｂ２）次に、リアプレート１上に、図１７で説明した一対の電極２，３と吸光材層９を複数組み形成する（図２０）。電極材料は、導電性材料であれば良いが、後述する光照射によりダメージを受けない材料が好ましい。吸光材層９は、後述する改質に用いるレーザー光の波長を吸収する材料とする。また、電極２，３、吸光材層９の形成方法は、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法など種々の製造方法を用いることができる。なお、図２０では、説明を簡略化するために、Ｘ方向に３組、Ｙ方向に３組、合計９組の電極対を形成した例を用いているが、この電極対の数は、画像形成装置の解像度に応じて適宜設定される。
【０１７１】
（Ｃ２）次に、電極３の一部を覆うように、下配線６２を形成する（図２１）。下配線６２の形成方法は、様々な手法を用いることができるが、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
【０１７２】
（Ｄ２）下配線６２と、次工程で形成する上配線６３との交差部に絶縁層６４を形成する（図２２）。絶縁層６４の形成方法も様々な手法を用いることができるが、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
【０１７３】
（Ｅ２）下配線６２と実質的に直交する上配線６３を形成する（図２３）。上配線６３の形成方法も様々な手法を用いることができるが、下配線６２と同様、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
【０１７４】
（Ｆ２）次に、各電極対２、３間を接続するように、高分子膜６”を形成する（図２４）。高分子膜６”は、大面積に簡易に形成するには、インクジェット法を用いることもできるが、前述したようにパターンニングで所望の形状の高分子膜６”を形成しても良い。
【０１７５】
（Ｇ２）続いて、前述した様に、各高分子膜６”を低抵抗化する「低抵抗化処理」を行う。「低抵抗化処理」については、前記したレーザビームを照射することにより行われる。この「低抵抗化処理」は好ましくは減圧雰囲気中で行われる。この工程により、高分子膜６”に導電性が付与され、導電性膜６に変化する（図２５）。具体的には、導電性膜６の抵抗値としては、１０３Ω／□以上１０７Ω／□以下の範囲となる。
【０１７６】
（Ｈ２）つぎに、前記工程（Ｇ２）により得られた導電性膜６（低抵抗化された高分子膜６”）に、間隙５の形成を行う。この間隙５の形成は、各配線６２および配線６３に電圧を印加することによって行う。これにより、各電極対２、３間に電圧が印加される。尚、印加する電圧としてはパルス電圧であることが好ましい。この電圧印加工程により、導電性膜６（低抵抗化された高分子膜６”）の一部に間隙５が形成される（図２６）。
【０１７７】
なお、この電圧印加工程は、前述の低抵抗化処理と同時に、すなわち、レーザー光の照射を行っている最中に、電極２、３間に電圧パルスを連続的に印加することによっても行うことができる。いずれの場合においても、電圧印加工程は、減圧雰囲気下で行うのが望ましい。
【０１７８】
以上の工程により、基体上に複数の電子放出素子を備えた電子源を作製することができる。また、引き続きこの電子源を用いて前述の工程（Ｉ）〜（Ｊ）と同様に実施することにより、図４８に示したような画像形成装置を製造することができる。
【０１７９】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
【０１８０】
［実施例１］
本実施例では、図１に示したような電子放出素子を多数配置した電子源を用いて図４８に模式的に示した画像形成装置１００を作製した例を説明する。
【０１８１】
図１２は、本実施例で作製した電子源の一部を拡大して模式的に示しており、リアプレートと、その上に形成された複数の電子放出素子と、複数の電子放出素子に信号を印加するための配線とから構成されている。尚、１はリアプレート（基板）、２、３は電極、５は間隙、６は炭素を主成分とする導電性膜、６２はＸ方向配線、６３はＹ方向配線、６４は層間絶縁層である。
【０１８２】
図４８において、図１２と同じ符号のものは、同じ部材を示している。７１はガラス基板上に、蛍光体膜７４とＡｌからなるメタルバック７３とが積層されたフェースプレートである。７２は支持枠であり、リアプレート１、フェースプレート７１、支持枠７２で真空密閉容器１００（画像形成装置）が形成される。
【０１８３】
以下、本実施例の画像形成装置の作製方法を図６〜図１２、図１４、図４８を用いて説明する。
【０１８４】
（工程１）
ガラス基板１上に、スパッタリング法により、厚さ５０ｎｍのＰｔ膜を堆積し、フォトリソグラフィ技術を用いてＰｔ膜からなる電極２，３を形成した（図６）。なお、電極２、３の電極間距離は１０μｍとした。
【０１８５】
（工程２）
次に、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｘ方向配線６２を形成した（図７）。
【０１８６】
（工程３）
続いて、Ｘ方向配線６２と後工程で形成するＹ方向配線６３の交差部となる位置に、スクリーン印刷法により絶縁性ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層６４を形成した（図８）。
【０１８７】
（工程４）
さらに、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｙ方向配線６３を形成し、基体１上にマトリックス配線を形成した（図９）。
【０１８８】
（工程５）
以上のようにしてマトリックス配線を形成した基体１の電極２、３間に跨る位置に、インクジェット法により、高分子膜６’および吸光材８となる原料の溶液を塗布した。本実施例では、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸３％Ｎ−メチルピロリドン／２−ブトキシエタノール溶液に、市販の黒色のインクジェット用インク（商品名ＢＪＩ−２０１Ｂｋ  ＨＣ；キヤノン（株）製）を混合し、インクジェット法により液滴塗布した。これを、１３０℃でベークして溶媒を除去し、直径約１００μｍ、膜厚３０ｎｍの円形のポリイミド前駆体に吸光材を含む高分子膜６’を得た（図１０）。
【０１８９】
（工程６）
次に、（工程５）までの工程で作製したリアプレート１を真空容器内に設置したステージ上に配置し、真空容器の素子直上部に配置してある石英窓を介して各々の高分子膜６’に対して、パルス半導体レーザー（波長８１０ｎｍ、パルスあたりのエネルギー０．５ｍＪ、ビーム径１００μｍ）を照射した。次いでステージを移動し、各々の高分子膜６’の一部に熱分解の進んだ導電性の領域を形成した。
【０１９０】
（工程７）
以上のようにして作製したリアプレート１上に、支持枠７２とスペーサ１０１とを接合部材（フリットガラス）により接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、配線６２，６３等が形成された面とを対向させて）、配置した（図１４（ａ））。尚、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。
【０１９１】
（工程８）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０−６Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱および加圧して封着を行った（図１４（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。
【０１９２】
最後に、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、各々の電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃの両極性の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする導電性膜６に間隙５を形成し（図１２参照）、本実施例の画像形成装置１００（図４８）を作製した。
【０１９３】
以上のようにして完成した画像形成装置において、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。
【０１９４】
［実施例２］
本実施例では（工程１）から（工程４）に至るまで、実施例１と同様の工程を実施した。（工程５）以降の工程について、以下図１３、図１４及び図４８を用いて説明する。
【０１９５】
（工程５）
（工程４）までの工程で作製したマトリックス配線を擁する基体１の電極２、３間に跨る位置に、インクジェット法により、高分子膜６”となる原料の溶液を塗布した。本実施例では、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸３％Ｎ−メチルピロリドン／トリエタノールアミン溶液を使用した。これを、３５０℃でベークし、直径約１００μｍ、膜厚３０ｎｍの円形のポリイミドから成る高分子膜６”を得た。
【０１９６】
（工程６）
次いで、（工程５）で作製した高分子膜上に、市販のフタロシアニン系色素（日本触媒（株）製イーエクスカラー品番８１４ｋ）のメチルエチルケトン溶液を塗布し、溶媒を蒸発して膜厚１０ｎｍの吸光材層９を高分子膜６”上に形成した（図１３）。
【０１９７】
（工程７）
次に、（工程６）までの工程で作製したリアプレート１を真空容器内に設置したステージ上に配置し、容器の素子直上部に配置してある石英窓を介して複数の高分子膜６”に対して、キセノン光（出力１５Ｗ、ビーム径３．５ｍｍ）を照射した。ステージを移動し、各々の高分子膜６”の一部に熱分解の進んだ導電性の領域を形成した。
【０１９８】
（工程８）
以上のようにして作製したリアプレート１上に、支持枠７２とスペーサ１０１とをフリットガラスにより接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、配線６２，６３等が形成された面とを対向させて）、配置した（図１４（ａ））。尚、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。
【０１９９】
（工程９）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０−６Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱および加圧して封着を行った（図１４（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。
【０２００】
最後に、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、各々の電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃの両極性の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする導電性膜６に間隙５を形成し（図１２参照）、本実施例の画像形成装置１００を作製した。
【０２０１】
以上のようにして完成した画像形成装置において、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。
【０２０２】
［実施例３］
本実施例は、吸光材層にアモルファスＳｉを用いることにより、高分子膜を改質する工程においてＹＡＧレーザー第２高調波の光−熱変換を効率的に行うことを特徴とする。
【０２０３】
本実施例では、図３４に示すような電子源を用いて図４８に模式的に示した画像形成装置１００を作製した例を説明する。
【０２０４】
図３４は本実施例で作製した電子源の一部を拡大して模式的に示しており、リアプレートと、その上に形成された複数の電子放出素子と、複数の電子放出素子に信号を印加するための配線とから構成されている。１は吸光材層９を塗布したリアプレート（基板）、２、３は電極、５は間隙、６は炭素を主成分とする導電性膜、６２はＸ方向配線、６３はＹ方向配線、６４は層間絶縁層である。
【０２０５】
図４８において、図３４と同じ符号のものは、同じ部材を示している。７１はガラス基板上に、蛍光体膜７４とＡｌからなるメタルバック７３とが積層されたフェースプレートである。７２は支持枠であり、リアプレート１、フェースプレート７１、支持枠７２で真空密閉容器１００（画像形成装置）が形成される。
【０２０６】
以下、本実施例の画像形成装置の作製方法を図２８〜図３５、図１４、図４８を用いて説明する。
【０２０７】
（工程１）
厚さ１．１ｍｍのガラス基板１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて基板全面にアモルファスシリコンを１００ｎｍ成膜し、吸光材層９を形成した。その後、スパッタリング法により、厚さ１００ｎｍのＰｔ膜を堆積し、フォトリソグラフィ技術を用いてＰｔ膜からなる電極２，３を形成した（図２８）。なお、電極２、３の電極間距離は１０μｍとした。
【０２０８】
（工程２）
次に、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｘ方向配線６２を形成した（図２９）。
【０２０９】
（工程３）
続いて、Ｘ方向配線６２と後工程で形成するＹ方向配線６３の交差部になる位置に、スクリーン印刷法により絶縁性ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層６４を形成した（図３０）。
【０２１０】
（工程４）
さらに、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｙ方向配線６３を形成し、基体１上にマトリックス配線を形成した（図３１）。
【０２１１】
（工程５）
以上のようにしてマトリックス配線を形成した基体１の電極２、３間に跨る位置に、高分子膜６”を配置した（図３２）。この高分子膜６”の形成方法を図３５を用いて具体的に説明する。尚、図３５は１素子分の領域のみを示している。
【０２１２】
先ず、マトリックス配線を形成した基体１に、芳香族ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸（日立化成工業（株）製：ＰＩＸ−Ｌ１１０）溶液を、３％のトリエタノールアミンを溶かしたＮ−メチルピロリドン溶媒で希釈したものをスピンコータによって全面に塗布し、真空条件下に３５０℃まで昇温しベークして、イミド化を行った（図３５（ｂ））。その後、フォトレジスト１３を塗布し（図３５（ｃ））、露光（図省略）、現像（図３５（ｄ））、エッチング（図３５（ｅ））の各工程を施すことによって、ポリイミド膜を電極２，３を跨ぐ台形形状にパターニングし、台形形状の高分子膜６”を作製した（図３５（ｆ））。この時の、ポリイミド膜（高分子膜６”）の膜厚は３０ｎｍであった。また、ポリイミドの形状パラメータであるＷ１、Ｗ２をそれぞれ、６０μｍ、１２０μｍとした。この形状パラメータは、間隙をＷ１側に形成するために設定されるものである。
【０２１３】
（工程６）
次に、Ｐｔからなる電極２、３、マトリックス配線６２、６３、ポリイミド膜からなる高分子膜６”を形成したリアプレート１をステージ上（大気中）にセットし、各々の高分子膜６”に対して、ＱスイッチパルスＮｄ：ＹＡＧレーザ（パルス幅１００ｎｍ、パルスあたりのエネルギー０．５ｍＪ、ビーム径１０μｍ）の第二高調波（ＳＨＧ）を照射した。このとき、ステージを移動させ、各々の電極２から電極３の方向に高分子膜６”に１０μｍの幅で照射し、各々の高分子膜６”の一部に熱分解の進んだ導電性の領域を形成した。本実施例では、吸光材層９を設けることによって、光を熱に変換する工程が促進され、吸光材層がない場合と比較して短時間で均一に改質することができた。（図３３）
【０２１４】
（工程７）
以上のようにして作製したリアプレート１上に、支持枠７２とスペーサ１０１とをフリットガラスにより接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、配線６２，６３が形成された面とを対向させて）、配置した（図１４（ａ））。尚、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。
【０２１５】
（工程８）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０−６Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱および加圧して封着を行った（図１４（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。
【０２１６】
最後に、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、各々の電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃの両極性の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする導電性膜６に間隙５を形成し（図３４参照）、本実施例の画像形成装置１００（図４８）を作製した。
【０２１７】
以上のようにして完成した画像形成装置において、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。
【０２１８】
本実施例では吸光材層９としてアモルファスシリコンを形成し、高分子膜の改質にＹＡＧレーザの第二高調波（ＳＨＧ）を用いたが、吸光材および照射光の波長帯域はこれに限定されるものではなく、適宜選択されるものである。
【０２１９】
例えば吸光材料として多元系化合物半導体を用いることにより、バンドエンジニアリング技術によって吸光波長を変更できるため、改質に用いる光の波長と吸収する光の波長を適合することが可能となる。
【０２２０】
また、吸光材料として絶縁体を利用することも可能である。例えば、可視光領域で吸光特性を有する（Ａｌ２Ｏ３：Ｆｅ）等を使用することで、可視光領域波長の光での改質が可能となる。
【０２２１】
また、光源として、非単一波長であるハロゲン・キセノン・重水素光源を使用する場合でも、吸光材層が有効である。吸光材層に多数の波長帯域を吸収できるようにするためには、吸光材層を多層化し、各層に異なる波長の吸収材料を用いれば、さらに好適に実施される。
【０２２２】
［実施例４］
実施例３のような基板構成で画像表示駆動を行った場合、吸光材の抵抗値によっては、駆動電力が大きくなってしまうことがある。本実施例はこの点を改良したものである。尚、本実施例においても、吸光材層にアモルファスＳｉを用い、レーザー光源として、ＹＡＧレーザー第２高調波を使用している。
【０２２３】
図２６は本実施例で作製した電子源の一部を拡大して模式的に示しており、リアプレートと、その上に形成された複数の電子放出素子と、複数の電子放出素子に信号を印加するための配線とから構成されている。１はリアプレート（基板）、２、３は電極、５は間隙、６は炭素を主成分とする導電性膜、６２はＸ方向配線、６３はＹ方向配線、６４は層間絶縁層である。
【０２２４】
以下、本実施例の画像形成装置の作製方法を図２０〜図２７、図１４、図４８を用いて説明する。
【０２２５】
（工程１）
厚さ１．１ｍｍのガラス基板１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて基板全面にアモルファスシリコンを１００ｎｍ成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてＬａｂｓの長さ５μｍとなるようにパターニングして吸光材層９を形成した。その後、スパッタリング法により、厚さ１００ｎｍのＰｔ膜を堆積し、フォトリソグラフィ技術を用いてＰｔ膜からなる電極２，３を形成した（図２０）。なお、電極２、３の電極間距離Ｌは１０μｍとした。
【０２２６】
（工程２）
次に、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｘ方向配線６２を形成した（図２１）。
【０２２７】
（工程３）
続いて、Ｘ方向配線６２と後工程で形成するＹ方向配線６３の交差部になる位置に、スクリーン印刷法により絶縁性ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層６４を形成した（図２２）。
【０２２８】
（工程４）
さらに、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｙ方向配線６３を形成し、基体１上にマトリックス配線を形成した（図２３）。
【０２２９】
（工程５）
以上のようにしてマトリックス配線を形成した基体１の電極２、３間に跨る位置に、高分子膜６”を配置した（図２４）。この高分子膜６”の形成方法を図２７を用いて具体的に説明する。尚、図２７は１素子分の領域のみを示している。
【０２３０】
先ず、マトリックス配線を形成した基体１に、芳香族ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸（日立化成工業（株）製：ＰＩＸ−Ｌ１１０）溶液を、３％のトリエタノールアミンを溶かしたＮ−メチルピロリドン溶媒で希釈したものをスピンコータによって全面に塗布し、真空条件下に３５０℃まで昇温しベークして、イミド化を行った（図２７（ｂ））。その後、フォトレジスト１３を塗布し（図２７（ｃ））、露光（図省略）、現像（図２７（ｄ））、エッチング（図２７（ｅ））の各工程を施すことによって、ポリイミド膜を電極２，３を跨ぐ台形形状にパターニングし、台形形状の高分子膜６”を作製した（図２７（ｆ））。この時の、ポリイミド膜（高分子膜６”）の膜厚は３０ｎｍであった。また、ポリイミドの形状パラメータであるＷ１、Ｗ２をそれぞれ、６０μｍ、１２０μｍとした。この形状パラメータは、間隙をＷ１側に形成するために設定されるものである。
【０２３１】
（工程６）
次に、Ｐｔからなる電極２、３、マトリックス配線６２、６３、ポリイミド膜からなる高分子膜６”を形成したリアプレート１をステージ上（大気中）にセットし、各々の高分子膜６”に対して、ＱスイッチパルスＮｄ：ＹＡＧレーザ（パルス幅１００ｎｍ、パルスあたりのエネルギー０．５ｍＪ、ビーム径１０μｍ）の第二高調波（ＳＨＧ）を照射した。このとき、ステージを移動させ、各々の電極２から電極３の方向に高分子膜６”に１０μｍの幅で照射し、各々の高分子膜６”の一部に熱分解の進んだ導電性の領域を形成した。本実施例では、吸光材層９を設けることによって、光を熱に変換する工程が促進され、吸光材層がない場合と比較して短時間で均一に改質することができた。（図２５）
【０２３２】
（工程７）
以上のようにして作製したリアプレート１上に、支持枠７２とスペーサ１０１とをフリットガラスにより接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、配線６２，６３が形成された面とを対向させて）、配置した（図１４（ａ））。尚、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。
【０２３３】
（工程８）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０−６Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱および加圧して封着を行った（図１４（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。
【０２３４】
最後に、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、各々の電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃの両極性の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする導電性膜６に間隙５を形成し（図２６参照）、本実施例の画像形成装置１００（図４８）を作製した。
【０２３５】
以上のようにして完成した画像形成装置において、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。
【０２３６】
本実施例では、特に吸光材層９を電極２，３間に形成し、吸光材層９と電極を電気的に断線することにより、間隙５の絶縁性を保つ構造となっているため、吸光材層９を流れる電流を抑制でき、駆動電力が大きくなってしまうのを防止することができる。
【０２３７】
［実施例５］
本実施例は、実施例４と同様に、吸光材の抵抗値によって駆動電力が大きくなってしまうという問題を対策するものである。また、本実施例は、吸光材層のパターニングを行う必要がないため、プロセスを簡易なものとすることができる。
【０２３８】
尚、本実施例においても、吸光材層にアモルファスＳｉを用い、レーザー光源として、ＹＡＧレーザー第２高調波を使用している。
【０２３９】
図４２は本実施例で作製した電子源の一部を拡大して模式的に示しており、リアプレートと、その上に形成された複数の電子放出素子と、複数の電子放出素子に信号を印加するための配線とから構成されている。１’はリアプレート（基体）、２、３は電極、５は間隙、６は炭素を主成分とする導電性膜、６２はＸ方向配線、６３はＹ方向配線、６４は層間絶縁層である。
【０２４０】
以下、本実施例の画像形成装置の作製方法を図３６〜図４３、図１４、図４８を用いて説明する。
【０２４１】
（工程１）
厚さ１．１ｍｍのガラス基板１１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて基板全面にアモルファスシリコンを１００ｎｍ成膜して吸光材層９を形成した（図４３（０））。その後、アモルファスシリコン（吸光材層９）上にＳｉＯ２膜を１００ｎｍを成膜して絶縁層１２を形成した（図４３（１））。これにより、ガラス基板１１と吸光材層９と絶縁層１２より構成される基体１’を得た。その後、スパッタリング法により、厚さ１００ｎｍのＰｔ膜を堆積し、フォトリソグラフィ技術を用いてＰｔ膜からなる電極２，３を形成した（図３６）。なお、電極２、３の電極間距離Ｌは１０μｍとした。
【０２４２】
（工程２）
次に、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｘ方向配線６２を形成した（図３７）。
【０２４３】
（工程３）
続いて、Ｘ方向配線６２と後工程で形成するＹ方向配線６３の交差部になる位置に、スクリーン印刷法により絶縁性ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層６４を形成した（図３８）。
【０２４４】
（工程４）
さらに、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｙ方向配線６３を形成し、基体１’上にマトリックス配線を形成した（図３９）。
【０２４５】
（工程５）
以上のようにしてマトリックス配線を形成した基体１’の電極２、３間に跨る位置に、高分子膜６”を配置した（図４０）。この高分子膜６”の形成方法を図４３を用いて具体的に説明する。尚、図４３は１素子分の領域のみを示している。
【０２４６】
先ず、マトリックス配線を形成した基体１’に、芳香族ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸（日立化成工業（株）製：ＰＩＸ−Ｌ１１０）溶液を、３％のトリエタノールアミンを溶かしたＮ−メチルピロリドン溶媒で希釈したものをスピンコータによって全面に塗布し、真空条件下に３５０℃まで昇温しベークして、イミド化を行った（図４３（ｂ））。その後、フォトレジスト１３を塗布し（図４３（ｃ））、露光（図省略）、現像（図４３（ｄ））、エッチング（図４３（ｅ））の各工程を施すことによって、ポリイミド膜を電極２，３を跨ぐ台形形状にパターニングし、台形形状の高分子膜６”を作製した（図４３（ｆ））。この時の、ポリイミド膜（高分子膜６”）の膜厚は３０ｎｍであった。また、ポリイミドの形状パラメータであるＷ１、Ｗ２をそれぞれ、６０μｍ、１２０μｍとした。この形状パラメータは、間隙をＷ１側に形成するために設定されるものである。
【０２４７】
（工程６）
次に、Ｐｔからなる電極２、３、マトリックス配線６２、６３、ポリイミド膜からなる高分子膜６”を形成したリアプレート１’をステージ上（大気中）にセットし、各々の高分子膜６”に対して、ＱスイッチパルスＮｄ：ＹＡＧレーザ（パルス幅１００ｎｍ、パルスあたりのエネルギー０．５ｍＪ、ビーム径１０μｍ）の第二高調波（ＳＨＧ）を照射した。このとき、ステージを移動させ、各々の電極２から電極３の方向に高分子膜６”に１０μｍの幅で照射し、各々の高分子膜６”の一部に熱分解の進んだ導電性の領域を形成した。本実施例では吸光材層９を設けることによって、光を熱に変換する工程が促進され、吸光材層がない場合と比較して短時間で均一に改質することができた。（図４１）
【０２４８】
（工程７）
以上のようにして作製したリアプレート１’上に、支持枠７２とスペーサ１０１とをフリットガラスにより接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１’と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、配線６２，６３が形成された面とを対向させて）、配置した（図１４（ａ））。尚、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。
【０２４９】
（工程８）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１’とを１０−６Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱および加圧して封着を行った（図１４（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。
【０２５０】
最後に、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、各々の電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃの両極性の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする導電性膜６に間隙５を形成し（図４２参照）、本実施例の画像形成装置１００（図４８参照）を作製した。
【０２５１】
以上のようにして完成した画像形成装置において、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。
【０２５２】
［実施例６］
本実施例では、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５で示したように吸光材層を配置するのではなく、基体そのものに吸光特性を持たせることに特徴を有している。そのため、上記実施例と比較して工程が簡略化される。
【０２５３】
本実施例では、基体の構成以外は、すべて実施例５と同様であるため、各製造工程の説明を省略する。
【０２５４】
本実施例では、基体に着色剤を含むガラス基板を使用する。着色剤としてＮｉを使用することによって、改質に用いるレーザーの波長帯域と吸収帯域を合わせた。本実施例での光は、ＹＡＧレーザー第２高調波である。
【０２５５】
本実施例では、基体そのものが吸光材となっているため、素子部以外に光を照射すると、素子部以外で熱が発生してしまい、基板破壊が起こる場合があるため、レーザー照射は高分子膜のある部分のみに行っている。
【０２５６】
本実施例では、基体自体が吸光特性を有することにより、基板構成はより簡易になり、実施例５に比較して製造が容易になった。
【０２５７】
基体として用いられる材料は、上記に述べた着色剤入りガラスだけではなく、絶縁性を有し、光を吸収しやすい材料であればよい。例えば、グリーンサファイア（Ａｌ２Ｏ３：Ｆｅ）、ブルーサファイア（Ａｌ２Ｏ３：Ｔｉ）、ルビー（Ａｌ２Ｏ３：Ｃｒ）等を使用してもよい。
【０２５８】
［実施例７］
本実施例では、図１に示したような電子放出素子を多数配置した電子源を用いて図４８に模式的に示した画像形成装置１００を作製した例を説明する。
【０２５９】
図１２は、本実施例で作製した電子源の一部を拡大して模式的に示しており、リアプレートと、その上に形成された複数の電子放出素子と、複数の電子放出素子に信号を印加するための配線とから構成されている。尚、１はリアプレート（基板）、２、３は電極、５は間隙、６は炭素を主成分とする導電性膜、６２はＸ方向配線、６３はＹ方向配線、６４は層間絶縁層である。
【０２６０】
図４８において、図１２と同じ符号のものは、同じ部材を示している。７１はガラス基板上に、蛍光体膜７４とＡｌからなるメタルバック７３とが積層されたフェースプレートである。７２は支持枠であり、リアプレート１、フェースプレート７１、支持枠７２で真空密閉容器１００（画像形成装置）が形成される。
【０２６１】
以下、本実施例の画像形成装置の作製方法を図６〜図１２、図１４、図４８を用いて説明する。
【０２６２】
（工程１）
清浄化した高歪点ガラス基板（旭硝子（株）社製、ＰＤ２００、軟化点８３０℃、徐冷点６２０℃、歪点５７０℃）上に厚さ０．５μｍのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基板１上に、スパッタリング法により、厚さ５０ｎｍのＰｔ膜を堆積し、フォトリソグラフィ技術を用いてＰｔ膜からなる電極２，３を形成した（図６）。なお、電極２、３の電極間距離は１０μｍとした。
【０２６３】
（工程２）
次に、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｘ方向配線６２を形成した（図７）。
【０２６４】
（工程３）
続いて、Ｘ方向配線６２と後工程で形成するＹ方向配線６３の交差部となる位置に、スクリーン印刷法により絶縁性ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層６４を形成した（図８）。
【０２６５】
（工程４）
さらに、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｙ方向配線６３を形成し、基体１上にマトリックス配線を形成した（図９）。
【０２６６】
（工程５）
以上のようにしてマトリックス配線を形成した基体１の電極２、３間に跨る位置に、インクジェット法により、高分子膜６’となる原料の溶液を塗布した。本実施例では、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸３％Ｎ−メチルピロリドン／２−ブトキシエタノール溶液をインクジェット法により液滴塗布した。これを、１３０℃でベークして溶媒を除去し、直径約１００μｍ、膜厚６０ｎｍの円形のポリアミド酸高分子膜６’を得た（図１０）。
【０２６７】
（工程６）
次に、金属モル濃度が５×１０−２ｍｏｌ／Ｌとなるように調整した酢酸テトラアンミン白金（ＩＩ）錯体（化Ａ）水溶液に、（工程５）までの工程で作製したリアプレート１を１０分間浸すことで、上記金属錯体を高分子膜６’に吸収させた。次にリアプレート１を８０℃で乾燥し、Ｐｔ錯体を含有したポリアミド酸の高分子膜６’を得た。
（化Ａ）  ［Ｐｔ（ＮＨ３）４］２＋・［ＣＨ３ＣＯＯ−］２
【０２６８】
（工程７）
次に、（工程６）までの工程で作製したリアプレート１を図４９で示した電子線照射装置に設置し、各々の高分子膜６’に対して、電子ビームを照射し低抵抗化処理を施した。この時、装置内の圧力を１×１０−３Ｐａ以下にした。電子ビームの加速電圧を８ｋＶに設定し、スリットを通して各高分子膜６’に電子ビームを照射した。低抵抗化処理後、各導電性膜６のシート抵抗を測定したところ、１０４Ω／□であった。
【０２６９】
（工程８）
以上のようにして作製したリアプレート１上に、支持枠７２とスペーサ１０１とを接合部材（フリットガラス）により接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、配線６２，６３等が形成された面とを対向させて）、配置した（図１４（ａ））。尚、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。
【０２７０】
（工程９）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０−６Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱および加圧して封着を行った（図１４（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。
【０２７１】
最後に、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、各々の電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃの両極性の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする導電性膜６に間隙５を形成し（図１２参照）、本実施例の画像形成装置１００（図４８）を作製した。
【０２７２】
以上のようにして完成した画像形成装置において、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。
【０２７３】
［実施例８］
本実施例では（工程１）から（工程６）に至るまで、実施例７と同様の工程を実施した。（工程７）以降の工程について以下に説明する。
【０２７４】
（工程７）
次に、（工程６）までの工程で作製したリアプレート１を図５０で示したイオンビーム照射装置に設置し、各々の高分子膜６’に対して、イオンビームを照射し低抵抗化処理を施した。イオンビーム照射装置は電子衝撃型のイオン源を使用し、不活性ガス（望ましくはＡｒ）を１×１０−３Ｐａ流入した。加速電圧は５ｋＶとし、スリットを通してイオンビームを照射した。低抵抗化処理後、各導電性膜６のシート抵抗を測定したところ、１０４Ω／□であった。
【０２７５】
（工程８）
以上のようにして作製したリアプレート１上に、支持枠７２とスペーサ１０１とをフリットガラスにより接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、配線６２，６３等が形成された面とを対向させて）、配置した（図１４（ａ））。尚、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。
【０２７６】
（工程９）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０−６Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱および加圧して封着を行った（図１４（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。
【０２７７】
最後に、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、各々の電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃの両極性の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする導電性膜６に間隙５を形成し（図１２参照）、本実施例の画像形成装置１００を作製した。
【０２７８】
以上のようにして完成した画像形成装置において、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。
【０２７９】
［実施例９］
本実施例では（工程１）から（工程６）に至るまで、実施例７と同様の工程を実施した。（工程７）以降の工程について以下に説明する。
【０２８０】
（工程７）
次に、（工程６）までの工程で作製したリアプレート１を真空ベーク炉（不図示）に設置し、真空度１×１０−４Ｐａの下で５００℃で１０時間ベークすることで各々の高分子膜６’に対して低抵抗化処理を施し、導電性膜６を得た。低抵抗化処理後、各導電性膜６のシート抵抗を測定したところ、１０４Ω／□であった。
【０２８１】
（工程８）
以上のようにして作製したリアプレート１上に、支持枠７２とスペーサ１０１とをフリットガラスにより接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、配線６２，６３等が形成された面とを対向させて）、配置した（図１４（ａ））。尚、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。
【０２８２】
（工程９）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０−６Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱および加圧して封着を行った（図１４（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。
【０２８３】
最後に、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、各々の電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃの両極性の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする導電性膜６に間隙５を形成し（図１２参照）、本実施例の画像形成装置１００を作製した。
【０２８４】
以上のようにして完成した画像形成装置において、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。
【０２８５】
［実施例１０］
本実施例では（工程１）から（工程５）に至るまで、実施例７と同様の工程を実施した。（工程６）以降の工程について以下に説明する。
【０２８６】
（工程６）
金属モル濃度が５×１０−２ｍｏｌ／Ｌとなるように調整した酢酸コバルト（ＩＩ）水溶液を用意した。次に（工程５）までの工程で作製したリアプレート１を、上記水溶液に１００分間浸し、上記金属錯体を高分子膜６’に吸収させた。その後、リアプレートを８０℃で乾燥しコバルト（ＩＩ）イオンが含有したポリアミド酸高分子膜６’を得た。
【０２８７】
（工程７）
次に、（工程６）までの工程で作製したリアプレート１を真空ベーク炉（不図示）に設置し、真空度１×１０−４Ｐａの下で５００℃で１０時間ベークすることで各々の高分子膜６’の低抵抗化処理を施した。低抵抗化処理後、各導電性膜６のシート抵抗を測定したところ、１０４Ω／□であった。
【０２８８】
（工程８）
以上のようにして作製したリアプレート１上に、支持枠７２とスペーサ１０１とをフリットガラスにより接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、配線６２，６３等が形成された面とを対向させて）、配置した（図１４（ａ））。尚、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。
【０２８９】
（工程９）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０−６Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱および加圧して封着を行った（図１４（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。
【０２９０】
最後に、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、各々の電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃの両極性の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする導電性膜６に間隙５を形成し（図１２参照）、本実施例の画像形成装置１００を作製した。
【０２９１】
以上のようにして完成した画像形成装置において、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。
【０２９２】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、電子放出素子の作成プロセスを簡易化ができるとともに、長期に渡り表示品位に優れた画像形成装置を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子放出素子の一構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。
【図２】本発明による電子放出素子の別の構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。
【図３】本発明の電子放出素子の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の電子放出素子の製造方法における低抵抗化工程の一例を模式的に示す図である。
【図５】電子放出素子の測定評価機能を備えた真空装置の一例を示す模式図である。
【図６】実施例１における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図７】実施例１における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図８】実施例１における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図９】実施例１における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図１０】実施例１における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図１１】実施例１における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図１２】実施例１における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図１３】実施例２における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図１４】本発明による画像形成装置の製造工程の一例を示す模式図である。
【図１５】本発明による電子放出素子の別の構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。
【図１６】図１５の電子放出素子の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図１７】本発明による電子放出素子の別の構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。
【図１８】本発明による電子放出素子の別の構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。
【図１９】本発明による電子放出素子の別の構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。
【図２０】実施例４における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図２１】実施例４における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図２２】実施例４における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図２３】実施例４における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図２４】実施例４における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図２５】実施例４における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図２６】実施例４における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図２７】実施例４における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図２８】実施例３における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図２９】実施例３における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図３０】実施例３における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図３１】実施例３における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図３２】実施例３における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図３３】実施例３における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図３４】実施例３における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図３５】実施例３における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図３６】実施例５における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図３７】実施例５における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図３８】実施例５における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図３９】実施例５における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図４０】実施例５における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図４１】実施例５における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図４２】実施例５における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図４３】実施例５における電子源の製造工程を説明するための模式図である。
【図４４】電子放出素子の測定評価機能を備えた真空装置の一例を示す模式図である。
【図４５】本発明による電子放出素子の電子放出特性を示す模式図である。
【図４６】従来の電子放出素子の模式図である。
【図４７】従来の電子放出素子の製造工程を説明するための模式図である。
【図４８】本発明による画像形成装置の一構成例を模式的に示す一部切り欠き斜視図である。
【図４９】本発明における電子ビーム照射装置を説明するための模式図である。
【図５０】本発明におけるイオンビーム照射装置を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１、１’、１”  基体（リアプレート）
２、３  電極
５  間隙
６  カーボン膜（炭素を主成分とする導電性膜）
６’  吸光材を含む高分子膜
６”  高分子膜
７  カーボン膜と基体との間の空隙
８  吸光材
９  吸光材層
１０  光照射手段
１１  第１の基体
１２  第２の基体
１３  フォトレジスト
２１  イオンビーム放出手段
２２  イオンビーム遮断手段
２３  イオンビーム収束手段
２４  イオンビーム偏向手段
４１  電子放出手段
４２  電子線遮断手段
４３  電子線収束手段
４４  電子線偏向手段
５０、８０  電極２，３間を流れる素子電流を測定するための電流計
５１、８１  電子放出素子に駆動電圧Ｖｆを印加するための電源
５２、８２  電子放出素子から放出された放出電流Ｉｅを測定するための電流計
５３、８３  高圧電源
５４、８４  アノード
６２  下配線
６３  上配線
６４  絶縁層
７１  フェースプレート
７２  支持枠
７３  メタルバック
７４  蛍光体膜
１００  画像形成装置
１０１  スペーサ
１０２  電子放出素子
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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