(57)【要約】【課題】  精度良く形成された電子放出部を備える電子放出素子および電子放出素子の製造方法、並びに電子放出素子を備える電気光学装置、電子機器を提供すること。【解決手段】  電子放出素子１０は、エッジ部２２を有する絶縁構造体２０と、絶縁構造体２０上に形成された導電膜１２と、導電膜１２と電気的に接続された第１素子電極１４および第２素子電極１５とを備えている。導電膜１２は、エッジ部２２によって屈曲しており、このように局所的に屈曲した箇所は一種の構造的な特異点となるので、研磨や通電フォーミングにより、意図的な欠陥形成を施すことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成され、少なくとも表面が絶縁性を示すと共にエッジ部を有する絶縁構造体と、
前記エッジ部の少なくとも一部と重なるように、前記絶縁構造体上に形成された導電膜と、を備え、
前記導電膜における前記エッジ部と重なる箇所に電子放出部が形成されていることを特徴とする電子放出素子。
【請求項２】
前記絶縁構造体は、前記基板面に平行な断面が前記基板面に略垂直な方向に向かって連続的に線状に収束する形状を有していて、当該線状部分が前記エッジ部となっ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】
前記絶縁構造体は、前記基板面に対してほぼ直立する柱状構造を有し、当該柱状構造の稜の部分が前記エッジ部となっ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４】
前記絶縁構造体は、熱による体積変化が前記導電膜とは異なることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電子放出素子。
【請求項５】
前記絶縁構造体は、当該絶縁構造体の外形をなす母体部と、前記母体部の表面に形成された絶縁被膜部と、を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電子放出素子。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電子放出素子を備える電気光学装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電子放出素子を備える電子機器。
【請求項８】
導電膜に形成された電子放出部から電子を放出する電子放出素子の製造方法であって、
基板上に、少なくとも表面が絶縁性を示すと共にエッジ部を有する絶縁構造体を形成する絶縁構造体形成工程と、
前記エッジ部の少なくとも一部と重なるように、前記絶縁構造体の表面上に前記導電膜を形成する導電膜形成工程と、
前記導電膜における前記エッジ部と重なる箇所に前記電子放出部を形成する電子放出部形成工程と、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９】
前記導電膜形成工程は、導電性材料を含む機能液を前記絶縁構造体上にパターン化して配置する機能液配置工程と、
前記パターン化された機能液を固化させて前記導電膜を形成する成膜工程と、を有す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】
前記絶縁構造体が前記基板面に対してほぼ直立する柱状構造を有し、当該柱状構造の稜の部分が前記エッジ部となっている場合における請求項９に記載の電子放出素子の製造方法であって、
前記成膜工程は、前記基板の基板面を水平方向に対して傾けた状態でなされることを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項１１】
前記電子放出部形成工程は、前記導電膜を研磨することでなされることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１２】
前記電子放出部形成工程は、前記絶縁構造体を膨張ないし収縮させることでなされることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の電子放出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子および電子放出素子の製造方法、並びに電子放出素子を備える電気光学装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子放出素子として、熱電子放出型のものと冷陰極電子放出型のものが知られている。そして、冷陰極電子放出型の電子放出素子として、電界によって電子を放出させる電界放出型のものや、電極に電流を流して電極表面の伝導帯から電子を放出させる表面伝導型のものが知られている。
このうち表面伝導型の電子放出素子としては、導電性薄膜（導電膜）に通電フォーミングによって電子放出部が形成されたものが知られている。通電フォーミングにより、導電性薄膜には局所的に破壊された狭小な欠陥（ナノギャップ）が形成され、この状態で導電性薄膜に電流を流すと、この欠陥から真空準位の電子が漏れ出す性質を利用して、電子放出部とするものである（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９６６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、導電性薄膜における電子放出部の形成には通電フォーミングが一般的に利用されるが、形成される電子放出部（欠陥）の位置や範囲を厳密に制御することは、重要な技術課題の一つである。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、精度良く形成された電子放出部を備える電子放出素子および電子放出素子の製造方法、並びに電子放出素子を備える電気光学装置、電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子放出素子は、基板上に形成され、少なくとも表面が絶縁性を示すと共にエッジ部を有する絶縁構造体と、前記エッジ部の少なくとも一部と重なるように、前記絶縁構造体上に形成された導電膜と、を備え、前記導電膜における前記エッジ部と重なる箇所に電子放出部が形成されていることを特徴とする。
この発明の電子放出素子は、絶縁構造体のエッジ部により導電膜が屈曲した構成となっている。このように局所的に屈曲した箇所は一種の構造的な特異点となるので、研磨や通電フォーミングにより、意図的な欠陥形成を施しやすい。かくして、エッジ部と導電膜の位置関係やエッジ部の形状等により電子放出部の位置や形状が精度良く制御される。
【０００７】
また、前記電子放出素子において、前記絶縁構造体は、前記基板面に平行な断面が前記基板面に略垂直な方向に向かって連続的に線状に収束する形状を有していて、当該線状部分が前記エッジ部となっていることを特徴とする。
この発明の電子放出素子によれば、エッジ部を挟む導電膜の形成面が基板面に対して極端に傾くことがないので、導電膜の形成や電子放出部の形成を容易に行うことができる。
【０００８】
また、前記電子放出素子において、前記絶縁構造体は、前記基板面に対してほぼ直立する柱状構造を有し、当該柱状構造の稜の部分が前記エッジ部となっていることを特徴とする。
この発明の電子放出素子によれば、絶縁構造体が柱状構造のため、その形成が簡単である。
【０００９】
また、前記電子放出素子において、前記絶縁構造体は、熱による体積変化が前記導電膜とは異なることを特徴とする。
この発明の電子放出素子によれば、絶縁構造体の熱膨張ないし熱収縮により、導電膜におけるエッジ部と重なる領域に応力を集中して発生させることができる。かくして、欠陥（電子放出部）を簡単に形成することができる。
【００１０】
また、前記電子放出素子において、前記絶縁構造体は、当該絶縁構造体の外形をなす母体部と、前記母体部の表面に形成された絶縁被膜部と、を備えることを特徴とする。
この発明の電子放出素子によれば、絶縁構造体の外形をなす母体部の材料（母体材料）について、電気的特性が制限されることがないので、材料選択や形成手法の自由度に優れている。
【００１１】
本発明の電気光学装置は、前記電子放出素子を備えることを特徴とする。
この発明の電気光学装置は、表示部の画素に対応して形成された電子放出素子を備え、例えば、陽極に塗布された蛍光体に放出電子が当たって表示がなされる。電子放出素子は絶縁構造体により位置や形状が精度良く制御されて形成された電子放出部を有しているので、放出電子の照射精度に優れ、精細な画像表示が可能である。
【００１２】
本発明の電子機器は、前記電子放出素子を備えることを特徴とする。
この発明の電子機器における電子放出素子は、絶縁構造体により位置や形状が精度良く制御されて形成された電子放出部を有しているので、放出電子の照射精度に優れており、電子機器として優れた性能を発揮する。
【００１３】
本発明は、導電膜に形成された電子放出部から電子を放出する電子放出素子の製造方法であって、基板上に、少なくとも表面が絶縁性を示すと共にエッジ部を有する絶縁構造体を形成する絶縁構造体形成工程と、前記エッジ部の少なくとも一部と重なるように、前記絶縁構造体の表面上に前記導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記導電膜における前記エッジ部と重なる箇所に前記電子放出部を形成する電子放出部形成工程と、を有することを特徴とする。
この発明の電子放出素子の製造方法によれば、絶縁構造体のエッジ部により導電膜に意図的な欠陥形成を施しやすい。かくして、エッジ部と導電膜の位置関係やエッジ部の形状等により電子放出部の位置や形状を精度良く制御することができる。
【００１４】
また、前記電子放出素子の製造方法において、前記導電膜形成工程は、導電性材料を含む機能液を前記絶縁構造体上にパターン化して配置する機能液配置工程と、前記パターン化された機能液を固化させて前記導電膜を形成する成膜工程と、を有することを特徴とする。
ここで、機能液配置工程は、例えば、いわゆる液滴吐出法やディップコート法等で行うことができ、成膜工程は、例えば、乾燥や焼成等で行うことができる。
この発明の電子放出素子の製造方法によれば、機能液配置工程においてエッジ部が一種の濡れ広がりの特異点として作用し、局所的に膜厚の薄い導電膜を形成することができる。かくして、このような膜厚の薄い箇所に欠陥形成を施すことで、電子放出部を精度良く形成することができる。
【００１５】
また、前記絶縁構造体が前記基板面に対してほぼ直立する柱状構造を有し、当該柱状構造の稜の部分が前記エッジ部となっている場合における前記電子放出素子の製造方法において、前記成膜工程は、前記基板の基板面を水平方向に対して傾けた状態でなされることを特徴とする。
柱状構造の絶縁構造体上に導電膜を形成する場合、エッジ部を挟んだ基板に平行な面と基板に垂直な面が導電膜の形成面となるが、これら１組の形成面において、水平方向からの傾きの差が極端に大きいと、形成される導電膜の膜厚分布に偏りを生じてしまう。この発明の電子放出素子の製造方法によれば、基板を水平方向に対して傾けた状態で成膜を行うことで、かかる問題を回避することができる。
【００１６】
また、前記電子放出素子の製造方法において、前記電子放出部形成工程は、前記導電膜を研磨することでなされることを特徴とする。
ここで、研磨とは、機械研磨に限らず、電解研磨、イオンミリングなど、導電膜を物理的に研削する方法全てが含まれる。
この発明の電子放出素子の製造方法によれば、研磨によって物理的にナノギャップ（欠陥）を形成するので、エッジ部における局所的な構造的特異性を利用して、精度の高い電子放出部の形成が可能となる。
【００１７】
また、前記電子放出素子の製造方法において、前記電子放出部形成工程は、前記絶縁構造体を膨張ないし収縮させることでなされることを特徴とする。
この電子放出素子の製造方法によれば、絶縁構造体を膨張ないし収縮させることにより、導電膜におけるエッジ部と重なる領域に応力を集中して発生させることができる。かくして、欠陥としての電子放出部を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材の縮尺やアスペクト比は実際のものとは異なるように表している。
【００１９】
（第１実施形態）
（電子放出素子の構成）
まずは、図１を参照して電子放出素子の構成について説明する。図１（ａ）は、第１実施形態に係る電子放出素子の主要部構造を示す概略斜視図である。図１（ｂ）は、電子放出素子の電子放出部近傍を示す部分断面図である。
図１において、電子放出素子１０は、素子基板１１の基板表面１１ａに形成された絶縁構造体２０と、絶縁構造体２０上に形成された導電膜１２と、導電膜１２と電気的に接続された第１素子電極１４および第２素子電極１５とを備えている。また、第１素子電極１４、第２素子電極１５からは、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向に伸長した第１信号線１６、第２信号線１７が形成され、第１信号線１６と第２信号線１７との交差部には、両信号線１６，１７間を絶縁する層間絶縁膜１８が形成されている。また、電子放出素子１０の周囲は、高真空で封止された状態となっている。
【００２０】
素子基板１１としては、ガラス基板やセラミック基板が用いられる。
素子電極１４，１５、信号線１６，１７の材料としては、Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｒ等の金属およびこれらの合金や、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明性導電体などを利用することができる。素子電極１４，１５、信号線１６，１７の膜厚は、数百ｎｍから数μｍ程度である。
【００２１】
絶縁構造体２０は、ＳｉＯ2等の絶縁材料で形成され、図示するように基板表面１１ａに対して傾斜する側面２３ａ，２３ｂを有し、両側面２３ａ，２３ｂが交わる稜の部分は、エッジ部２２となっている。エッジ部２２における側面２３ａと２３ｂのなす角度は、特に限定されないが、３０°〜１５０°が好ましい。
【００２２】
導電膜１２は、図１に示すように、絶縁構造体２０の側面２３ａ，２３ｂ上にＸ軸方向に伸長して形成され、両端部分は第１素子電極１４、第２素子電極１５に電気的に接続されている。導電膜１２には、例えば、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、およびカーボン等が用いられる。また、その膜厚は、数オングストロームから数千オングストローム程度である。
導電膜１２は、図１に示すように、エッジ部２２と重なる箇所で屈曲しており、この屈曲部分には、電子放出部１３が形成されている。電子放出部１３は、導電膜１２における狭小な欠陥（ナノギャップ）であって、電気的には導電膜１２における高抵抗の障壁を形成している。
【００２３】
上述の構成において、第１信号線１６、第２信号線１７を通じて両素子電極１４，１５間に電圧を印加すると、導電膜１２内に電子伝導が起こる。このときの電子伝導は電子放出部１３における欠陥を介しても行われるが、このとき、量子力学的な効果により伝導電子の一部が漏れ出し、この電子を放出電子として利用することができる。
ところで、導電膜１２ａから漏れ出した電子の一部は、導電膜１２ｂに再び取り込まれる場合があり、このことは、電子の放出効率を低下させる原因の一つとなっている。しかるに、この電子放出素子１０においては、電子放出部１３近傍において導電膜１２ａと導電膜１２ｂとが水平対向ではなく、絶縁構造体２０のエッジ部２２で規定される一定の角度で対向しているため、このような現象が起こりにくく、電子を効率よく放出することができる。
【００２４】
（電子放出素子の製造工程）
次に、図２、図３を参照して、電子放出素子の製造工程について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）および図３（ｆ）〜（ｉ）は、電子放出素子の製造工程における一過程を示す概略断面図である。
製造工程は、大別して、基板表面１１ａに絶縁構造体２０を形成する工程（絶縁構造体形成工程）、導電膜１２を形成する工程（導電膜形成工程）、導電膜１２に電子放出部１３を形成する工程（電子放出部形成工程）、素子電極１４，１５、信号線１６，１７を形成する工程、となっている。以下、順に説明する。
【００２５】
まず、図２（ａ）に示すように、基板表面１１ａ上に中間ダミー層５０、絶縁マスク層５１を順に形成する。ここで、絶縁マスク層５１は、絶縁構造体の母体材料と同じものが用いられ、スパッタリング法や蒸着法、ＣＶＤ法などにより形成される。また、中間ダミー層５０にはレジスト膜などが用いられる。
次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁マスク層５１を選択エッチングして、図の紙面垂直方向に細長い形状をした開口部５２を形成する。
次に、図２（ｃ）に示すように、絶縁マスク層５１をマスクとして、中間ダミー層５０に選択エッチングを施し、凹部５３を形成する。
次に、絶縁マスク層５１をマスクとして、開口部５２の開口面積に相当する母体材料を再び積層させる。このとき、母体材料が開口部５２の側面にも堆積して、開口面積が次第に小さくなってゆくため、図２（ｄ）に示すように、基板表面１１ａに対して側面が傾斜した絶縁構造体２０が形成されてゆく。
そして、中間ダミー層５０、絶縁マスク層５１を除去して、図２（ｅ）に示すように、基板表面１１ａ上にエッジ部２２を備えた絶縁構造体２０が形成される。
【００２６】
次に、図３（ｆ）に示すように、Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ等の導電性粒子や導電性ポリマーなどを含んだ機能液５４を、エッジ部２２を含んで絶縁構造体２０と重なるようにパターン化して配置する（機能液配置工程）。具体的には、例えば、いわゆる液滴吐出法により機能液５４の配置を行う。液滴吐出法とは、インクジェットプリンタに用いられるような微細な流路が形成された液滴吐出ヘッド（図示せず）を素子基板１１に対して相対移動させつつ、流路の一端に形成されたノズルから機能液５４を液滴として吐出させることで、所定の描画を行うものである。
ここで、描画に先立ち、前処理として、配置したいパターンに合わせて親液化および撥液化の表面処理（例えば、Ｏ2プラズマ処理／ＣＦ4プラズマ処理など）を行ったり、バンクと呼ばれる隔壁によりパターンを区画したりすることも可能である。また、このような前処理と組み合わせて、液滴吐出法に代えてディップコート法で機能液５４を配置することも可能である。
【００２７】
次に、図３（ｇ）に示すように、パターン化された機能液５４を乾燥ないし焼成して、導電膜１２を形成する（成膜工程）。図３（ｆ），（ｇ）の過程において、絶縁構造体２０の側面２３ａ，２３ｂにおける機能液５４は重力の影響を受けるため、導電膜１２は、エッジ部２２付近では薄く形成される。つまり、絶縁構造体２０はエッジ部２２によって、導電膜１２における膜厚分布を制御していると言うことができる。
【００２８】
次に、図３（ｈ）に示すように、導電膜１２におけるエッジ部２２と重なる箇所に、電子放出部１３を形成する。先にも述べたように、導電膜１２は、エッジ部２２近傍において屈曲すると共に膜厚が薄くなっている。このような箇所は一種の構造的な特異点となるので、意図的な欠陥形成を施しやすく、電子放出部１３の位置や大きさが制御しやすくなる。
例えば、電子放出部１３の形成は、電解研磨やイオンミリング等により、導電膜１２の端部１９ａ，１９ｂ間の電気抵抗をモニタリングしながら導電膜１２を研削することで行うことができる。このとき、エッジ部２２近傍の導電膜１２の膜厚は他の領域に比べて薄くなっているので、この箇所に選択的に欠陥を形成し、電子放出部１３とすることが可能である。また、機械研磨により、他の領域より突出しているエッジ部２２の箇所を選択的に研磨して、精度よく電子放出部１３を形成することもできる。また、通電フォーミングを利用する場合であっても、このような屈曲した箇所には欠陥が形成されやすい。
このように、絶縁構造体２０のエッジ部２２によって、電子放出部１３の形成における位置や形状に関しての制御を精度よく行うことができる。
【００２９】
次に、図３（ｉ）に示すように、第１素子電極１４、第２素子電極１５、第１信号線１６、第２信号線１７（図１（ａ）参照）を、スパッタリング法や蒸着法によりパターン形成する。このとき、第１信号線１６と第２信号線１７とがショートしないように、層間絶縁膜１８（図１（ａ）参照）も形成される。かくして、電子放出素子１０が完成する。
【００３０】
（電気光学装置の構成）
次に、図４を参照して、電気光学装置の構成について説明する。図４（ａ）は、第１実施形態に係る電気光学装置の主要部構造を示す概略断面図、図４（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。
図４（ａ）において、電気光学装置７０は、電子放出素子１０が配列された素子基板１１と、素子基板１１に対向する表示基板７１とを備えている。素子基板１１と表示基板７１とは、図示しない外枠部材を介して一定間隔に保たれ、両基板１１，７１間の空間７２は、１０-7Ｔｏｒｒ程度の真空状態に封止されている。ここで、真空度を維持させるために、空間７２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。
【００３１】
図４（ｂ）に示すように、素子基板１１は、第１信号線１６、第２信号線１７がマトリクス状に配線され、両信号線１６，１７から延出して形成された第１素子電極１４、第２素子電極１５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。第２信号線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、第１信号線１６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。
【００３２】
図４（ａ）において、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。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。
【００３３】
上述の構成において、第２信号線１７に印加する走査信号、第１信号線１６に印加する階調信号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。この電気光学装置７０は、絶縁構造体２０（図１参照）により電子放出部１３（図１参照）の位置や形状が精度良く制御されて形成された電子放出素子１０を有しているので、放出電子の照射精度に優れ、精細な画像表示が可能である。
【００３４】
（電子機器）
次に、図５を参照して、第１実施形態に係る電子機器の具体例を説明する。図５は、電子機器の一例を示す概略斜視図である。
図５に示す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、ワープロ、パソコンである。この携帯型情報処理装置７００は、先に説明した電子放出素子１０を備えた電気光学装置７０２を搭載しているので、放出電子の照射精度に優れ、高画質の画像を表示することができる。
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。
【００３５】
（変形例１）
次に、図６を参照して、第１実施形態における変形例１を説明する。尚、以下では、先の実施形態と重複する内容については説明を省略し、相違点を中心に説明する。図６は、変形例１に係る電子放出素子の部分断面図である。
【００３６】
図６において、この変形例１に係る絶縁構造体２０は、母体部２１と絶縁被膜部２４とを備えている。母体部２１は、絶縁構造体の外形をなす部分であり、先の実施形態における絶縁構造体２０の形成工程（図２（ａ）〜（ｅ）参照）と同様の手順で形成される。また、母体部２１には、導電膜１２に用いる材料よりも熱膨張係数の大きな材料が用いられ、例えば、導電膜１２にＰｄやＡｕを用いる場合には、Ａｌ（アルミニウム）などが用いられる。
絶縁被膜部２４は、絶縁構造体２０の表面に絶縁性を持たせるために形成されており、例えば、ＳｉＯ2等の絶縁材料をスパッタリング法などで積層させて形成することができる。また、母体部２１の材料によっては、母体部２１の表面を酸化させて絶縁性の酸化被膜を形成してもよく、例えば、母体部２１がアルミニウムの場合には、絶縁被膜部２４は、酸化アルミニウムの被膜として形成することができる。
このように、絶縁構造体２０は、必ずしも全てが絶縁材料で形成されなければならないわけではなく、表面が絶縁性を有していれば、その内部構造は限定されない。特に、この変形例１のような表面部分に絶縁被膜部２４を有する構造においては、母体部２１を形成する材料（母体材料）についての電気的特性が制限されないので、材料選択や形成手法の自由度に優れている。
【００３７】
導電膜１２における電子放出部１３は、成膜工程における焼成により、または別途設けられる加熱処理工程により、絶縁構造体２０、導電膜１２を熱膨張させることで形成される。すなわち、絶縁構造体２０と導電膜１２との熱膨張差により、導電膜１２には、エッジ部２２を境界とする引っ張り応力が働き、図６に示すような欠陥が、電子放出部１３として形成される。
このように、電子放出部１３の形成は、エッジ部２２を利用した応力付加により行ってもよい。そして、このような応力付加は、絶縁構造体２０が導電膜１２よりも熱膨張しやすくなるようにしておくことで、加熱処理という比較的簡単な方法で実現することができる。また、絶縁構造体２０の膨張には、膨潤や化学変化、相変化等を利用することもできる。
また、このような熱膨張の程度差を利用する方法として、導電膜１２よりも熱膨張しやすい絶縁構造体２０を形成した上で加熱下で導電膜１２を形成した後、冷却時における収縮率の差を利用して導電膜１２に応力を発生させ、欠陥を形成する方法もある。
【００３８】
（変形例２）
次に、第１実施形態における変形例２に係る電子放出素子について説明する。尚、以下では、先の実施形態と重複する内容については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００３９】
この変形例２においては、（１００）配向のＳｉの単結晶基板が素子基板１１として用意され、ＫＯＨによる異方性エッチングにより、図１に示すような傾斜した側面２３ａ，２３ｂおよびエッジ部２２を有した絶縁構造体２０が形成される。すなわち、絶縁構造体２０は、素子基板１１と一体に形成されていても構わない。尚、この変形例２の場合、絶縁構造体２０の表面および基板表面１１ａには、ＳｉＯ2の酸化被膜が形成される。
また、同様の異方性エッチングを利用してＳｉ基板上に凹凸反転させたモールド型を利用するモールド法と呼ばれる方法により、絶縁構造体を形成することもできる。より具体的には、モールド型が形成されたＳｉ基板上に絶縁材料等を積層させて絶縁構造体に相当する部分を形成した後、接着剤を介して素子基板１１と貼り合せ、Ｓｉ基板をエッチングにより除去することでなされるものである。
【００４０】
（変形例３）
次に、図７を参照して、第１実施形態における変形例３を説明する。尚、以下では、先の実施形態と重複する内容については説明を省略し、相違点を中心に説明する。図７は、変形例３に係る電子放出素子の部分断面図である。
【００４１】
図７において、この変形例３に係る絶縁構造体２０は、基板表面１１ａに対する傾斜角が互いに異なる側面２３ａ、側面２３ｂを有している。このように、絶縁構造体２０の形状は図１に示すものに限られず、基板表面１１ａに対して傾斜（垂直も含む）する１組の面（側面２３ａ，２３ｂ）は、必ずしも対象性を有していなくてもよい。但し、図１の絶縁構造体２０のように、側面２３ａ，２３ｂが略対称な傾斜で形成されている方が、導電膜１２の形成や電子放出部１３の形成が容易である。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。尚、以下では、先の実施形態と重複する内容については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００４３】
図８は、第２実施形態に係る電子放出素子の主要部構造を示す図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は、電子放出部近傍を示す部分断面図である。
図８において、絶縁構造体３０は、一定の高さ（図のＺ軸方向の寸法）で規定され基板表面１１ａ上に直立した柱状構造を有しており、基板表面１１ａに平行な上面３３と、基板表面１１ａに垂直な側面３４とを備えて、Ｙ軸方向に伸長して形成されている。また、上面３３と側面３４の交差する稜の部分は、エッジ部３２となっている。
第１素子電極１４および第１信号線１６は絶縁構造体３０の上面３３上に形成され、第１信号線１６は、絶縁構造体３０の伸長方向（Ｙ軸方向）に沿って配線されている。また、第２素子電極１５および第２信号線１７は、基板表面１１ａ上に形成され、第２信号線１７は、第１信号線１６に直交して配線されている。このように、絶縁構造体３０は、両信号線１６，１７間を絶縁する層間絶縁層の役割も果たしている。
導電膜１２は、両素子電極１４，１５間を渡すように、絶縁構造体３０の上面３３、側面３４上に形成されており、エッジ部３２と重なる箇所に電子放出部１３が形成されている。
このように、絶縁構造体３０が基板面に対して水平な面（上面３３）と垂直な面（側面３４）を有し、その交差部がエッジ部３２となっている場合であっても、第１実施形態に係る電子放出素子１０と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、絶縁構造体３０は、一対の面が交差してエッジ部を有する形状を有していれば十分であり、上述の実施形態の形状に限定されるものではない。
【００４４】
図９は、第２実施形態に係る電子放出素子の製造工程を示す概略断面図である。
第２実施形態に係る電子放出素子１０の製造工程も、基本的な流れは第１実施形態の場合と同様である。まず、図９（ａ）に示すように、素子基板１１の基板表面１１ａ上に第２素子電極１５および第２信号線１７（図８参照）をパターン形成し、その上から絶縁構造体ベース層６０を形成する。ここで、絶縁構造体ベース層６０は、絶縁構造体３０（図８参照）の母体材料と同じ材料、例えば、ＳｉＯ2等の絶縁材料を積層形成したものである。
【００４５】
次に、図９（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術を利用して絶縁構造体ベース層６０をパターンエッチングし、必要に応じて表面に絶縁被膜を形成して、絶縁構造体３０を形成する。このように、第２実施形態に係る絶縁構造体３０は、柱状構造のためその形成が簡単である。絶縁構造体３０が形成されたら、その上面３３に、第１素子電極１４、第１信号線１６をパターン形成する。
【００４６】
次に、図９（ｃ），（ｄ）に示すように、液滴吐出法やディップコート法などを用いて、機能液５４を配置し（機能液配置工程）、乾燥ないし焼成して導電膜１２を形成する（成膜工程）。このとき、機能液５４の配置面には、必要に応じて第１実施形態と同様に親液／撥液化の表面処理やバンク（図９には図示せず）によるパターン区画が施され、機能液５４を良好にパターン化することができる。また、素子基板１１を水平面に対して５°〜４５°程度に傾けて乾燥等（成膜工程）を行うことで、上面３３および側面３４の水平方向からの傾きのバランスを調整し、エッジ部３２近傍において、導電膜１２の膜厚分布を良好に制御することができる。
導電膜１２が形成されたら、第１実施形態の場合と同様の手法により、電子放出部１３（図８参照）を形成して、電子放出素子１０が完成する。
【００４７】
本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、導電膜は、スパッタリング法などによっても形成することができる。また、各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】（ａ）は、第１実施形態に係る電子放出素子の主要部構造を示す概略斜視図。（ｂ）は、電子放出素子の電子放出部近傍を示す部分断面図。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、電子放出素子の製造工程における一過程を示す概略断面図。
【図３】（ｆ）〜（ｉ）は、電子放出素子の製造工程における一過程を示す概略断面図。
【図４】（ａ）は、第１実施形態に係る電気光学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５】電子機器の一例を示す概略斜視図。
【図６】変形例１に係る電子放出素子の部分断面図。
【図７】変形例３に係る電子放出素子の概略断面図。
【図８】（ａ）は、第２実施形態に係る電子放出素子の主要部構造を示す概略斜視図。（ｂ）は、電子放出素子の電子放出部近傍を示す部分断面図。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、第２実施形態に係る電子放出素子の製造工程を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００４９】
１０…電子放出素子、１１…基板としての素子基板、１１ａ…基板表面、１２，１２ａ，１２ｂ…導電膜、１３…電子放出部、１４…第１素子電極、１５…第２素子電極、１６…第１信号線、１７…第２信号線、１８…層間絶縁膜、２０…絶縁構造体、２１…母体部、２２…エッジ部、２３ａ，２３ｂ…側面、２４…絶縁被膜部、３０…絶縁構造体、３２…エッジ部、３３…上面、３４…側面、５０…中間ダミー層、５１…絶縁マスク層、５２…開口部、５３…凹部、５４…機能液、６０…絶縁構造体ベース層、７０…電気光学装置、７１…表示基板、７２…空間、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。
【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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