(57)【要約】【課題】  安定した品質の表示が可能な電子放出素子、電子放出素子の製造方法、及び電気光学装置、並びに電子機器を提供する。【解決手段】  基板１１上に配線１８と、配線１７とを形成し、配線１８に接続する第１電極２４と、配線１７に接続する第２電極２５とを形成する。第１電極２４と第２電極２５との間に第１凸部１９を形成し、第１凸部１９の上に第２凸部２０を形成する。第１電極２４及び第２電極２５に接続するように第２凸部２０の上に導電性薄膜１４を形成し、導電性薄膜１４に電子放出部１３を形成する。そして、電子放出部１３が、配線１８または配線１７より高い位置に配置され、対向電極７３により近くなる。【選択図】      図１
2006236800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出部を有する電子放出素子であって、
基板上に形成された第１配線と、
前記基板上の前記第１配線と交差するように形成された第２配線と、
前記第１配線に接続する第１電極と、
前記第２配線に接続する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に形成された第１凸部と、
前記第１凸部の上に形成された第２凸部と、
前記第１電極及び前記第２電極に形成された導電膜と、
前記導電膜に形成された前記電子放出部と、を備え、
前記電子放出部が、前記第２凸部の上に配置されており、
前記電子放出部が、前記第１配線または前記第２配線より高い位置に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】
請求項１に記載の電子放出素子において、
前記第２凸部が、前記基板の表面に対して傾斜している傾斜面を少なくとも１つ以上備えていることを特徴とする電子放出素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子放出素子において、
前記第１配線と前記第１凸部とが、同一工程で形成されていることを特徴とする電子放出素子。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電子放出素子において、
前記第２配線と前記第２凸部とを覆うように絶縁膜が形成されており、
前記第２配線と前記第２凸部とが、同一工程で形成されていることを特徴とする電子放出素子。
【請求項５】
電子放出部を有する電子放出素子の形成方法であって、
基板上に第１配線を形成する工程と、
前記基板上の前記第１配線に交差する第２配線を形成する工程と、
前記第１配線に接続するように第１電極を形成する工程と、
前記第２配線に接続するように第２電極を形成する工程と、
前記第１電極と前記第２電極との間に第１凸部を形成する工程と、
前記第１凸部の上に第２凸部を形成する工程と、
前記第１電極及び前記第２電極に配置される導電膜を形成する工程と、
前記導電膜に前記電子放出部を形成する工程と、を備え、
前記電子放出部が、前記第２凸部の上に配置され、前記電子放出部が、前記第１配線または前記第２配線より高い位置に配置されていることを特徴とする電子放出素子の形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電子放出素子の形成方法において、
前記第２凸部を形成する工程では、
前記第２凸部が、前記基板の表面に対して傾斜している傾斜面を少なくとも１つ以上備えていることを特徴とする電子放出素子の形成方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の電子放出素子の形成方法において、
前記第１配線と前記第１凸部とを、同一工程で形成することを特徴とする電子放出素子の形成方法。
【請求項８】
請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載の電子放出素子の形成方法において、
前記第２配線と前記第２凸部とを覆うように絶縁膜が形成されており、
前記第２配線と前記第２凸部とを、同一工程で形成することを特徴とする電子放出素子の形成方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電子放出素子を備えていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子、電子放出素子の製造方法、及び電気光学装置、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイの大画面化が進んできており、その薄型化と低消費電力化とが、重要な技術課題となっている。そこで、これらの技術課題を解決することが可能なＳＥＤ（表面電界ディスプレイ：Ｓｕｒｆａｃｅ―ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ―ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ）に注目がそそがれている。このＳＥＤに採用されている表面伝導型電子放出素子は、カソード電極に画素と同じ数だけの複数の電子放出部が格子状に形成されていて、真空中において、この電子放出部から電子が放出されると、カソード電極に対向して配置されたアノード電極に形成された蛍光体に電子が衝突する。そして、電子が蛍光体に衝突したときに、この蛍光体が発光することによって、画素上に所定の色が出現する。基板上に複数の電子放出部を格子状に形成する方法として各種の方法が提案されていた。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されているように、電極間に凸部を形成し、インクジェット方式で凸部に導電膜の材料である液滴を滴下して電子放出部を形成していた。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この方法では凸部の曲率半径が大きいことにより、滴下された導電膜の材料である液滴が濡れ広がって固化するときに、導電膜の膜厚が厚く形成されることや、不均一に形成されることがあった。しかも、電子放出部が形成される凸部が配線の高さとほぼ同じ位置であったので、電子放出部が異常放電を生じやすかった。結果的に、良好な電子放出特性を有する品質の安定した電子放出部を形成することが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、安定した品質の表示が可能な電子放出素子、電子放出素子の製造方法、及び電気光学装置、並びに電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子放出素子は、電子放出部を有する電子放出素子であって、基板上に形成された第１配線と、前記基板上の前記第１配線と交差するように形成された第２配線と、前記第１配線に接続する第１電極と、前記第２配線に接続する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に形成された第１凸部と、前記第１凸部の上に形成された第２凸部と、前記第１電極及び前記第２電極に形成された導電膜と、前記導電膜に形成された前記電子放出部と、を備え、前記電子放出部が、前記第２凸部の上に配置されており、前記電子放出部が、前記第１配線または前記第２配線より高い位置に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、第１凸部と第２凸部とが重なっていて、第２凸部に電子放出部が形成されている。そして、第１配線および第２配線より高さが高い位置に電子放出部が配置されているから、アノードにより近くなり、電子放出部から放出される電子がアノードに飛びやすくなるので、異常放電のしにくい電子放出部ができる。
【０００９】
本発明の電子放出素子は、前記第２凸部が、前記基板の表面に対して傾斜している傾斜面を少なくとも１つ以上備えていることが望ましい。
【００１０】
この発明によれば、導電膜の材料である液滴が濡れ広がるときに、第２凸部に滴下された液滴が傾斜面に沿って流れていくから、液滴が第２凸部の頂上部分に溜まりにくくなるので、頂上部分に薄膜ができやすくなる。しかも、頂上部分の面積が、底辺部分に比べて狭いから、溜まった液滴の極率半径が小さくなり、導電膜の膜厚がほぼ均一に形成される。膜厚が薄く、しかも、均一になることで、ナノギャップを有する電子放出部を形成しやすくなり、良好な電子放出特性を有する品質の安定した電子放出素子ができる。
【００１１】
本発明の電子放出素子は、前記第１配線と前記第１凸部とが、同一工程で形成されていることが望ましい。
【００１２】
この発明によれば、第１配線と第１凸部とを一括形成できるから、同じ材料が使用できる。
【００１３】
本発明の電子放出素子は、前記第２配線と前記第２凸部とを覆うように絶縁膜が形成されており、前記第２配線と前記第２凸部とが、同一工程で形成されていることが望ましい。
【００１４】
この発明によれば、第２配線と第２凸部とを一括形成できるから、同じ材料が使用できる。
【００１５】
本発明の電子放出素子の形成方法は、電子放出部を有する電子放出素子の形成方法であって、基板上に第１配線を形成する工程と、前記基板上の前記第１配線に交差する第２配線を形成する工程と、前記第１配線に接続するように第１電極を形成する工程と、前記第２配線に接続するように第２電極を形成する工程と、前記第１電極と前記第２電極との間に第１凸部を形成する工程と、前記第１凸部の上に第２凸部を形成する工程と、前記第１電極及び前記第２電極に配置される導電膜を形成する工程と、前記導電膜に前記電子放出部を形成する工程と、を備え、前記電子放出部が、前記第２凸部の上に配置され、前記電子放出部が、前記第１配線または前記第２配線より高い位置に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、第１凸部と第２凸部とが重なっていて、第２凸部に電子放出部が形成されている。そして、第１配線および第２配線より高さが高い位置に電子放出部が配置されているから、アノードにより近くなり、電子放出部から放出される電子がアノードに飛びやすくなるので、異常放電のしにくい電子放出部が提供できる。
【００１７】
本発明の電子放出素子の形成方法は、前記第２凸部を形成する工程では、前記第２凸部が、前記基板の表面に対して傾斜している傾斜面を少なくとも１つ以上備えていることが望ましい。
【００１８】
この発明によれば、導電膜の材料である液滴が濡れ広がるときに、第２凸部に滴下された液滴が傾斜面に沿って流れていくから、液滴が第２凸部の頂上部分に溜まりにくくなるので、頂上部分に薄膜ができやすくなる。しかも、頂上部分の面積が、底辺部分に比べて狭いから、溜まった液滴の極率半径が小さくなり、導電膜の膜厚がほぼ均一に形成される。膜厚が薄く、しかも、均一になることで、ナノギャップを有する電子放出部を形成しやすくなり、良好な電子放出特性を有する品質の安定した電子放出素子を提供できる。
【００１９】
本発明の電子放出素子の形成方法は、前記第１配線と前記第１凸部とを、同一工程で形成することが望ましい。
【００２０】
この発明によれば、第１配線と第１凸部とを一括で形成できるので、工程が簡略化され、効率的である。
【００２１】
本発明の電子放出素子の形成方法は、前記第２配線と前記第２凸部とを覆うように絶縁膜が形成されており、前記第２配線と前記第２凸部とを、同一工程で形成することが望ましい。
【００２２】
この発明によれば、第２配線と第２凸部とを一括で形成できるので、工程が簡略化され、効率的である。
【００２３】
本発明の電気光学装置は、前述の電子放出素子を備えていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、品質の安定した電子放出素子を備えているので、安定した品質の電気光学装置を提供できる。
【００２５】
本発明の電子機器は、前述の電気光学装置を備えていることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、安定した品質の電気光学装置を有しているので、安定した品質の電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の電子放出素子、電子放出素子の製造方法、及び電気光学装置、並びに電子機器について実施形態を挙げ、添付図面に沿って詳細に説明する。
【００２８】
（実施形態）
（電子放出素子の構成）
本発明の実施形態の要部について詳細に説明する。図１（ａ）は、本実施形態の電子放出素子の概略斜視図である。同図（ｂ）は、図１（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面構造を示す概略断面図である。
【００２９】
基板１１は、電気的に絶縁性を有するもので、例えば石英ガラス、Ｎａなどの不純物含有量を減少させたガラスである。
【００３０】
図１（ａ）に示すように、基板１１上には、Ｙ方向に伸長する第１配線としての配線１８が形成されている。配線１８と交差するように、Ｘ方向に伸長する第２配線としての配線１７が形成されている。そして、配線１８と基板１１とを覆うようにバリア膜１５が形成されている。バリア膜１５の上に配線１７が形成されていて、さらに、配線１７とバリア膜１５とを覆うように絶縁膜１６が形成されている。
【００３１】
配線１８に接続するように第１電極２４が形成されていて、バリア膜１５と絶縁膜１６とにＹコンタクトホール２２が形成されており、配線１８と第１電極２４とがＹコンタクトホール２２を介して電気的に接続できる。同様に、配線１７に接続するように第２電極２５が形成されていて、絶縁膜１６にＸコンタクトホール２３が形成されており、配線１７と第２電極２５とがＸコンタクトホール２３を介して電気的に接続できる。
【００３２】
第１電極２４および第２電極２５には導電膜としての導電性薄膜１４が形成されている。そして、これら第１電極２４と第２電極２５との間に形成された電子放出部１３を含む電子放出素子１０が、形成されている。
【００３３】
図１（ｂ）に示すように、基板１１の上に第１凸部１９、バリア膜１５、第２凸部２０、絶縁膜１６、導電性薄膜１４の順で積層しており、ナノギャップを有する電子放出部１３が、導電性薄膜１４に形成されている。なお、第１凸部１９の上に第２凸部２０が配置されていて、第２凸部には傾斜面２０ａを２つ備えている。第１電極２４と第２電極２５とが、絶縁膜１６の上に形成されていて、第１電極２４と第２電極２５とが、導電性薄膜１４と接続している。
（電子放出素子の形成方法）
【００３４】
次に、本実施形態の電子放出素子の形成方法について説明する。図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ｅ）〜（ｈ）は、本実施形態に係る電子放出素子の形成方法の手順を示す模式図である。図４は、電子放出素子の製造工程を示すフローチャートである。
【００３５】
図２、図３に示すように、電子放出素子の概略製造工程は、Ｙ方向配線としての配線１８と第１凸部１９とを形成する工程と、バリア膜１５を形成する工程と、Ｘ方向配線としての配線１７と第２凸部２０とを形成する工程と、絶縁膜１６を形成する工程と、Ｙコンタクトホール２２とＸコンタクトホール２３とを形成する工程と、第１電極２４と第２電極２５とを形成する工程と、導電性薄膜１４を形成する工程と、電子放出部１３を形成する工程と、に大別できる。以下、各工程について詳細に説明する。
【００３６】
基板１１を、洗剤、純水および有機溶剤などを用いて十分に洗浄して、基板１１上に付着している汚染物を除去する前処理を施す。その後、図４のステップＳ１１では、基板１１上に図示しないマスクを置いて、真空蒸着法又はスパッタリング法などの薄膜形成方法によって、図２（ａ）に示すように、配線１８と第１凸部１９とを一括形成する。
【００３７】
配線１８および第１凸部１９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。例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属或いは合金、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ2、Ｐｄ−Ａｇなどの金属或は金属酸化物とガラスなどから構成される印刷導体、Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2などの透明導電体、ポリシリコンなどの半導体材料などから適宜選択することができる。配線１８と第１凸部１９との幅は１０μｍから３００μｍの範囲である。ここでは、幅を１００μｍとした。第１凸部１９のＹ方向の長さは１００μｍから５００μｍの範囲である。ここでは、長さを３００μｍとした。そして、第１凸部１９の断面形状は、台形形状とした。また、好ましい配線１８と第１凸部１９との膜厚は、１０ｎｍから３μｍの範囲である。ここでは、膜厚を１μｍとした。
【００３８】
次に、図４のステップＳ１２では、図２（ｂ）に示すように、配線１８と第１凸部１９と基板１１とを覆うように第１絶縁膜としてのバリア膜１５を形成する。バリア膜１５を形成する方法は、真空蒸着法又はスパッタリング法などの薄膜形成方法による。液滴吐出法でもよい。
【００３９】
バリア膜１５の材料としては、半導体プロセスなどで使用される材料を用いることができる。例えば、ＳｉＯ2や、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3などを使用することができる。ここではＳｉＯ2を選択した。好ましいバリア膜１５の膜厚は、１００ｎｍから１μｍの範囲であり、ここでは５００ｎｍとした。
【００４０】
次に、図４のステップＳ１３では、図２（ｃ）に示すように、バリア膜１５の上にＸ方向配線としての配線１７と第２凸部２０とを形成する。第２凸部２０は、第１凸部１９の上に配置する。なお、配線１７と第２凸部２０との形成方法は、前述の配線１８および第１凸部１９の形成方法と同じ薄膜形成方法であり、材料、幅、膜厚なども、前述の配線１８および第１凸部１９と同じである。第２凸部２０の幅は１０μｍから３００μｍの範囲である。ここでは、幅を３０μｍとした。第２凸部２０のＹ方向の長さは１５０μｍから４５０μｍの範囲である。ここでは、長さを２００μｍとした。そして、第２凸部２０の断面形状は、台形形状とした。第２凸部２０の左右には傾斜面２０ａを有し、頂上には頂上部分２０ｂ、底辺には底辺部分２０ｃが形成されている。
【００４１】
次に、図４のステップＳ１４では、図２（ｄ）に示すように、バリア膜１５と配線１７と第２凸部２０とを覆うように第２絶縁膜としての絶縁膜１６を形成する。絶縁膜１６を形成する方法は、真空蒸着法又はスパッタリング法などの薄膜形成方法による。
【００４２】
絶縁膜１６の材料としては、ＳｉＯ2や、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3などを使用することができる。ここではＳｉ3Ｎ4を選択した。好ましい絶縁膜１６の膜厚は、１００ｎｍから１μｍの範囲であり、ここでは５００ｎｍとした。そして、第１凸部１９、第２凸部２０、バリア膜１５、絶縁層１６とが積層しており、電子放出部１３が配置される高さＨとなり、配線１８の膜厚が高さＨ１となり、配線１７と絶縁層１５とが積層した膜厚が高さＨ２となる。高さＨは、高さＨ１または高さＨ２の約２倍となる。
【００４３】
次に、図４のステップＳ１５では、図３（ｅ）に示すように、配線１８と第１電極２４とが電気的に接続できるように、Ｙコンタクトホール２２を形成する。Ｙコンタクトホール２２は、バリア膜１５と絶縁膜１６とをエッチングして形成できる。同様に、配線１７と第２電極２５とが電気的に接続できるようにＸコンタクトホール２３を形成する。Ｘコンタクトホール２３は、絶縁膜１６をエッチングして形成できる。
【００４４】
エッチングの方法は、ドライエッチング法やウエットエッチング法などの手法が採用できる。なお、これらＹコンタクトホール２２、Ｘコンタクトホール２３は、マスク（図示省略）を置けば、所望の形状を任意の位置に形成できる。ここではＹコンタクトホール２２、Ｘコンタクトホール２３それぞれの大きさを、縦が約３０μｍで、横が約３０μｍの矩形とした。
【００４５】
次に、図４のステップＳ１６では、図３（ｆ）に示すように、配線１８と電気的に接続できるように第１電極２４を形成する。同様に、配線１７と電気的に接続できるように第２電極２５を形成する。これら第１電極２４と第２電極２５との形成方法は、前述の配線１７および配線１８の形成方法と同じ薄膜形成方法であり、材料、幅および膜厚も同じである。
【００４６】
次に、図４のステップＳ１７では、図３（ｇ）に示すように、液滴吐出方法により、液滴Ｌを滴下する。その後、液滴Ｌを乾燥して薄膜化することや、乾燥後必要に応じて更に焼成（加熱処理）することによって、第１電極２４と第２電極２５と接続する導電膜としての導電性薄膜１４を形成する。
【００４７】
導電性薄膜１４を形成するための液滴Ｌは、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液からなるものである。本実施の形態では、導電性微粒子として、例えば、金、銀、銅、鉄、クロム、マンガン、モリブデン、チタン、パラジウム、タングステン及びニッケルのうちのいずれかを含有する金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。これらの導電性微粒子は、分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の粒径は１ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍより大きいと、後述する液滴吐出ヘッドの吐出ノズルに目詰まりが生じるおそれがある。また、１ｎｍより小さいと、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。
【００４８】
分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
【００４９】
上記導電性微粒子の分散液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、配線パターン用機能液の組成物の吐出ノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えると吐出ノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出制御が困難になる。表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。
【００５０】
上記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いて液体材料を液滴Ｌとして吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合には吐出ノズル周辺部が配線パターン用機能液の流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、流動抵抗が高くなり円滑な液滴Ｌの吐出が困難となる。
【００５１】
液滴Ｌを滴下するための液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式等が挙げられる。ここで、帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御して吐出ノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ2程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進して吐出ノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散して吐出ノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。
【００５２】
また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、吐出ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液体材料の一滴の量は例えば１〜３００ナノグラムである。
【００５３】
滴下された液滴Ｌは、分散媒の除去及び膜厚確保のため、必要に応じて乾燥処理をする。乾燥方法は、例えば基板１１を加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では１００Ｗ以上１０００Ｗ以下の範囲で十分である。
【００５４】
液滴Ｌ吐出後の乾燥膜は、導電性を得るために熱処理を行い、有機分を除去し金属粒子を残留させる必要があるため、液滴Ｌ吐出後の基板１１には熱処理及び光処理が施される。
【００５５】
熱処理及び光処理は通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中、または水素などの還元雰囲気中で行うこともできる。熱処理及び光処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。本実施形態では、吐出された液滴Ｌに対して、大気中クリーンオーブンにて２８０〜３００℃で３００分間の焼成が行われる。なお、例えば、有機銀化合物の有機分を除去するには、約２００℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上２５０℃以下で行うことが好ましい。以上により乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保され、導電性薄膜１４に変換される。
【００５６】
次に、図４のステップＳ１８では、図３（ｈ）に示すように、ナノギャップを有する電子放出部１３を形成する。電子放出部１３を形成するための通電フォーミング処理について簡単に説明する。
【００５７】
図５は、通電フォーミング処理の電圧波形の例を示す図である。同図において、横軸が時間であり、縦軸が電圧を示す。通電フォーミングの電圧波形は、パルス波形が好ましい。なお、この通電フォーミング処理は、特許文献の特開２００２−３１３２２０に開示されている。
【００５８】
図５（ａ）は、パルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加する手法である。
【００５９】
図５（ｂ）は、パルス波高値を増加させながら、電圧パルスを印加する手法である。
【００６０】
前述のいずれかの方法で、導電性薄膜１４を通電フォーミング処理することで、電子放出部１３を形成できる。
（電気光学装置の構成）
【００６１】
図６は、電気光学装置の概略構成を示した図であり、同図（ａ）は、図６（ｂ）中のＣ−Ｃ線に沿った断面構造を示す概略断面図であり、同図（ｂ）は、概略平面図である。
【００６２】
図６（ａ）に示すように、電気光学装置７０は、電子放出素子１０が配列された基板１１と、基板１１に対向する表示基板７１とを備えている。基板１１と表示基板７１とが、図示しない外枠部材を介して一定間隔に保たれ、これら基板１１と表示基板７１との間には、空間部７２を備え、この空間部７２は、１０-7Ｔｏｒｒ（ニュートン/ｍ2）程度の真空状態に封止されている。基板１１上に、配線１７と配線１８とが形成されている。配線１８に形成された第１電極２４と配線１７に形成された第２電極２５との間にナノギャップを有する電子放出部１３が形成され、電子放出素子１０を構成している。電子放出部１３は、第１凸部１９、バリア膜１５、第２凸部２０、絶縁膜１６とが重なった上に配置されている。そして、電子放出部１３の配置される高さＨは、配線１８の高さＨ１や、バリア膜１５と配線１７とが積層した高さＨ２より高い。高さＨは、高さＨ１または高さＨ２の約２倍となる。より対向電極７３に近くなる。
【００６３】
表示基板７１は、対向電極７３と蛍光膜７４と遮光膜７５とを備えている。遮光膜７５は、画素を区画するように電子放出素子１０の配列に合わせて形成されており、画素間におけるクロストークや蛍光膜７４による外光反射を低減する役割を果たす。材料としては、黒鉛など、導電性および遮光性のある材料が用いられる。蛍光膜７４は、蛍光体を含んでおり、電子放出素子１０からの放出電子の衝突によって蛍光体が発光することで、画素を点灯させる役割を果たす。基板１１に配列された電子放出素子１０は、ナノギャップを有する電子放出部１３を備えている。そして、ナノギャップを有する電子放出部１３が、蛍光膜７４と対向する位置に配置されている。
【００６４】
ここで、電気光学装置７０がカラー表示タイプの場合には、蛍光膜７４は、画素ごとに三原色に対応する蛍光体で分けられて形成される。対向電極７３には加速電圧（例えば、１０ｋＶ程度）が印加され、蛍光膜７４の蛍光体を励起させるのに十分なエネルギーを与えるために、放出電子を加速する役割を果たす。対向電極７３には、例えば、ＩＴＯ等の透明性導電体が用いられる。
【００６５】
図６（ｂ）に示すように、基板１１上には、配線１７と配線１８とが交差するように形成されている。配線１７から延出して形成された第２電極２５と、配線１８から延出して形成された第１電極２４とによって各画素に対応する電子放出素子１０が配設された、いわゆる単純マトリクス型の素子配列を備えている。配線１７には、電子放出素子１０を１行（図のＸ軸方向の並び）ずつ順次駆動してゆくための走査信号が印加され、配線１８には、走査信号により選択された行の電子放出素子１０の電子放出を制御するための階調信号が印加されて、画素単位での電子放出が制御される。
【００６６】
電気光学装置７０の構成は以上のようであって、配線１７に印加する走査信号と配線１８に印加する階調信号とを制御して、電子放出素子１０から電子を放出させ、対向電極７３で加速された放出電子が蛍光膜７４に衝突することで、画素が点灯し、所望の画像が表示される。
【００６７】
以上のような実施形態では、次のような効果が得られる。
【００６８】
（１）第１凸部１９と第２凸部２０とが重なっていて、第２凸部２０の上に形成された導電性薄膜１４に電子放出部１３が形成されている。電子放出部１３が、配線１８および配線１７より高い位置に配置されているから、より対向電極７３に近くなり、電子放出部１３から放出される電子が対向電極７３に飛びやすくなるので、異常放電のしにくい電子放出部１３ができる。したがって、より安定した品質の電子放出素子１０を提供できる。
（２）導電膜性薄膜１４を形成するための液滴Ｌが、第２凸部２０に滴下され、傾斜面２０ａに沿って流れていくから、液滴Ｌが頂上部分２０ｂに溜まりにくくなるので、頂上部分２０ｂに薄膜ができやすくなる。しかも、頂上部分２０ｂの面積が、底辺部分２０ｃに比べて狭いから、溜まった液滴Ｌの極率半径が小さくなり、導電膜性薄膜１４の膜厚がほぼ均一に形成される。膜厚が薄く、しかも、均一になることで、ナノギャップを有する電子放出部１３を形成しやすくなり、良好な電子放出特性を有する品質の安定した電子放出素子１０ができる。
（３）配線１８と第１凸部１９とを同一工程で、一括形成できる。さらに、配線１７と第２凸部２０とを同一工程で、一括形成できるので、工程が簡略化され、効率的である。
（４）より安定した品質の電子放出素子１０ができるので、安定した品質の電気光学装置７０を提供できる。
（電子機器）
【００６９】
次に、本発明に係る電気光学装置７０を備えた電子機器について説明する。
【００７０】
図７及び図８は、電子機器の一例を示す概略斜視図である。
【００７１】
図７を参照して、本実施形態に係る電子機器の具体例を説明する。
【００７２】
図７に示すように、電子機器としての携帯型情報処理装置７００は、キーボード７０１と、情報処理本体７０３と、電気光学装置７０を含む電気光学表示装置７０２と、を備えている。このような携帯型情報処理装置７００のより具体的な例は、パーソナルコンピュータなどである。この携帯型情報処理装置７００は、安定した品質の電子放出素子１０を有するので、安定した表示ができる。
【００７３】
次に、図８を参照して、本実施形態に係る電子機器の具体例を説明する。
【００７４】
図８に示すように、電子機器としての電子ビーム露光装置８００は、露光部８５０に、電子銃８１０を備えている。さらに、この電子銃８１０に、安定した品質の電子放出素子１０を備えている。そして、この電子ビーム露光装置８００は、前述の安定した品質の電子放出素子１０を備えた電子銃８１０を搭載しているので、微細なパターンが要求されるようなナノメータレベルの高精度な描画ができる。
【００７５】
また、電子放出素子１０を備える電子機器の別の例としては、電子の波動性を利用して、固体より放出する電子ビームの本数、放出方向、電子密度分布、輝度を制御することを特徴とするコヒーレント電子源および前記コヒーレント電子源を適用した、コヒーレント電子ビーム収束装置、電子線ホログラフィー装置、単色化型電子銃、電子顕微鏡、多数本コヒーレント電子ビーム作成装置、電子写真プリンタの描画装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
【００７６】
以上、好ましい実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含み、本発明の目的を達成できる範囲で、他のいずれの具体的な構造及び形状に設定できる。
【００７７】
（変形例１）前述の実施形態で、第２凸部２０を形成する工程では、第２凸部２０の断面を台形形状にして傾斜面２０ａを形成したが、これに限らない。例えば、第２凸部２０を矩形状にして、傾斜面２０ａをなくしてもよい。このようにしても、ナノギャップを有する電子放出部１３が形成できるので、実施形態と同様の効果が得られる。
【００７８】
（変形例２）前述の実施形態で、第２凸部２０を形成する工程では、第２凸部２０の断面を台形形状にして傾斜面２０ａを２箇所形成したが、これに限らない。例えば、片側１箇所のみでもよい。このようにしても、傾斜面２０ａが１箇所あれば、液滴Ｌが傾斜面２０ａに沿って流れるから、ナノギャップを有する電子放出部１３が形成できるので、実施形態と同様の効果が得られる。
【００７９】
（変形例３）前述の実施形態で、導電膜としての導電性薄膜１４を形成する工程では、液滴吐出法により形成したが、これに限らない。例えば、真空蒸着法又はスパッタリング法などの薄膜形成方法で形成してもよい。このようにしても、導電性薄膜１４が形成されるから、ナノギャップを有する電子放出部１３が形成できるので、実施形態と同様の効果が得られる。
【００８０】
（変形例４）前述の実施形態で、配線１８と第１凸部１９とを一括形成する工程、および、配線１７と第２凸部２０とを一括形成する工程では、同じ材料を使用したが、これに限らない。例えば、第１凸部１９や第２凸部２０を形成する材料を変更して、ＳｉＯ2や、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3などの絶縁材料を使用してもよい。このようにしても、第２凸部２０の上にナノギャップを有する電子放出部１３が形成できるので、実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】（ａ）は、実施形態の電子放出素子の概略斜視図。（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面構造を示す概略断面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、電子放出素子の製造工程を示す模式図。
【図３】（ｅ）〜（ｈ）は、電子放出素子の製造工程を示す模式図。
【図４】電子放出素子の製造工程を示すフローチャート。
【図５】通電フォーミングの電圧波形の例を示す図であり、（ａ）は、パルス波高値を定電圧にした図であり、（ｂ）は、パルス波高値を増加した図。
【図６】電気光学装置の概略構成を示した図であり、（ａ）は、概略断面図。（ｂ）は、概略平面図。
【図７】電子機器としての携帯型情報処理装置を示す概略斜視図。
【図８】電子機器としての電子ビーム露光装置を示す概略斜視図。
【符号の説明】
【００８２】
１０…電子放出素子、１１…基板、１３…ナノギャップを有する電子放出部、１４…導電膜としての導電性薄膜、１５…第１絶縁膜としてのバリア膜、１６…第２絶縁膜としての絶縁膜、１７…第２配線としての配線、１８…第１配線としての配線、１９…第１凸部、２０…第２凸部、２０ａ…傾斜面、２０ｂ…頂上部分、２０ｃ…底辺部分、２２…Ｙコンタクトホール、２３…Ｘコンタクトホール、２４…第１電極、２５…第２電極、７０…電気光学装置としての表示装置、７１…表示基板、７２…空間部、７３…対向電極、７４…蛍光膜、７５…遮光膜、７００…電子機器としての携帯型情報処理装置、８００…電子機器としての電子ビーム露光装置、Ｈ（Ｈ１、Ｈ２）…高さ、Ｌ…液滴、Ｘ…Ｘ方向、Ｙ…Ｙ方向。
【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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