(57)【要約】【課題】  安定した電子放出特性を有すると共に、安定した位置で電子放出部が形成された電子放出素子および電子放出素子の製造方法、この電子放出素子を用いた画像表示装置および電子機器を提供すること。【解決手段】  電子放出素子１０は、基板としての素子基板１上に所定の間隔Ｌ1で対向配置された一対の電極としての素子電極２，３と、素子電極２，３の間で円弧面状の壁面６ａが対向するように配置された一対の隔壁部６，６と、隔壁部６，６の間において素子電極２，３に跨るように配置された導電性薄膜４と、隔壁部６に挟まれた導電性薄膜４の狭小な領域に形成された電子放出部５とを備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に所定の間隔で対向配置された一対の電極と、
前記電極の間において、前記電極の対向方向と異なる方向に所定の間隔で対向配置された壁面をそれぞれに有すると共に、一方の壁面の一部が他方の壁面に近づくように設けられた絶縁性の一対の隔壁部と、
前記電極に跨ると共に、前記一対の隔壁部の間に配置された導電性薄膜と、
前記隔壁部に挟まれた前記導電性薄膜の狭小な領域に形成された電子放出部とを備え、
前記狭小な領域は、前記一対の電極の対向方向と直交する方向の前記電極の幅よりも狭いことを特徴とする電子放出素子。
【請求項２】
前記隔壁部は、円弧面状の壁面を有しており、前記円弧面状の壁面が互いに対向して前記導電性薄膜の前記狭小な領域が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子。
【請求項３】
基板上に所定の間隔で対向するように一対の電極を形成する電極形成工程と、
前記電極の間において、前記電極の対向方向と異なる方向に所定の間隔で対向配置された壁面をそれぞれに有すると共に、一方の壁面の一部が他方の壁面に近づいた狭小な領域が、前記一対の電極の対向方向と直交する方向の前記電極の幅よりも狭くなるように、絶縁性の一対の隔壁部を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁部に挟まれた領域に前記電極に跨るように導電性薄膜を形成する薄膜形成工程と、
前記電極の間を通電して前記導電性薄膜に電子放出部を形成する電子放出部形成工程とを備えたことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項４】
前記隔壁形成工程では、絶縁性の隔壁形成材料を含む機能液を前記電極の間に付与して前記壁面が所定の間隔で対向するように前記一対の隔壁部を形成することを特徴とする請求項３に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項５】
前記薄膜形成工程では、導電性薄膜形成材料を含む機能液を前記一対の隔壁部の間に付与して前記導電性薄膜を形成することを特徴とする請求項３または４に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項６】
前記隔壁形成工程では、少なくとも表面が撥液性を有するように前記一対の隔壁部を形成することを特徴とする請求項５に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項７】
前記薄膜形成工程は、前記導電性薄膜形成材料を含む機能液が付与される領域を親液性とする親液処理工程を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１または２に記載の電子放出素子と、前記電子放出素子から放出される電子を受けて発光する蛍光体とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
電子放出素子と、前記電子放出素子から放出される電子を受けて発光する蛍光体とを備えた画像表示装置の製造方法であって、
前記電子放出素子を請求項３ないし７のいずれか一項に記載の電子放出素子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の画像表示装置を搭載した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、液滴吐出法により形成された電子放出素子および電子放出素子の製造方法、画像表示装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子放出素子としては大別して熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子の２種類が知られている。冷陰極電子放出素子には電界放出型、表面伝導型電子放出素子等がある。
【０００３】
この表面伝導型電子放出素子の製造方法の一例として、まず基板上の対向する電極間に凸部を形成し、この凸部を覆うようにして電極間に導電性薄膜形成材料を含む溶液の液滴をインクジェト方式で付与して導電性薄膜を形成する。また他の例は液滴が付与される領域の周縁部に位置するように、基板および／または電極に凹部を形成してから電極間に導電性薄膜形成材料を含む溶液の液滴をインクジェト方式で付与して導電性薄膜を形成する。そして電極間を通電することにより導電性薄膜を局部的に破壊、変形もしくは変質せしめ（通電フォーミングという）、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部を形成する方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
この製造方法を用いて製造された表面伝導型電子放出素子の例を図１０、図１１に示す。図１０は基板８１上の対向する電極８２，８３間に凸部８６を設けた前記一例の電子放出素子８０を示すものであり、図１１は電極９２，９３に凹部９６を設けた前記他の例の電子放出素子９０を示すものである。
【０００５】
この製造方法は、図１０に示すように凸部８６上の導電性薄膜８４の膜厚が周囲よりやや薄くなり、この部分で膜厚が厚すぎて電子放出が起こりにくくなることを防ぐものである。また図１１に示すように凹部９６に導電性薄膜形成材料を含む溶液が流れ込み、液滴の中央付近で膜厚が過剰に厚くなることを防ぐものである。すなわち導電性薄膜８４，９４の膜厚をより均一にして通電フォーミングにより電子放出部８５，９５を形成しようとするものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１２３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の電子放出素子の製造方法では、インクジェット方式で導電性薄膜形成材料を含む溶液の液滴を付与した場合、液滴の形状はその表面張力や付与される基板の濡れ性によって決定され、断面形状は円弧状となってしまう。また、その後の乾燥条件によってもその形状は左右される。したがって、導電性薄膜が不均一であることに起因する電子放出特性のバラツキが生じると共に、通電フォーミングによって一定の方向に位置精度よく電子放出部を形成することが困難である。
【０００８】
また、上記従来の製造方法で製造された電子放出素子を複数配列し、電子放出素子ごとに対向する蛍光体を配置して画像表示装置を製造した場合、個々の電子放出部の形成位置のムラによって蛍光体側の発光ムラが発生するという課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を考慮してなされたものであり、安定した電子放出特性を有すると共に、安定した位置で電子放出部が形成された電子放出素子および電子放出素子の製造方法、この電子放出素子を用いた画像表示装置および電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電子放出素子は、基板上に所定の間隔で対向配置された一対の電極と、電極の間において、電極の対向方向と異なる方向に所定の間隔で対向配置された壁面をそれぞれに有すると共に、一方の壁面の一部が他方の壁面に近づくように設けられた絶縁性の一対の隔壁部と、電極に跨ると共に、一対の隔壁部の間に配置された導電性薄膜と、隔壁部に挟まれた導電性薄膜の狭小な領域に形成された電子放出部とを備え、狭小な領域は、一対の電極の対向方向と直交する方向の電極の幅よりも狭いことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、基板上に所定の間隔で対向配置された電極を跨ぐ導電性薄膜は、壁面が所定の間隔で対向配置された一対の隔壁部の間に配置され、隔壁部の一方の壁面の一部が他方の壁面に近づいた狭小な領域を有している。通電フォーミングにより形成される電子放出部の位置は、通電する際の電極間の抵抗に依存する。電極間の抵抗は、電極に跨る部分の導電性薄膜の膜厚が一定ならば、隔壁部に挟まれた導電性薄膜の狭小な領域の幅によって決定される。導電性薄膜の狭小な領域は、電極の対向方向と直交する方向の電極の幅よりも狭い。したがって、導電性薄膜の狭小な領域がもっとも高抵抗な領域となる。また隔壁部に挟まれた領域に導電性薄膜を形成することにより、隔壁部の壁面が対向する方向における導電性薄膜の膜厚を均一に形成することができる。そして、通電フォーミング時に隔壁部の壁面が対向する方向において電子放出部が全面に形成され、リーク電流を発生することがない。電子放出部は、この狭小な領域に形成されているため、導電性薄膜が不均一であることに起因する電子放出特性のバラツキを低減すると共に、導電性薄膜の狭小な領域に対応して、安定した位置で電子放出部が形成された電子放出素子を提供することができる。
【００１２】
上記隔壁部は、円弧面状の壁面を有しており、円弧面状の壁面が互いに対向して導電性薄膜の狭小な領域を形成していることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、導電性薄膜は円弧面状の壁面を有した隔壁部の間に配置され、一方の壁面が他方の壁面に近づいた狭小な領域を有しているため、この狭小な領域は、電極の対向方向と直交する方向における導電性薄膜の他の部位の幅に対してもっとも狭くなる。したがって、より安定した位置に電子放出部が形成された電子放出素子を提供することができる。
【００１４】
本発明の電子放出素子の製造方法は、基板上に所定の間隔で対向するように一対の電極を形成する電極形成工程と、電極の間において、電極の対向方向と異なる方向に所定の間隔で対向配置された壁面をそれぞれに有すると共に、一方の壁面の一部が他方の壁面に近づいた狭小な領域が、一対の電極の対向方向と直交する方向の電極の幅よりも狭くなるように、絶縁性の一対の隔壁部を形成する隔壁形成工程と、隔壁部に挟まれた領域に電極に跨るように導電性薄膜を形成する薄膜形成工程と、電極の間を通電して導電性薄膜に電子放出部を形成する電子放出部形成工程とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、隔壁形成工程では、電極形成工程で形成された電極の間において、電極の対向方向と異なる方向に所定の間隔で対向配置された壁面をそれぞれに有すると共に、一方の壁面の一部が他方の壁面に近づいた狭小な領域が、一対の電極の対向方向と直交する方向の電極の幅よりも狭くなるように、絶縁性の一対の隔壁部を形成する。そして薄膜形成工程では、隔壁部に挟まれた領域に電極に跨るように導電性薄膜が形成される。したがって、隔壁部に挟まれた狭小な領域において、導電性薄膜の膜厚を均一にすることができると共に、導電性薄膜の抵抗を高抵抗とすることができる。そして、電子放出部形成工程で電極の間を通電することにより、導電性薄膜の膜厚が他の部位に比べて均一で高抵抗な狭小な領域を破壊、変形もしくは変質せしめた電子放出部を形成することができる。すなわち、電子放出部が形成される部位の導電性薄膜の膜厚が均一で、安定した電子放出特性を有すると共に、導電性薄膜に安定した位置で電子放出部が形成された電子放出素子を製造することができる。
【００１６】
上記隔壁形成工程では、絶縁性の隔壁形成材料を含む機能液を電極の間に付与して壁面が所定の間隔で対向するように一対の隔壁部を形成することが好ましい。
【００１７】
この方法によれば、絶縁性の隔壁形成材料を含む機能液を電極の間に付与して壁面が所定の間隔で対向するように一対の隔壁部を形成する。したがって、フォトリソグラフィ方式で隔壁部を形成する場合に比べて、機能液が表面張力により略円形状に着弾して盛り上がり隔壁部が形成されるため、円弧面状の壁面を有する隔壁部を容易に形成することができる。
【００１８】
また上記薄膜形成工程では、導電性薄膜形成材料を含む機能液を一対の隔壁部の間に付与して導電性薄膜を形成することが好ましい。
【００１９】
この方法によれば、薄膜形成工程では、導電性薄膜形成材料を含む機能液を一対の隔壁部の間に付与して導電性薄膜を形成するため、蒸着法やスパッタ法等の真空を用いる方法で導電性薄膜を形成する場合に比べて、より簡便な方法で導電性薄膜を形成することができる。また隔壁形成材料を含む機能液を基板上に付与する隔壁部形成工程と組み合わせれば、機能液を吐出する装置を用いて隔壁部形成工程から薄膜形成工程まで連続して加工が可能となり、効率的に電子放出素子を製造することができる。
【００２０】
また上記隔壁形成工程では、少なくとも表面が撥液性を有するように隔壁部を形成することが好ましい。
【００２１】
この方法によれば、少なくとも表面が撥液性を有するように隔壁部が形成されるため、後に薄膜形成工程で導電性薄膜形成材料を含む機能液を、電極を跨ぐように隔壁部の間に付与した際に、隔壁部の表面に掛かって着弾した機能液は、撥液性を有する表面にはじかれて隔壁部の間に収容され、無駄なく効率的に導電性薄膜を形成することができる。
【００２２】
また上記薄膜形成工程は、導電性薄膜形成材料を含む機能液が付与される領域を親液性とする親液処理工程を含むことを特徴とする。
【００２３】
この方法によれば、親液処理工程により導電性薄膜形成材料を含む機能液が付与される領域が親液性を有するよう処理されるため、基板上の親液処理面に機能液を行き渡らせ、より塗布ムラの少ない均一な導電性薄膜を形成することができる。
【００２４】
本発明の画像表示装置は、上記発明の電子放出素子と、電子放出素子から放出される電子を受けて発光する蛍光体とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、安定した電子放出特性を有すると共に、導電性薄膜に安定した位置で電子放出部が形成された電子放出素子を備えている。したがって、電子放出部と蛍光体との平面位置関係が不安定なことに起因する発光ムラ等の表示不具合の少ない、高い表示品質を有する画像表示装置を提供することができる。
【００２６】
本発明の画像表示装置の製造方法は、電子放出素子と、電子放出素子から放出される電子を受けて発光する蛍光体とを備えた画像表示装置の製造方法であって、電子放出素子を上記発明の電子放出素子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
【００２７】
この方法によれば、電子放出素子は、上記発明の電子放出素子の製造方法を用いて製造されるため、安定した電子放出特性を有すると共に、導電性薄膜に安定した位置で電子放出部が形成された電子放出素子を備えた画像表示装置を製造することができる。ゆえに、電子放出部と蛍光体との平面位置関係が不安定なことに起因する発光ムラ等の表示不具合の少ない、高い表示品質を有する画像表示装置を製造することができる。
【００２８】
本発明の電子機器は、上記発明の画像表示装置を搭載したことを特徴とする。これによれば、上記発明の画像表示装置を搭載しているため、発光ムラ等の表示不具合の少ない、高い表示品質で入出力される情報を確認することができる電子機器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】
【００２９】
（電子放出素子の構成）
まず本発明の一実施形態である電子放出素子について図面を基に説明する。尚、本実施形態の電子放出素子は、表面伝導型電子放出素子であって、電子放出部が形成される導電性薄膜が、導電性薄膜材料を含む機能液を基板上に付与して形成されたものを例に説明する。
【００３０】
図１は、電子放出素子の構造を示す概略図である。詳しくは同図（ａ）は概略平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線で切った概略断面図である。
【００３１】
図１（ａ）に示すように本実施形態の電子放出素子１０は、素子基板１の上に所定の間隔Ｌ1で対向配置された一対の電極としての素子電極２，３と、素子電極２，３の間に対向配置された平面視で略円形状の絶縁性の一対の隔壁部６，６と、素子電極２，３に跨ると共に、隔壁部６，６の間に配置された導電性薄膜４と、導電性薄膜４において隔壁部６に挟まれた狭小な領域に形成された電子放出部５とを備えている。尚、図１（ａ）において導電性薄膜４と隔壁部６とを区別するためにハッチングを施している。
【００３２】
素子基板１としては、透明なガラス基板またはセラミック等からなる絶縁性の基板を用いることができる。
【００３３】
素子電極２，３としては、Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｒ等の金属およびこれらの合金や、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide；インジウム錫酸化物）等の透明導電材料を用いることができる。膜厚は、およそ数百ｎｍから数μｍである。
【００３４】
導電性薄膜４としては、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｒｕ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｇ，Ａｕ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属や、ＰｄＯ，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ3等の酸化物、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，ＹＢ4，ＧｄＢ4等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、およびカーボン等の材料を用いることができる。膜厚は、およそ数１０-1ｎｍから数百ｎｍである。
【００３５】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように隔壁部６は、素子基板１に盛り上がるように形成されており、円弧面状の壁面６ａを有している。また導電性薄膜４は、上記のような導電性薄膜材料を含む機能液を素子電極２，３に跨ると共に、隔壁部６の間に付与して形成される。機能液は素子基板１の表面において、隔壁部に挟まれた領域内に濡れ広がり、乾燥・焼成後に比較的均一な膜厚を有する導電性薄膜４が形成される。隔壁部６の円弧面状の壁面６ａが互いに近づいた導電性薄膜４の狭小な領域の幅Ｌ3は、一対の素子電極２，３の対向方向と直交する方向の素子電極２，３の幅Ｌ2よりも狭くなっている。よって導電性薄膜４は、素子電極２，３間において、この狭小な領域が高抵抗な状態となる。したがって、通電フォーミングにより導電性薄膜４の狭小な領域に対応した位置で電子放出部５が形成される。通電フォーミングの方法については後述する。
【００３６】
絶縁性の隔壁部６としては、含フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂等の有機化合物を隔壁形成材料として用いることができる。隔壁部６の形成方法の詳細については後述する。
【００３７】
（電子放出素子の製造方法）
次に本発明の一実施形態である電子放出素子の製造方法について図２〜図５に基づいて詳しく説明する。図２は電子放出素子の製造方法を示すフローチャート、図３は液滴吐出ヘッドの構造を示す概略斜視図、図４（ａ）〜（ｄ）および図５（ｅ）〜（ｈ）は図２のフローチャートに対応した電子放出素子の製造方法を示す概略断面図あるいは概略平面図である。
【００３８】
図２に示すように本実施形態の電子放出素子１０の製造方法は、素子基板１上に所定の間隔で対向するように電極としての素子電極２，３を形成する電極形成工程と、素子電極２，３の間において、素子電極２，３の対向方向と異なる方向に所定の間隔で対向配置された壁面をそれぞれに有すると共に、一方の壁面の一部が他方の壁面に近づくように絶縁性の隔壁部６を形成する隔壁形成工程と、素子基板１の表面を親液性を有するように処理する親液処理工程と、隔壁部６に挟まれた領域に素子電極２，３に跨るように導電性薄膜４を形成する薄膜形成工程とを備えている。また素子電極２，３の間を通電して導電性薄膜４に電子放出部５を形成する電子放出部形成工程としての通電フォーミング工程を備えている。尚、隔壁部形成工程および薄膜形成工程は、素子基板１上の機能液を乾燥・焼成して膜化する工程を含むものである。
【００３９】
図２のステップＳ１は電極形成工程である。ステップＳ１では、図４（ａ）に示すように素子基板１上に所定の間隔Ｌ1で対向するように素子電極２，３を形成する。この場合の形成方法としては、上記した材料を用い真空蒸着法やスパッタ法で、素子基板１の表面に膜を形成してフォトリソグラフィでパターニングする方法、あるいは上記した材料をペースト状にして印刷法でパターニングした後に、焼成する方法が挙げられる。そしてステップＳ２へ進む。
【００４０】
ステップＳ２は隔壁形成工程である。ステップＳ２では、図４（ｂ）に示すように素子基板１上に、上記した隔壁形成材料を含む機能液４０を液滴として付与して、素子電極２，３の間において素子電極２，３の対向方向と直交する方向に所定の間隔で機能液４０の液滴を対向配置させる。この場合、機能液４０が付与される所定の間隔は、次のステップＳ３で乾燥・焼成されてできあがる隔壁部６の壁面６ａが対向する間隔Ｌ3（図１参照）が、素子電極２，３の幅Ｌ2（図１参照）よりも狭くなるように設定されている。そしてステップＳ３へ進む。尚、機能液４０を液滴として付与する方法としては、機能液４０を液滴として吐出可能な液滴吐出ヘッド７と、この液滴吐出ヘッド７を素子基板１に対向させるように、液滴吐出ヘッド７および／または素子基板１を移動可能な走査機構を備えた液滴吐出装置（図示省略）を用いる。
【００４１】
図３に示すように液滴吐出ヘッド７は、液滴が吐出される複数のノズル３１を有するノズルプレート３０と、複数のノズル３１がそれぞれ連通するキャビティ３４を有するキャビティプレート３２と、複数のキャビティ３４に対応する振動子３８を有する振動板３７とが順に積層され接合された構造となっている。
【００４２】
キャビティプレート３２は、隔壁３３で仕切られた複数のキャビティ３４を有すると共に、このキャビティ３４に流路３５を通じて繋がるリザーバ３６を有している。
【００４３】
機能液４０は、図示しない供給機構から配管を通じて供給され、振動板３７に設けられた供給孔３９を通じてリザーバ３６に貯留された後に、流路３５を通じて各キャビティ３４に充填される。
【００４４】
振動子３８は例えば圧電素子（ピエゾ素子）であり、外部から駆動電圧が印加されることにより接合された振動板３７を振動させる。これにより隔壁３３で仕切られたキャビティ３４の体積が変動して、キャビティ３４に充填された機能液４０を加圧することにより、ノズル３１から機能液４０を液滴として吐出できる構造となっている。
【００４５】
ステップＳ３は付与された機能液４０を乾燥・焼成する工程である。ステップＳ３では、図４（ｃ）に示すように対向配置された機能液４０を図示しない加熱装置で加熱し、乾燥・焼成して一対の隔壁部６，６を形成する。乾燥・焼成方法としては、液滴吐出装置の例えばランプアニール等のヒータを用いて、機能液４０が付与された素子基板１を加熱してもよい。また機能液４０が付与された素子基板１を乾燥炉に投入して乾燥・焼成してもよい。このようにしてできた隔壁部６は、円弧面状の壁面６ａを有し、隔壁形成材料として含フッ素系樹脂あるいはポリイミド系樹脂材料を用いているため、焼成後の表面は撥液性を有する。そしてステップＳ４へ進む。
【００４６】
ステップＳ４は親液処理工程である。ステップＳ４では、図４（ｄ）に示すように素子基板１を図示しないプラズマ処理装置に投入して、処理ガスとして酸素（Ｏ2）を導入し素子基板１の表面をＯ2プラズマ処理する。これにより素子基板１の表面が活性化され親液性が付与される。この場合、Ｏ2プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーを５０〜１０００Ｗ、酸素ガス流量を５０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する素子基板１の相対移動速度を０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度を７０〜９０℃に制御される。このようにすれば隔壁部６の表面の撥液性を失うことなく処理することが可能である。またより簡便な親液処理の方法としては、素子基板１の表面に紫外線を照射してもよい。そしてステップＳ５へ進む。
【００４７】
ステップＳ５は薄膜形成工程である。ステップＳ４では、図５（ｅ）に示すようにステップＳ２と同様にして、液滴吐出ヘッド７から上記した導電性薄膜材料を含む機能液５０を液滴として、隔壁部６で挟まれた領域に素子電極２，３に跨るように付与する。着弾した機能液５０は、ステップＳ４で素子基板１の表面が親液性を付与されているため、素子基板１の表面に濡れ広がる。また隔壁部６の表面は撥液性を有しているため、隔壁部６の表面に掛かった機能液５０は、はじかれて隔壁部６に挟まれた領域に収容される。このようにすれば、機能液５０が無駄なく隔壁部６に挟まれた領域に収容される。そしてステップＳ６へ進む。
【００４８】
ステップＳ６は、付与された機能液５０を乾燥・焼成する工程である。ステップＳ６では、図５（ｆ）に示すようにステップＳ３と同様にして、隔壁部６に挟まれた領域に付与された機能液５０を、乾燥・焼成して薄膜化し導電性薄膜４を形成する。そしてステップＳ７へ進む。
【００４９】
ステップＳ７は導電性薄膜４に電子放出部５を形成する電子放出部形成工程としての通電フォーミング工程である。ステップＳ７では、図５（ｇ）に示すように素子電極２，３の間を通電する。通電の方法としては、例えば１０-5Ｔｏｒｒ（１０-5Ｎ／ｍ2）程度の真空雰囲気下で所定の波高値の三角パルス波を一定の間隔で数秒から数十分間、素子電極２，３間に印加する。このようにすれば、導電性薄膜４は、隔壁部６に挟まれた狭小な領域で高抵抗となっているため、この狭小な領域を通電によって局所的に破壊、変形もしくは変質させることができ、図５（ｈ）に示すように構造が変化した電子放出部５が形成される。尚、通電の方法は、導電性薄膜４の材質、膜厚等により波形や波高を変えて印加してもよい。また通電フォーミング後に、電子放出素子１０上に新たな炭素または炭素化合物を堆積させることにより素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを安定化させるため、公知の活性化処理および安定化処理を真空雰囲気下で行ってもよい。
【００５０】
以上の製造工程により、素子電極２，３に跨ると共に、隔壁部６に挟まれた導電性薄膜４の狭小な領域に形成された電子放出部５を有する電子放出素子１０を製造することができる。
【００５１】
（画像表示装置および画像表示装置の製造方法）
次に本発明の一実施形態である画像表示装置および画像表示装置の製造方法について図６に基づいて説明する。図６（ａ）は画像表示装置の主要部構造を示す概略断面図、図６（ｂ）は素子基板上における電子放出素子の配列を示す概略平面図である。
【００５２】
図６（ａ）に示すように画像表示装置２０は、電子放出素子１０が配列された素子基板１と、素子基板１に対向する表示基板２１とを備えている。
【００５３】
図６（ｂ）に示すように素子基板１には、第１信号線１３と第２信号線１４とがマトリクス状に配線されている。第１信号線１３には前述の素子電極２に対応する第１素子電極１１が突出して設けられ、第２信号線１４には前述の素子電極３に対応する第２素子電極１２が突出して設けられた電子放出素子１０が画素単位で配設されている。よって素子基板１はいわゆる単純マトリクス型の素子配列を備えている。
【００５４】
第１信号線１３と第２信号線１４とが交差する部位には、絶縁体で形成された層間絶縁膜１５が配置され絶縁されている。第１信号線１３と第２信号線１４とには、それぞれ異なる信号が印加される。すなわち、第１信号線１３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、第２信号線１４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。
【００５５】
このような電子放出素子１０を備えた素子基板１の製造方法は、前述の電子放出素子１０の製造方法を用いて行われる。まず素子基板１上に配列させる電子放出素子１０の位置に対応して、第１素子電極１１を含む第１信号線１３を、上記した材料を用い真空蒸着法やスパッタ法で素子基板１の表面に膜を形成して、フォトリソグラフィでパターニングする方法、あるいは上記した材料をペースト状にして、印刷法でパターニングした後に焼成する方法によって形成する。次に第２信号線１４が第１信号線１３と交差する位置に層間絶縁膜１５を形成する。
【００５６】
層間絶縁膜１５の形成方法としては、絶縁材料を含む機能液を液滴として第１信号線１３に付与し、乾燥・焼成して層間絶縁膜を形成する液滴吐出法が好ましい。このようにすれば、絶縁材料の無駄を省いて所定の位置に層間絶縁膜１５を形成することができる。尚、絶縁材料をペースト状にして印刷法で所定の位置に印刷し乾燥・焼成して形成してもよい。
【００５７】
次に第１素子電極１１と第２素子電極１２とが所定の間隔で対向するように、第２素子電極１２を含む第２信号線１４を形成する。第２信号線１４の形成方法は第１信号線１３の場合と同様である。そして第１素子電極１１と第２素子電極１２との間において、両素子電極１１，１２の対向方向と直交する方向に所定の間隔で対向するように、隔壁形成材料を含む機能液４０を液滴として付与して乾燥・焼成し、一対の隔壁部６，６を形成する。続いて導電性薄膜形成材料を含む機能液５０を液滴として第１素子電極１１と第２素子電極１２とに跨ると共に、隔壁部６，６の間に付与して乾燥・焼成し導電性薄膜４を形成する。さらに前述した通電フォーミング工程に基づいて、第１信号線１３と第２信号線１４との間を通電することにより、導電性薄膜４の隔壁部６に挟まれた狭小な領域に電子放出部５を形成する。このようにして電子放出部５の周囲の導電性薄膜４の膜厚がより均一で、電子放出部５が安定した位置で形成された電子放出素子１０がマトリクス状に配置された素子基板１ができあがる。
【００５８】
表示基板２１は、対向電極２３と、蛍光体２４と、遮光膜２５とを備えている。対向電極２３には加速電圧（例えば、１０ｋＶ程度）が印加され、蛍光体２４を励起させる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２３は、例えばＩＴＯ等の透明性導電体を膜付けして形成される。
【００５９】
遮光膜２５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体２４からの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。遮光膜２５の形成方法は、フォトリソグラフィ法、印刷法、液滴吐出法を用いることができる。
【００６０】
蛍光体２４は、電子放出素子１０からの放出電子の衝突によって励起され発光することで、画素を点灯させる役割を果たす。画像表示装置２０がカラー表示タイプの場合には、蛍光体２４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。蛍光体２４の形成方法としては、蛍光体形成材料を含む機能液を、遮光膜２５で区切られた画素領域に吐出して乾燥させる液滴吐出法を採用すれば、蛍光体形成材料の無駄を省いて蛍光体２４を形成することができる。
【００６１】
画像表示装置２０は、電子放出素子１０を備えた素子基板１と蛍光体２４を備えた表示基板２１とが、図示しない外枠部材を介して一定間隔に保持され、両基板１，２１間の空間２２が１０-7Ｔｏｒｒ（１０-7Ｎ／ｍ2）程度の真空状態に封止されている。また真空度を維持させるために、空間２２に対する面に図示しないガス吸着膜を蒸着により形成する場合もある。
【００６２】
上述の構成において、第１信号線１３に印加される走査信号と第２信号線１４に印加され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２３で加速された放出電子が蛍光体２４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。この画像表示装置２０は、先に説明した電子放出素子１０を備えているので、電子放出部５の周囲の導電性薄膜４の膜厚がより均一で、電子放出部５と蛍光体２４との平面位置関係が安定している。したがって、安定した電子放出特性を有すると共に、電子放出部５と蛍光体２４との平面位置関係が不安定なことに起因する発光ムラ等が少ない、高い表示品質の画像表示が可能である。
【００６３】
（電子機器）
次に、本発明の一実施形態である電子機器について図７に基づいて説明する。図７は、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である。
【００６４】
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１００は、キーボード１０１と、情報処理本体１０３と、表示部１０２と、を備えている。この携帯型情報処理装置１００の表示部１０２には、先に説明した電子放出素子１０を備えた画像表示装置２０が搭載されている。このような携帯型情報処理装置１００のより具体的な例は、ワープロ、パソコンである。
【００６５】
また、電子放出素子１０を備えた電子機器の別の例としては、電子放出素子１０をコヒーレント電子源として使用する様々な機器、例えば、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、電子ビーム露光装置、電子写真プリンタの描画装置などがある。
【００６６】
本実施形態の効果は、以下のとおりである。
【００６７】
（１）本実施形態の電子放出素子１０は、円弧面状の壁面６ａを有する隔壁部６に挟まれた導電性薄膜４のもっとも狭小な領域に電子放出部５が形成されている。したがって、隔壁部６がない状態で液滴吐出法により導電性薄膜４を形成する場合に比べて、導電性薄膜４の周縁部の膜厚にバラツキが生じにくく、この狭小な領域の膜厚バラツキを小さくすることができる。また狭小な領域の幅Ｌ3は、素子電極２，３の幅Ｌ2よりも狭いため、通電フォーミングの際に、この狭小な領域がもっとも高抵抗となり、電子放出部５は導電性薄膜４の狭小な領域に対応した位置に形成される。ゆえに導電性薄膜４が不均一であることに起因する電子放出特性のバラツキを低減して、安定した電子放出特性を有すると共に、導電性薄膜４の狭小な領域に対応して、安定した位置で電子放出部５が形成された電子放出素子１０を提供することができる。
【００６８】
（２）本実施形態の電子放出素子１０の製造方法において、隔壁部６に挟まれた領域に素子電極２，３に跨るように形成された導電性薄膜４は、素子電極２，３に跨る方向と直交する方向の幅が、隔壁部６に挟まれた部分でもっとも狭小となり、この狭小な領域において導電性薄膜４の膜厚がより均一で高抵抗な状態となる。したがって、通電フォーミング工程で素子電極２，３の間に通電することにより、導電性薄膜４の膜厚が他の部位に比べて均一で高抵抗な狭小な領域を破壊、変形もしくは変質せしめた電子放出部５を容易に形成することができる。すなわち、電子放出部５が形成される部位の導電性薄膜４の膜厚が均一で、安定した電子放出特性を有すると共に、導電性薄膜４の狭小な領域に対応して、安定した位置で電子放出部５が形成された電子放出素子１０を製造することができる。
【００６９】
（３）電子放出素子１０の製造方法において、薄膜形成工程では、導電性薄膜形成材料を含む機能液５０の液滴を、液滴吐出ヘッド７から素子電極２，３の間に付与して導電性薄膜４を形成するため、蒸着法やスパッタ法等の真空を用いる方法で導電性薄膜４を形成する場合に比べて、より簡便な方法で導電性薄膜４を形成することができる。また隔壁形成材料を含む機能液４０を液滴として液滴吐出ヘッド７から付与し、隔壁部６を形成する方法と組み合わせることにより、液滴吐出装置を用いて隔壁形成工程から薄膜形成工程まで連続して加工が可能となり、効率的かつ安価に電子放出素子１０を製造することができる。
【００７０】
（４）電子放出素子１０の製造方法において、隔壁形成工程では、隔壁形成材料として含フッ素系樹脂、あるいはポリイミド系樹脂を含む機能液４０を用い、乾燥・焼成後の隔壁部６の表面が撥液性を有するように形成している。したがって、薄膜形成工程で導電性薄膜材料を含む機能液５０が隔壁部６に掛かっても、隔壁部６は機能液５０をはじいて隔壁部６で挟まれた領域に効率よく収容させることができる。すなわち機能液５０の無駄を省くことができる。また隔壁部６に付着するように機能液５０を着弾させても、隔壁部６で挟まれた領域に機能液５０を収容し狭小な領域を作ることができる。
【００７１】
（５）電子放出素子１０の製造方法において、ステップＳ４の親液処理工程では、素子基板１の表面をＯ2プラズマ処理して親液性を付与するため、次工程で着弾する機能液５０を素子基板１上に濡れ広げて塗布ムラを低減することができる。すなわち塗布ムラによる乾燥・焼成後の導電性薄膜４の膜厚ムラを低減することができる。
【００７２】
（６）本実施形態の画像表示装置２０は、上記の電子放出素子１０を備えているため、電子放出部５が形成される部位の導電性薄膜４の膜厚がより均一で、安定した電子放出特性を有すると共に、電子放出部５と蛍光体２４との平面位置関係が不安定なことに起因する発光ムラ等が少ない、高い表示品質の画像を表示することができる画像表示装置２０を提供することができる。
【００７３】
（７）本実施形態の画像表示装置２０の製造方法において、電子放出素子１０は、上記電子放出素子１０の製造方法を用いているため、電子放出部５が形成される部位の導電性薄膜４の膜厚がより均一で、安定した電子放出特性を有すると共に、導電性薄膜４の狭小な領域に対応して、安定した位置で電子放出部５が形成された電子放出素子１０を備えた画像表示装置２０を製造することができる。ゆえにこの電子放出素子１０から放出された電子により蛍光体２４は安定して発光し、電子放出部５と蛍光体２４との平面位置関係が不安定なことに起因する発光ムラ等の表示不具合の少ない、高い表示品質を有する画像表示装置２０を製造することができる。
【００７４】
（８）本実施形態の電子機器としての携帯型情報処理装置１００は、表示部１０２に上記画像表示装置２０を搭載しているため、発光ムラ等が少ない高い表示品質で入出される画像等の情報を表示して確認できる携帯型情報処理装置１００を提供することができる。
【００７５】
本実施形態以外の変形例は以下のとおりである。
（変形例１）電子放出素子１０およびその製造方法において、隔壁部６を形成する位置は、素子電極２，３の対向方向に対して直交する方向に限定されない。図８は変形例の電子放出素子の構造を示す概略平面図である。例えば図８に示すように変形例の電子放出素子６０は、素子基板６１上に所定の間隔Ｌ1で対向する素子電極６２，６３を配置して、液滴吐出ヘッド７から隔壁形成材料を含む機能液４０の液滴を、素子電極２，３の間で斜め方向に対向するように付与して隔壁部６６，６７を形成する。そして薄膜形成工程で隔壁部６６の壁面６６ａと隔壁部６７の壁面６７ａとに挟まれた領域に、狭小な領域を有する導電性薄膜４を形成する。さらに通電フォーミング工程で素子電極６２，６３の間を通電すれば、素子電極６２，６３の対向方向に対して斜め方向に傾斜した電子放出部６５を形成することができる。これによれば、電子が放出される方向を考慮して電子放出部６５の形成位置を調整することができる。尚、この場合も、狭小な領域の幅Ｌ3は、素子電極６２，６３の幅Ｌ2よりも狭い。
【００７６】
（変形例２）電子放出素子１０およびその製造方法において、狭小な領域を有した導電性薄膜４の形状および形成方法は、これに限定されない。図９は変形例の電子放出素子を示す概略平面図である。図９に示すように変形例の電子放出素子７０は、素子基板７１上に所定の間隔Ｌ1で対向する素子電極７２，７３を配置する。そして感光性ポリイミド系樹脂を素子基板７１上にコーティングして樹脂膜を形成し、これをマスキングして露光し現像することによって、素子電極２，３間に所定の間隔で対向配置された、くさび状の隔壁部７６，７７を形成する。このようにすれば、液滴吐出法で隔壁部６を形成する場合に比べて工程は複雑になるが、所望の形状で位置精度よく、隔壁部７６の壁面７６ａと隔壁部７７の壁面７７ａとに挟まれた狭小な領域を形成すると共に、この狭小な領域に電子放出部７５を形成することができる。尚、この場合も、狭小な領域の幅Ｌ3は、素子電極７２，７３の幅Ｌ2よりも狭い。
【００７７】
（変形例３）電子放出素子１０およびその製造方法において、隔壁形成材料は含フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂等の有機化合物に限定されない。例えばＳｉＯ2（酸化珪素）等の無機化合物を用いてもよい。この場合、無機化合物は、微粒子として機能液中に分散させて含有させる。そして、この機能液を乾燥・焼成してできあがった隔壁部の表面に撥液性を持たせる方法としては、該隔壁部以外の基板表面をレジスト等で覆って常圧または真空中でプラズマ処理する方法が挙げられる。処理ガスとしては、例えば４フッ化メタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロデカン等のフルオロカーボン系ガスを用いることができる。このようにすれば隔壁部の表面に撥液性のフッ化重合膜を形成することができる。
【００７８】
（変形例４）隔壁部６は、導電性薄膜４の狭小な領域に電子放出部５を形成する前、あるいは後に除去してもよい。例えば隔壁部６が含フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂からなる場合、この樹脂を溶解するアルカリ系の溶液に浸漬して除去する方法、ドライエッチング法を用いてエッチングする方法が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】（ａ）は電子放出素子の構造を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切った電子放出素子の概略断面図。
【図２】電子放出素子の製造方法を示すフローチャート。
【図３】液滴吐出ヘッドの構造を示す概略斜視図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）はフローチャートに対応した電子放出素子の製造方法を示す概略図。
【図５】（ｅ）〜（ｈ）はフローチャートに対応した電子放出素子の製造方法を示す概略図。
【図６】（ａ）は画像表示装置の主要部構造を示す概略断面図、（ｂ）は素子基板上における電子放出素子の配列を示す概略平面図。
【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】変形例の電子放出素子を示す概略平面図。
【図９】変形例の電子放出素子を示す概略平面図。
【図１０】（ａ）は一例の電子放出素子を示す概略平面図、（ｂ）は一例の電子放出素子を示す概略断面図。
【図１１】（ａ）は他の例の電子放出素子を示す概略平面図、（ｂ）は他の例の電子放出素子を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００８０】
１，６１，７１…基板としての素子基板、２，３，６２，６３，７２，７３…電極としての素子電極、４，６４，７４…導電性薄膜、５，６５，７５…電子放出部、６，６６，６７，７６，７７…隔壁部、６ａ，６６ａ，６７ａ，７６ａ，７７ａ…壁面、１０，６０，７０…電子放出素子、１１…電極としての第１素子電極、１２…電極としての第２素子電極、２０…画像表示装置、２４…蛍光体、４０，５０…機能液、１００…電子機器としての携帯型情報処理装置、Ｌ1…対向配置された一対の電極の所定の間隔、Ｌ2…一対の電極の対向方向と直交する方向の電極の幅、Ｌ3…狭小な領域の幅。
【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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