(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎａを含有すると共にその表面にシリカを主成分とする層を有する基体上に形成した一対の素子電極と、該素子電極の夫々に電気的に接続される第一の間隙を有する導電性薄膜と、該第一の間隙よりも狭い第二の間隙を該第一の間隙内に有する、炭素を有する膜と、からなる電子放出素子であって、
前記シリカを主成分とする層の内部であって、少なくとも前記第二の間隙部の直下に、酸化数２のイオン性化合物を安定に形成する金属元素からなる金属微粒子が分散配置されていることを特徴とする電子放出素子。
【請求項２】
上記第二の間隙部において、前記シリカを主成分とする層はその表面に凹部を有し、少なくとも該凹部近傍に前記金属微粒子が分散していることを特徴とする請求項１記載の電子放出素子。
【請求項３】
前記シリカを主成分とする層は５０ｎｍ以上の厚さであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子放出素子。
【請求項４】
前記金属元素が、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｏのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項５】
前記金属微粒子を構成する金属元素は、前記導電性薄膜を構成する元素のうちの１つ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。
【請求項６】
複数の電子放出素子を有する電子源であって、前記電子放出素子が請求項１乃至５のいずれかに記載の電子源。
【請求項７】
電子源を用いた画像形成装置であって、前記電子源が請求項６に記載の電子源であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子放出素子に関する。該素子は該素子を複数搭載した電子源、これを用いた表示装置や露光装置等の画像形成装置に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子放出素子として熱電子源と冷陰極電子源の２種類が知られている。冷陰極電子源には電界放出型（以下、「ＦＥ型」という。）、金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩＭ型」という。）や表面伝導型電子放出素子等がある。
【０００３】
ＦＥ型の例としては  Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ  ＆  Ｗ．Ｗｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ  ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｈｙｓｉｃ，８，８９（１９５６）あるいは  Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，”ＰＨＹＳＩＣＡＬ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｆｉｅｌｄ  ｅｍｍｉｓｉｏｎ  ｃａｔｈｏｄｅｓ  ｗｉｔｈ  ｍｏｌｙｄｅｎｉｕｍ  ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）等に開示されたものが知られている。
【０００４】
ＭＩＭ型の例としては  Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｕｎｎｅｌ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）等に開示されたものが知られている。
【０００５】
表面伝導型電子放出素子型の例としては、Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，Ｒｅｃｉｏ  Ｅｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｈｙｓ．，１０，１２９０，（１９６５）等に開示されたものがある。
【０００６】
表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎＯ２  薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：”Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］，Ｉｎ２  Ｏ３  ／ＳｎＯ２  薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ  ａｎｄ  Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．ＥＤ  Ｃｏｎｆ．”５１９（１９７５）］、カーボン薄膜によるもの［荒木久  他：真空、第２６巻、第１号、２２頁（１９８３）］等が報告されている。
【０００７】
これらの表面伝導型電子放出素子の典型的な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を図３に示す。同図において、１は絶縁層基板である。４は導電性薄膜で、Ｈ型形状のパターンに、スパッタで形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述のフォーミングと呼ばれる通電処理により線状の電子放出部５が形成される。尚、図中の素子電極間隔Ｌは０．５〜１ｍｍ、Ｗは０．１ｍｍで設定されている。
【０００８】
従来、これらの表面伝導型電子放出素子においては、電子放出を行なう前に導電性薄膜４を予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出部５を形成するのが一般的であった。即ち、フォーミングとは前記導電性薄膜４両端に直流電流あるいは非常にゆっくりとした昇電圧例えば１Ｖ／分程度を印加通電し、導電性薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部５を形成することである。尚、電子放出部５は導電性薄膜４の一部に亀裂が発生しその亀裂付近から電子放出が行われる。前記フォーミング処理をした表面伝導型電子放出素子は、上述した導電性薄膜４に電圧を印加し、素子に電流を流すことにより、上述の電子放出部５より電子を放出せしめるものである。
【０００９】
一方、例えば特開平７−２３５２５５号に開示されているように、フォーミングを終えた素子に対して活性化処理と呼ばれる処理を施す場合がある。活性化処理工程とは、この工程により、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが、著しく変化する工程である。
【００１０】
活性化工程は、有機物質を含有する雰囲気下で、フォーミング処理同様、素子にパルス電圧の印加を繰り返すことで行なうことができる。この処理により、雰囲気中に存在する有機物質から、炭素あるいは炭素化合物が素子の少なくとも電子放出部に堆積し、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが、著しく変化し、より良好な電子放出特性を得ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第一の課題としては、上記のように青板ガラスを基体として用いた場合には、青板ガラス中のＮａが、後述するフォーミング工程、活性化工程、安定化工程、といったプロセス中に、導電性膜中に拡散することで、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを変動させ、安定して良好な素子を形成できないという課題があった。
【００１２】
これに関しては、基体表面にＮａ除去層を設ける、あるいはＮａブロック層を設ける等の優れた発明が本出願人によって提案されている。特に実用的には、安価な青板ガラスを基体とし、その上にＳｉＯ２  膜等を積層する方法が好ましく用いられる。
【００１３】
上記提案でも説明されているように、例えば金属Ｐｄ錯体溶液を塗布焼成しＰｄＯとする典型的工程として３５０℃、１０分を考慮した場合、基体のいわゆる青板ガラスから積層ＳｉＯ２  表面にＮａが拡散してこないためには、原理的には数十μｍといった非常に厚い膜厚を要する。
【００１４】
しかしながら、例えばスパッタリング法等でＮａの拡散を抑制するような緻密なＳｉＯ２  層を形成する場合、基体の青板ガラスとの間に発生する応力のため、大面積に積層するにはおのずと膜厚が制限される。また、応力緩和のために膜密度を若干減少させる等の工夫を見込んだとしても、おそらく数μｍ（２〜３μｍ）  程度が限界である。従って、かかるＮａの拡散を十分に食い止めることができず、安定した特性が得られない場合があった。
【００１５】
さらに、第二の課題として、青板上にＮａの除去された層が設けられていても、駆動中の局所的な温度上昇によって、Ｎａが徐々に電子放出部近傍に拡散混入することで、素子電流Ｉｆが不安定になり、リーク電流が生じ、放出電流Ｉｅの劣化・変動を引き起こすという課題があった。
【００１６】
Ｎａが拡散することで素子特性が変動するメカニズムは明らかにはなっていないが、基体下部から表面のシリカ層を徐々に拡散してきたＮａが、特に電子放出部の局所的な高温環境にさらされて、駆動中にイオン移動することで何らかの電界移動が生じるものと推察される。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題を解決するために鋭意検討を行なって成されたものであり、下述する構成のものである。
即ち、本発明は、Ｎａを含有すると共にその表面にシリカを主成分とする層を有する基体上に形成した一対の素子電極と、該素子電極の夫々に電気的に接続される第一の間隙を有する導電性薄膜と、該第一の間隙よりも狭い第二の間隙を該第一の間隙内に有する、炭素を有する膜と、からなる電子放出素子であって、前記シリカを主成分とする層の内部であって、少なくとも前記第二の間隙部の直下に、酸化数２のイオン性化合物を安定に形成する金属元素からなる金属微粒子が分散配置されていることを特徴とする電子放出素子である。
【００１８】
上記第二の間隙部において、前記シリカを主成分とする層はその基体表面に凹部を有し、少なくとも該凹部近傍に前記金属微粒子が分散していることが好ましい。前記シリカを主成分とする層は５０ｎｍ以上の厚さであることが好ましい。また、前記シリカ層の第二の間隙近傍のＮａ含有率は、少なくとも該シリカ層の基体近傍のＮａ含有率より小さいことが好ましい。前記金属元素は、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｏのいずれかであることが好ましい。前記金属微粒子を構成する金属元素は前記導電性薄膜を構成する元素のうちの１つであることが特に好ましい。
【００１９】
また、本発明の電子放出素子は、例えば、以下の方法により製造される。即ち、表面にシリカを主成分とする層を有する基体上に形成した一対の素子電極と、該素子電極の夫々に電気的に接続される第一の間隙を有する導電性薄膜と、該第一の間隙内に形成されたさらに狭い第二の間隙を有する炭素を有する膜からなり、少なくとも該第二の間隙部の直下の基体内部に金属微粒子が分散配置されている電子放出素子の製造方法であって、基体内部に金属微粒子を分散配置せしめる工程と、基体上に形成した一対の素子電極を形成する工程と、該素子電極間に導電性薄膜を形成する工程と、フォーミング処理を行う工程と、活性化処理を行う工程を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法である。
【００２０】
前記基体内部に金属微粒子を分散配置せしめる工程は、イオン注入法または加熱拡散法であることが好ましい。
【００２１】
【作用及び効果】
本発明の電子放出素子によれば、電子放出部として機能する間隙部直下の基体内部に金属微粒子が分散配置される構成を実現することで、その結果、電子放出特性を安定にし、良好に再現良く提供できるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について述べる。
図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明にかかわる基本的な平面型の表面伝導型電子放出素子の構成を模式的に示す平面図及び断面図である。図１を用いて、本発明にかかわる素子の基本的な構成を説明する。
【００２３】
図１において、１は基体、２と３は素子電極、４は導電性薄膜、１０は導電性薄膜に形成された第一の間隙、６は予め基体１上に設けられたシリカを主成分とする層、７は金属微粒子、８は図示の電子放出部中の凹み、９は活性化工程で堆積する炭素を有する膜、５は炭素を有する膜に形成された第二の間隙である。なお、第二の間隙５、炭素を有する膜９は電子放出部として機能する。
【００２４】
基体１としては、例えば、ソーダ石灰ガラスを用いることが出来る。ソーダ石灰ガラスは、概ねＳｉＯ２  ：６５〜７５％、Ｎａ２Ｏ：４〜２０％である。その他に、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３  、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３  を含むものも広義には「青板ガラス」、「板ガラス」と総称され基体１として好ましく用いられる。または、予めＮａイオンを一部Ｋイオンに置換したいわゆる「高歪み点ガラス」も好ましく用いられる。
【００２５】
対向する素子電極２、３の材料としては、一般的な導体材料を用いることができる。これは例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或いは合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ２  、Ｐｄ−Ａｇ等の金属或いは金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉｎ２  Ｏ３  −ＳｎＯ２  等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体導体材料が挙げられる。
【００２６】
導電性薄膜４の膜厚は、素子電極２、３へのステップカバレージ、素子電極２、３間の抵抗値及び後述するフォーミング条件等を考慮して適宜設定される。
【００２７】
一般に、導電性薄膜４の熱的安定性は電子放出特性の寿命を支配する場合があり、導電性薄膜４の材料としてより高融点な材料を用いるのが望ましい。しかしながら、通常、導電性薄膜４の融点が高いほど後述する通電フォーミングが困難となり、第一の間隙部形成のためにより大きな電力が必要となる。
【００２８】
本発明では、導電性薄膜４を構成する材料としては、予め酸化した状態が容易に形成され、その後容易に還元するものがより好ましく用いられる。勿論この条件を満たすものであれば特に限定されるものではないが、より好ましい例としては、金属であって熱あるいは酸素等の処理によって金属酸化物を形成するものが最も望ましい。係る金属としては、Ｐｄ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｏ等が挙げられる。特にＰｄは、容易に加熱酸化でき、更に水素添加ガスで容易に還元できるものとして最も簡便に本発明の効果を発現する材料の１つである。
【００２９】
本発明の第二の間隙部５近傍のシリカを主成分とする層６の一部は、少なくとも上記活性化工程を経た後、ある程度の凹みを有する。この凹みの大きさは、フォーミング処理で生じる第一の間隙部１０の幅、活性化処理での印加電圧・パルス幅によって生じる熱等によって異なり、同時に導電性薄膜４の材料、膜厚、焼成等の膜形成プロセス等によっても異なるものである。
【００３０】
シリカを主成分とする層６は、例えば、Ｎａを含まない層であって、基体１下部からのＮａ拡散を抑制するものである。また、シリカを主成分とする層６は、Ｎａを完全に含まないもののみを指すのではなく、ナトリウム含有量が２％以下であれば好ましく用いることができる。この層６の形成方法としては、基体１の上に、スパッタ法等の真空堆積法、あるいはスピナー塗布等で簡便に厚く形成することのできるものが好ましく用いられる。あるいはまた、イオン交換法等の脱ナトリウム処理によって基体１表面のＮａを除去する方法も好ましく用いられる。シリカ層６の膜厚としては、少なくとも５０ｎｍ程度以上堆積されていて、しかも後述するような、金属イオンの導入がされることが望ましい。
【００３１】
電子放出部の凹みの近傍には金属微粒子が拡散しており、微粒子サイズは概ね５ｎｍ〜５０ｎｍ程度であるが、中には１００ｎｍといった大きな微粒子が見られる場合がある。この金属微粒子を拡散配置するためには、予めシリカを主成分とする層６中に、該金属微粒子を形成する金属原子あるいはイオンを拡散させることが好ましく行われる。金属原子拡散の方法としては、加熱拡散法、あるいはイオン注入法等が好ましく用いられる。特にイオン注入法は、特定の微少な領域に所望の金属イオンを所望の量注入できることから、好ましく用いられるが、特にこの方法に限定されるものではない。
【００３２】
イオン注入法を用いる場合、例えば『イオン・プランテーション−理論と応用−』（昭晃堂）の３節のイオン注入装置の項にあるように、サポートガス、源物質の蒸気圧、等の条件を選択することで、概ねどんな金属元素もイオン注入することができる。また、イオンの加速を数ｋＶ〜数１００ｋＶいった範囲で変えることで、所望の層の所望の深さに所望のイオンを導入できることから、本発明の主旨から好ましく用いられる。
【００３３】
また、特にイオン注入法を用いて、かかる金属をシリカ層に導入する場合には、充分に条件を選んで注入処理を行なったとしても、シリカのネットワークが壊されてしまう場合があるので、注入後、比較的低温でアニールする等の処理を行なうことが好ましい。
【００３４】
上述の方法で、シリカを主成分とする層６に拡散させた金属原子あるいはイオンの効果について説明する。
アルカリイオンのシリカ中の拡散は、シリカネットワークの隙間の大きさに依存することがよく知られており、これはＮａが通過しやすいサイズの間隙を他のイオンで遮蔽するとＮａのイオン伝導が抑制されることとして知られている。加えて、第３のイオンとして二価のイオンを導入すると、二価イオンは荷電数が大きいため構造と強く結びつき、ほとんど移動しないのみならず、シリカネットワークの網目構造の間隙を塞ぎ、アルカリイオンの移動を妨げる効果をもつことも知られている。（例えば、ガラスハンドブックの電気的性質のイオン伝導の項に記載されている）すなわち、Ｎａイオン伝導に寄与するシリカネットワークの間隙をシリカ構造と強い結びつきを示す二価のイオンで塞ぐことが、Ｎａ拡散の抑制に効果的と考えられる。
【００３５】
一方で、上述の二価のイオンとして、比較的イオン半径の小さなものとして、Ｂｅ２＋（イオン半径：０．３３Å）、Ｍｇ２＋（イオン半径：０．６６Å）、が知られており、これらのイオンでは、あまり上述のような効果が望めないことも知られている。すなわち、Ｎａ拡散の抑制効果を効率よくもたらすには、Ｎａ＋  のイオン半径（０．９５Å）と同じ程度の大きさのものが好ましく選択される。具体的にはイオン半径０．７５Å〜１．２５Å程度の二価イオンが好適と思われるが、上記の効果、すなわち、Ｎａの拡散を抑制する効果をもたらす二価イオンであれば、特にこのサイズに限定されるものではない。
【００３６】
さらに、Ｎａ拡散の抑制のためにガラス中に導入した金属イオンあるいは金属原子は、上記導電性薄膜４に混入されても、導電性薄膜の電気特性、還元特性等に影響を及ぼさないものが良いことから、最も好適には、導電性薄膜４を形成する金属が挙げられる。例えば、上述の導電性薄膜４に好適な材料のなかで、さらに、シリカ層中に導入することが好適と思われるものは、Ｐｄ２＋（イオン半径：０．８０Å）、Ｃｕ２＋（イオン半径：０．７２Å）、Ｓｎ２＋（イオン半径：０．９３Å）、Ｃｏ２＋（イオン半径：０．７２Å）が挙げられる。勿論、導電性薄膜４に多少混入されても、電気特性、還元特性等に影響を及ぼさない、すなわち素子のバラツキをもたらすものでなければ、必ずしも導電性薄膜４と同種の金属に限るものではない。
【００３７】
Ｎａ拡散抑制のための金属イオンのシリカ層への導入量は、概ね、０．１〜１．０ａｔｏｍｉｃ％が好適である。これは、本発明の課題で述べた様に、駆動中の電子放出部にＮａが混入しリークが発生してしまった素子を複数集めて、ＳＩＭＳ分析法によって、シリカ層６中のＮａ濃度を調べた値である。最も望ましいのは、従来混入していたＮａとほぼ同量の金属イオンを導入することであるが、これより少ない量であっても、シリカ層の厚さ、駆動条件、電子放出部の形態等によって、充分にＮａ拡散の抑制効果が得られる量であればよい。
【００３８】
かかる方法でシリカ中に金属イオンを導入することで、Ｎａの拡散を防止すると同時に、特に電子放出部近傍でのリーク電流発生をも防ぐためには、素子の駆動時に金属イオンが微粒子として固まって配置されていることが好ましい。シリカ層中に充分に金属イオンを導入することから、特に第２の間隙５内のシリカ層では、その金属イオンを微粒子として集中して配置し、しかも電気的に分断されている構成が好適である。金属を微粒子として好ましく分散配置させる方法としては、少なくとも第２の間隙近傍に高温処理を施す方法が好ましく行なわれる。例えば、活性化工程で十分な素子電流Ｉｆが得られた後、さらに過充分に活性化工程を継続する、すなわち第２の間隙近傍に局所的に電圧印加する、といった方法で簡便に行なえる。また、基体１の軟化点を越えない高温、具体的には４００℃〜５８０℃といった範囲、で加熱処理するといった方法でも行なえる。しかしながら、金属微粒子を分散配置する方法は、これに限るものではなく、少なくとも第１及び第２の間隙近傍のシリカ層中に分散させた金属イオンを微粒子として集中して配置することのできる方法であれば、これに限定されるものではない。
【００３９】
金属原子として、Ｐｄを例に挙げると、本発明で後述するようなＰｄの拡散工程を設けた場合の電子放出部のごく近傍と、拡散工程を設けない場合の電子放出部のごく近傍を、ＳＩＭＳ分析法によって測定したときのＮａとＰｄの元素量プロファイルを模式的に図２に示す。図中▲１▼は前者のＮａ、Ｐｄのプロファイルを各々示し、▲２▼は後者のプロファイルを示す。すなわち、Ｐｄの拡散の程度に応じてＮａが少なくなる傾向にある。
【００４０】
同様に、Ｐｄの拡散工程を設けた場合および拡散工程を設けない場合の２種類の素子の電子放出部近傍の断面の構造をＴＥＭ分析法によって調べたところ、Ｐｄの拡散工程を設けた場合には第２の間隙間の凹部近傍に図１（ｂ）に示すような金属微粒子７が観察されることが多く、金属微粒子の格子間隔からＰｄの微粒子であることが確認されている。そして、このようなＰｄの微粒子はＰｄの拡散工程を設けない場合には、ほとんど確認されない。
【００４１】
また、基体から拡散してくるＮａイオンが移動するのは、主に高温加熱される駆動中の電子放出部近傍が特に顕著であると考えられるので、本発明では、特に電子放出素子の直下に金属原子を拡散せしめるのが有効である。
【００４２】
以上のような工程を経て得られた電子放出素子は、安定化工程を行なうことが好ましい。この工程は、電子放出素子に吸着している余分な有機物質分子などを除去する工程である。上記電子放出素子を真空容器中に設置し、容器内を排気する。これに用いる真空排気装置は、装置から発生するオイルが真空容器内に拡散しないよう、オイルを使用しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソープションポンプとイオンポンプを組み合わせた真空排気装置等である。また、上に述べたようなシリカ層への金属イオンの導入方法としてイオン注入法を用いた場合には、この安定化工程と前述の注入後のアニール工程を兼ねることができる。
【００４３】
安定化工程を行なった後の、駆動時の雰囲気は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ましいが、これに限るものではなく、有機物質が充分除去されていれば、真空度自体は多少低下しても十分安定な特性を維持することができる。
【００４４】
以上述べてきたように、本発明では、シリカを主成分とする層に二価の金属イオンを拡散せしめることで、Ｎａの導電性薄膜中、活性化工程で堆積する炭素を有する膜中、及び電子放出部凹部中、への拡散混入を抑制し、素子特性の変動及び劣化を抑制しようとするものである。また、同時に、結果的に金属微粒子をシリカ層中、少なくとも第２の間隙部に露出した凹部近傍に包含することで、電子放出部でのリーク発生を防止し、安定な電子放出素子を提供するものである。
【００４５】
【実施例】以下に、本発明を実施例を用いて更に詳述する。
［実施例１］
図１は、本発明の第１の実施例の素子構成図を示す。その製造工程を以下に示す。
（１）基体１として青板ガラスを用い、その基体１上にシリカ層としてスパッタリング法でＳｉＯ２  を８００Å堆積し、その上に一般的な真空形成技術、フォトリソグラフィー技術により、Ｐｔからなる素子電極２、３を形成した。素子電極の間隔Ｌは１０μｍ、長さＷは６００μｍ、厚さｄは１０００Åとした。
【００４６】
（２）次に、素子電極間に、Ｐｄをイオン注入法で、サポートガスとしてアルゴンを用いて、シリカ層中に１ａｔｏｍ％注入した。イオンの加速電圧は非常に低く行なった。その後、基体１に３００℃、３時間のアニール処理を施した。
【００４７】
（３）次に、有機パラジウム錯体溶液を、液滴付与装置としてバブルジェット方式を用いたインクジェット噴射装置を用いて、液滴の状態にして複数回素子電極２、３間に図１に示すように付与した。
【００４８】
（４）３５０℃で３０分の加熱処理を行ない、酸化パラジウム（ＰｄＯ）微粒子から成る微粒子膜を形成し、導電性薄膜４とした。尚、ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子が集合した状態のみならず、微粒子が互いに隣接あるいは重なり合った状態を示す。また、導電性薄膜４の膜厚は一番厚い膜の中央部で１０００Å程度であった。
【００４９】
（５）次に一方の電極をマイナス側、反対側の電極をプラス側となるように電源に接続し微粒子膜に通電処理を行なった。この時の雰囲気は真空中でＨ２ガスを２ＳＣＣＭ流して行なった。これにより第一の間隙１０が形成された。
【００５０】
（６）真空チャンバー中に素子を固定し、圧力を一旦１．３×１０−８Ｔｏｒｒとし、次いでチャンバー中にトリニトリルの蒸気を導入、圧力を１×１０−６Ｔｏｒｒとし、素子電極２、３間に波高値２０Ｖの矩形波パルスを印加した。この処理により素子電流Ｉｆは徐々に増加し、約３０分でほぼ飽和した。さらに飽和後３０分活性化処理を継続した後終了した。この際、炭素を有する膜９が堆積し、第二の間隙５を形成した。
【００５１】
（７）以上のようにして作成した素子を３００℃２０時間の安定化工程を経たのち、１．０×１０−１０  Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で駆動したところ、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅ共に良好で安定な特性を示した。
【００５２】
（８）素子の電子放出部の断面を薄片化し、断面の構成をＴＥＭ分析法で観察したところ、電子放出部の凹部を囲むように５ｎｍ〜８０ｎｍの微粒子が観察され、その微粒子は格子間隔から、Ｐｄであることが確認された。
【００５３】
［実施例２］
（１）基体１として高歪み点ガラスを用い、その上にシリカ層６としてスパッタリング法でＳｉＯ２  を８００Å堆積し、さらにその上にＰｄをスパッタリング法で３０Å堆積したのち真空チャンバー中で５５０℃１０時間加熱した後取り出し、王水でＰｄを除去する。再び基体１上に一般的な真空形成技術、フォトリソグラフィー技術により、Ｐｔからなる素子電極２、３を形成した。  素子電極の間隔Ｌは１０μｍ、長さＷは６００μｍ、厚さｄは１０００Åとした。
【００５４】
（２）次に、有機パラジウム錯体溶液を、液滴付与装置として圧電素子を用いたインクジェット噴射装置を用いて、液滴の状態にして複数回素子電極２、３間に図１に示すように付与した。
【００５５】
（３）３５０℃で３０分の加熱処理を行ない、酸化パラジウム（ＰｄＯ）微粒子から成る微粒子膜を形成し、導電性薄膜４とした。
【００５６】
（４）次に一方の電極をマイナス側、反対側の電極をプラス側となすように電源に接続し微粒子膜に通電処理を行なった。この時の雰囲気は真空中でＨ２  ガスを２ＳＣＣＭ流して行なった。これにより第一の間隙１０が形成された。
【００５７】
（５）真空チャンバー中に素子を固定し、圧力を一旦１．３×１０−８Ｔｏｒｒとし、次いでチャンバー中にトリニトリルの蒸気を導入、圧力を１．０×１０−６Ｔｏｒｒとし、素子電極２、３間に波高値２０Ｖの矩形波パルスを印加した。この処理により素子電流Ｉｆは徐々に増加し、約３０分でほぼ飽和した。さらに飽和後３０分活性化処理を継続した後終了した。この際、炭素を有する膜９が堆積し、第二の間隙５を形成した。
【００５８】
（６）以上のようにして作成した素子を３００℃２０時間の安定化工程を経たのち、１．０×１０−１０  Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で駆動したところ、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅ共に良好で安定な特性を示した。
【００５９】
（７）素子の電子放出部の断面を薄片化し、断面の構成をＴＥＭ分析法で観察したところ、電子放出部の凹部を囲むように５ｎｍ〜８０ｎｍの微粒子が観察され、その微粒子は格子間隔から、Ｐｄであることが確認された。
【００６０】
［比較例］
（１）基体１として高歪み点ガラスを用い、その上にシリカ層としてスパッタリング法でＳｉＯ２  を８００Å堆積し、その上に一般的な真空形成技術、フォトリソグラフィー技術により、Ｐｔからなる素子電極２、３を形成した。素子電極の間隔Ｌは１０μｍ、長さＷは６００μｍ、厚さｄは１０００Åとした。
【００６１】
（２）次に、有機パラジウム錯体溶液を、液滴付与装置として圧電素子を用いたインクジェット噴射装置を用いて、液滴の状態にして複数回素子電極２、３間に図１に示すように付与した。
【００６２】
（３）３５０℃で３０分の加熱処理を行ない、酸化パラジウム（ＰｄＯ）微粒子から成る微粒子膜を形成し、導電性薄膜４とした。
【００６３】
（４）次に一方の電極をマイナス側、反対側の電極をプラス側となるように電源に接続し微粒子膜に通電処理を行なった。この時の雰囲気は真空中でＨ２  ガスを２ＳＣＣＭ流して行なった。これにより第一の間隙１０が形成された。
【００６４】
（５）真空チャンバー中に素子を固定し、圧力を一旦１．３×１０−８Ｔｏｒｒとし、次いでチャンバー中にトリニトリルの蒸気を導入、圧力を１．０×１０−６Ｔｏｒｒとし、素子電極２、３間に波高値２０Ｖの矩形波パルスを印加した。この処理により素子電流Ｉｆは徐々に増加し、約３０分でほぼ飽和したところで工程を終了した。この際、炭素を有する膜９が堆積し、第二の間隙５が形成された。
【００６５】
（６）以上のようにして作成した素子を３００℃２０時間の安定化工程を経たのち、１．０×１０−１０Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で駆動したところ、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅ共に不安定で、徐々に劣化した。また、複数素子で試みたところ、駆動時にリーク電流が発生し、そのため電子放出電流Ｉｅが著しく低減する場合がみられた。
【００６６】
（７）素子の電子放出部を中心とした微小な領域をＥＳＣＡ分析法（Ｘ線光電子分光法）で調べたところ、最表面にＮａの析出が認められ、また同素子の断面を薄片化し、断面の構成をＴＥＭ分析法で観察したところ、電子放出部の凹部を囲むような金属微粒子は観察されなかった。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コスト的に安価なガラス基板を用い、基体表面にＮａブロック層を設けるのみならず、貴金属、遷移金属を拡散浸入させる工程を設けることで、活性化処理後の素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが良好で安定な特性を有する電子放出素子を作成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子放出素子の一例を示す平面図及び断面図である。
【図２】金属拡散工程を設けた場合と、設けない場合の電子放出素子近傍のＳＩＭＳによるＮａ、Ｐｄの元素量プロファイルを示す図である。
【図３】従来の電子放出素子の構成を示す平面図である。
【符号の説明】１：基体、２，３：素子電極、４：導電性薄膜、５：第二の間隙、６：シリカを主成分とする層、７：金属微粒子、８：凹部、９：炭素を有する膜、１０：第一の間隙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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