(57)【要約】      （修正有）【課題】  電子放出特性のばらつきを抑制するために、「活性化工程」中において間隙７に実効的に印加される実効電圧Ｖ’を所望の値になるように制御する。【解決手段】  「活性化工程」において、第１の導電膜と第２の導電膜との間に第１設定電圧加えた時の電流値と第２設定電圧を加えた時の電流値から求めたβｅｆｆｅｃｔが所望の値になるように、電源５１から出力する電圧の制御を行いながら、第１導電膜４ａと第２導電膜４ｂとの間に、繰り返し電圧を印加する。【選択図】  図１２
2006019132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を出力する電源を、間隙を挟んで対向して配置された第１導電膜及び第２導電膜に接続し、炭素含有ガスを含む雰囲気中において、前記第１導電膜と第２導電膜との間に前記電源から出力された電圧を複数回印加する電圧印加工程を含む電子放出素子の製造方法であって、
前記電圧印加工程は、
（Ａ）第１設定電圧および該第１設定電圧とは異なる電圧値である第２設定電圧を前記電源から夫々出力することによって、該第１および第２設定電圧に応じて前記第１導電膜と前記第２導電膜との間に流れる第１計測電流および第２計測電流を求める計測工程と、
（Ｂ）前記第１および第２設定電圧の出力に対応して、前記間隙に実効的に印加される第１実効電圧および第２実効電圧を、前記第１および第２計測電流と前記第１および第２設定電圧とから算定し、該算定した結果を基に下記式１を満たすβｅｆｆｅｃｔを求める算定工程と、
（Ｃ）前記βｅｆｆｅｃｔと所定の値βｓｅｔとの間に差がある場合に、その差を低減するように前記電源からの出力電圧を調整する出力電圧調整工程と、
を含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
βｅｆｆｅｃｔ＝｛（１／第１実効電圧）−（１／第２実効電圧）｝／｛ｌｎ（第２計測電流／第２実効電圧の２乗）−ｌｎ（第１計測電流／第１実効電圧の２乗）｝    ・・・式１
【請求項２】
前記第１実効電圧は、下記式２におけるＲｕｎｋｎｏｗｎとして予め設定した初期値Ｒ１を代入し、下記式２における設定電圧と計測電流として、前記第１設定電圧と前記第１計測電流との組合せを代入することで得られる値であり、
前記第２実効電圧は、下記式２におけるＲｕｎｋｎｏｗｎとして予め設定した初期値Ｒ１を代入し、下記式２における設定電圧と計測電流として、前記第２設定電圧と前記第２計測電流の組合せを代入することで得られる値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子の製造方法。
実効電圧＝設定電圧−計測電流×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ・・・式２
【請求項３】
前記電子放出素子の製造方法は、さらに、
前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも大きい場合には、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも大きい値であるＲ２を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、
あるいは、
前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも小さい場合には、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも小さい値であるＲ３を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、設定電圧算定工程と、
前記新たな第１および／又は第２設定電圧を、前記計測工程における第１および／又は第２設定電圧と置き換えて、前記計測工程と前記算定工程と前記出力調整工程とを再度行う工程を、前記βｅｆｆｅｃｔと前記所望の値βｓｅｔとの差がなくなるまで繰り返す、
ことを特徴とする請求項２に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項４】
前記電子放出素子の製造方法は、さらに、
前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも大きい場合に、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも大きい値であるＲ２を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、
あるいは、
前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも小さい場合に、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも小さい値であるＲ３を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、設定電圧算定工程と、
前記新たな第１および／又は第２設定電圧を、前記計測工程における第１および／又は第２設定電圧と置き換えて、前記計測工程と前記算定工程と前記出力調整工程とを再度行う工程を、前記βｅｆｆｅｃｔと前記所望の値βｓｅｔとの差が収束するまで繰り返す、
ことを特徴とする請求項２に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１設定電圧および第２設定電圧は、１つの階段状パルスの中に含まれた状態で、前記電源から、所定の間隔で繰り返し出力され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】
前記出力電圧調整工程は、前記βｅｆｆｅｃｔが、前記βｓｅｔの１．５倍以下になった時点で開始することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１設定電圧または前記第２設定電圧は、１５Ｖ以上６０Ｖ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項８】
前記Ｒ１が０以上４０ｋΩ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項９】
前記βｓｅｔが０．００３３８以上０．００５０８以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１０】
複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法であって、前記複数の電子放出素子の各々が請求項１乃至９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電子源の製造方法。
【請求項１１】
電子源と発光体とを備える画像表示装置の製造方法であって、前記電子源が請求項１０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表示装置の製造方法。
【請求項１２】
受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも１つを出力する受信器と、該受信器に接続された画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置であって、前記画像表示装置が請求項１１に記載の製造方法によって製造された画像表示装置であることを特徴とする情報表示再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子放出素子の製造方法およびそれを用いた電子源並びに画像表示装置の製造方法に関する。そして、また、本発明は該画像表示装置を用いた情報表示再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子の一つとして表面伝導型電子放出素子がある。その製造方法としては、例えば特許文献１、２に開示されているように、一対の電極間を接続する導電性膜に電流を流すことで発生するジュール熱を用いて導電性膜の一部に間隙を形成する「フォーミング工程」を行い、さらに、「活性化工程」と呼ばれる処理を施すことで電子放出部を形成する。
【０００３】
「活性化工程」は、炭素含有ガスを含む雰囲気下で、「フォーミング工程」と同様、「フォーミング工程」を終えた導電性膜にパルス電圧の印加を繰り返すことで行うことができる。この処理により、雰囲気中に存在する炭素含有ガスに由来する炭素或いは炭素化合物からなる炭素膜が、「フォーミング工程」により形成された間隙内及び間隙近傍の導電性膜上に堆積する。これにより、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ようになる。尚、素子電流Ｉｆとは、一対の電極間に電圧を印加した際に、一対の電極間に流れる電流である。また、放出電流Ｉｅは、一対の電極間に電圧を印加した際に、電子放出素子から放出される電流を指す。
【０００４】
特許文献１や特許文献２では、「活性化工程」などの電子放出素子の製造工程における電圧印加工程を、複数の電子放出素子を共通の配線に接続し、この配線を通じて複数の電子放出素子に同時に電圧の印加を行っている。そのため、配線抵抗に起因した電圧降下により各電子放出素子に実効的に印加される電圧が、所望の値からずれてしまうことが教示されている。そして、特許文献１や特許文献２では、各電子放出素子に流れる電流Ｉｆ（或いは各電子放出素子に接続する配線に流れる電流）を測定し、その測定値に基づいて、配線による電圧降下分を補償して、各電子放出素子（或いは各電子放出素子に接続する配線）に電圧を印加することを教示されている。
【０００５】
このような処理を経て作製された複数の電子放出素子を備える電子源は、例えばフラットパネルディスプレイ（平板型画像表示装置）等の画像表示装置に適用される。この様な画像表示装置においては、表示画像の均一性は、各電子放出素子の電子放出特性に依存する。従って、電子放出素子の製造方法においては、所望の電子放出特性を再現性高く実現する手法が求められる。そして、また、同一基板上に配列される複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法においては、電子放出素子間の電子放出特性差を、より低くする手法が求められる。
【特許文献１】特開２０００−３１１５９３号公報
【特許文献２】特開２０００−３０６５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電子放出特性のより一層の均一性および再現性の向上を成し遂げるためには、上述した電圧印加工程における配線抵抗などによる電圧降下の要因を更に詳細に考慮すると、個々の電子放出素子を構成する電極の抵抗並びに導電性膜の抵抗も考える必要がある。
【０００７】
そこで、電圧降下の影響を排除するためには，電子放出部に直列に接続された抵抗をすべて考慮する必要がある。これらすべての抵抗と同時に、素子電流Ｉｆを計測することにより、より精度の高い電圧の補償を行うことが可能となる。
【０００８】
特に、上述の導電性膜は非常に薄い膜でもあるため、その抵抗は、「活性化工程」中に一定であるとは限らない。例えば電極間を流れる電流（素子電流Ｉｆ）の変化に応じて、導電性膜等に変化を生じ、抵抗が変化してしまう場合も考えられる。しかしながら、従来の手法では、このような導電性膜等の抵抗が変化してしまう場合には、この抵抗変化に応じて配線に印加する電圧を補償（制御）することが難しかった。
【０００９】
本発明は、「活性化工程」中における、電子放出部に実効的に印加される電圧が所望の値となるように、印加電圧を調整する製造方法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】
上記課題を解決するために成された本発明は、即ち、電圧を出力する電源を、間隙を挟んで対向して配置された第１導電膜及び第２導電膜に接続し、炭素含有ガスを含む雰囲気中において、前記第１導電膜と第２導電膜との間に前記電源から出力された電圧を複数回印加する電圧印加工程を含む電子放出素子の製造方法であって、前記電圧印加工程は、（Ａ）第１設定電圧および該第１設定電圧とは異なる電圧値である第２設定電圧を前記電源から夫々出力することによって、該第１および第２設定電圧に応じて前記第１導電膜と前記第２導電膜との間に流れる第１計測電流および第２計測電流を求める計測工程と、（Ｂ）前記第１および第２設定電圧の出力に対応して、前記間隙に実効的に印加される第１実効電圧および第２実効電圧を、前記第１および第２計測電流と前記第１および第２設定電圧とから算定し、該算定した結果を基に下記式１を満たすβｅｆｆｅｃｔを求める算定工程と、（Ｃ）前記βｅｆｆｅｃｔと所定の値βｓｅｔとの間に差がある場合に、その差を低減するように前記電源からの出力電圧を調整する出力電圧調整工程と、を含むことを特徴とするものである。
βｅｆｆｅｃｔ＝｛（１／第１実効電圧）−（１／第２実効電圧）｝／｛ｌｎ（第２計測電流／第２実効電圧の２乗）−ｌｎ（第１計測電流／第１実効電圧の２乗）｝  ・・・式１
【００１１】
また、本発明において、前記第１実効電圧は、下記式２におけるＲｕｎｋｎｏｗｎとして予め設定した初期値Ｒ１を代入し、設定電圧と計測電流として、前記第１設定電圧と前記第１計測電流との組合せを代入することで得られる値であり、前記第２実効電圧は、下記式２におけるＲｕｎｋｎｏｗｎとして予め設定した初期値Ｒ１を代入し、設定電圧と計測電流として、前記第２設定電圧と前記第２計測電流の組合せを代入することで得られる値である、ことを特徴とするものである。
実効電圧＝設定電圧−計測電流×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ・・・式２
【００１２】
また、本発明において、前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも大きい場合には、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも大きい値であるＲ２を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、あるいは、前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも小さい場合には、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも小さい値であるＲ３を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、設定電圧算定工程と、前記新たな第１および／又は第２設定電圧を、前記計測工程における第１および／又は第２設定電圧と置き換えて、前記計測工程と前記算定工程と前記出力調整工程とを再度行う工程を、前記βｅｆｆｅｃｔと前記所望の値βｓｅｔとの差がなくなるまで繰り返す、ことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明において、前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも大きい場合に、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも大きい値であるＲ２を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、あるいは、前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも小さい場合に、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも小さい値であるＲ３を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、設定電圧算定工程と、前記新たな第１および／又は第２設定電圧を、前記計測工程における第１および／又は第２設定電圧と置き換えて、前記計測工程と前記算定工程と前記出力調整工程とを再度行う工程を、前記βｅｆｆｅｃｔと前記所望の値βｓｅｔとの差が収束するまで繰り返す、ことを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記本発明は、「前記第１設定電圧および第２設定電圧は、１つの階段状パルスの中に含まれた状態で、前記電源から、所定の間隔で繰り返し出力されること」、「前記出力電圧調整工程は、前記βｅｆｆｅｃｔが、前記βｓｅｔの１．５倍以下になった時点で開始すること」、「前記第１設定電圧または前記第２設定電圧は、１５Ｖ以上６０Ｖ以下であること」、「前記Ｒ１が０Ω以上４０ｋΩ以下であること」、「前記βｓｅｔが０．００３３８以上０．００５０８以下であること」をもその特徴とする。
【００１５】
さらに本発明の別の態様としては、複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法であって、前記複数の電子放出素子の各々が上述の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も、その特徴とする。そして、また、上記電子源の製造方法においては、前記複数の電子放出素子のうちの所定数毎に、上述の本発明の電子放出素子の製造方法を用いて、製造されることをも、その特徴とする。
【００１６】
また、本発明の別の態様としては、電子源と発光体とを備える画像表示装置の製造方法であって、前記電子源が上記電子源の製造方法により製造されることをも、その特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の別の態様としては、受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも１つを出力する受信器と、該受信器に接続された画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置であって、前記画像表示装置が上述の画像表示装置の製造方法により製造されたものであることをも、その特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上記本発明の製造方法によれば、電子放出素子の電子放出特性のばらつきを抑制することができ、その結果、均一性の高い電子源およびこれを用いた画像表示装置を提供することができる。また、本発明によれば、電子放出素子を再現性良く形成することができる。また、具体的には、電子放出素子に直列に接続された未知の抵抗が経時的に変化する場合においても、「活性化工程」中において、電子放出部に実効的に印加される電圧を所望の値となるように制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の電子放出素子の製造方法の一例について、図３を用いて、各工程毎に、より詳細に説明する。
【００２０】
（工程１）基板１上に第１電極２および第２電極３を形成する（図３（ａ））。
【００２１】
具体的には、基板１を洗剤、純水および有機溶剤等を用いて十分に洗浄した後、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。
【００２２】
基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラスにスパッタ法等によりＳｉＯ２膜を積層したもの、アルミナ等のセラミックス、Ｓｉ基板等を用いることができる。
【００２３】
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。例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属または合金、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ２、Ｐｄ−Ａｇ等の金属または金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２等の透明導電体およびポリシリコン等の半導体導体材料等から適宜選択することができる。
【００２４】
電極（２、３）間の間隔Ｌ、電極２，３の幅（電極２と電極３が対向する方向に対して直角な方向の長さ）Ｗ、導電性膜４の幅Ｗ’等は、応用される形態等を考慮して設計される。
【００２５】
電極（２、３）間の間隔Ｌは、好ましくは１００ｎｍから９００μｍの範囲で、より好ましくは電極２，３間に印加する電圧等を考慮して１μｍから１００μｍの範囲である。
【００２６】
電極（２、３）の幅Ｗは、電極の抵抗値、電子放出特性を考慮して、１μｍから５００μｍの範囲であることが好ましい。電極２，３の膜厚は、１０ｎｍから１０μｍの範囲とすることが好ましい。
【００２７】
（工程２）第１電極２と第２電極３とをつなぐように導電性膜４を形成する（図３（ｂ））。
【００２８】
具体的には、まず、電極２、３を設けた基板１上に、有機金属溶液を塗布して、有機金属膜を形成する。有機金属溶液には、導電性膜４の材料の金属を主元素とする有機金属化合物の溶液を用いることができる。次いで有機金属膜を焼成処理した後に、リフトオフ、エッチング等により所望形状にパターニングし、導電性膜４を形成する。有機金属溶液の塗布方法としては、ディッピング法、スピンナー法、インクジェット法等を用いることもできる。
【００２９】
導電性膜４の膜厚は、電極２，３の端部（段差部）の被覆や、抵抗値や、後述するフォーミング条件等によって適宜選択されるが、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
また、導電性膜４の抵抗値は、後述する工程３において「フォーミング処理」を行う場合には、フォーミング工程を行いやすくするために、ある程度の大きさであることが好ましく、具体的には１０３Ω／□〜１０７Ω／□であることが好ましい。この反面、「フォーミング処理」後（間隙５を形成した後）の導電性膜４は、電極２，３を介して間隙５に十分な電圧を印加できるように、低抵抗であることが好ましい。
【００３１】
導電性膜４の材料としては、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ等の金属や、ＰｄＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３等の酸化物や、ＨｆＢ２等の硼化物や、ＴｉＣ、ＳｉＣ等の炭化物や、ＴｉＮ等の窒化物や、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体等が挙げられる。
【００３２】
また、導電性膜４の形成方法としては、インクジェット塗布法、スピンコート法、ディッピング法、真空蒸着法、スパッタリング法等、様々な手法が適用可能である。
【００３３】
上記導電性膜４の材料の中でも、ＰｄＯは、（１）有機Ｐｄ化合物を含む膜を大気中で焼成することにより容易に膜状に形成できること、（２）半導体であるため比較的電気伝導度が低く、上記範囲のシート抵抗値を得るための膜厚のプロセスマージンが広いこと、（３）後述する間隙５の形成後、容易に還元して金属Ｐｄとすることができるので、間隙５の形成後の膜抵抗を低減しやすく、しかも耐熱性も上昇すること、等の利点が挙げられることから、好適な材料である。
【００３４】
尚、上述した電極２、３は、導電性膜４に安定に電圧を供給するためのものである。そのため、導電性膜４に安定に電圧を供給することができれば、電極２、３は必ずしも必要としない。即ち、導電性膜４が電極２、３の機能を兼ねることもできる。その場合は、上述した電極２、３は省略する。
【００３５】
（工程３）つづいて、導電性膜４に、第２の間隙５を形成する（図３（ｃ））。
【００３６】
第２の間隙５の形成方法は、フォトリソグラフィー法や電子線を用いたリソグラフィー法や、ＦＩＢ（集束イオンビーム）を用いた加工法など、様々な手法を採用することができる。ここでは、導電性膜４に電流を流すことで間隙５を形成する方法を説明する。
【００３７】
この様に導電性膜４に電流を流すことで間隙５を形成する方法を「フォーミング工程」と呼ぶ。この方法は、例えば、電極２、３間に、不図示の電源を用いて、電圧を印加することで導電性膜４に電流を流し、その結果生じるジュール熱を用いて導電性膜４の一部に、第２の間隙５を形成する手法である。
【００３８】
「フォーミング工程」は、パルス電圧を繰り返し印加することにより行うことが好ましい。「フォーミング工程」に用いることのできるパルス電圧波形の例を図４（ａ）および図４（ｂ）に示す。図４（ａ）は、パルス波高値を一定にしたパルス電圧を繰り返し印加する場合を示している。また、図４（ｂ）は、パルス波高値を漸増させながら、パルス電圧を繰り返し印加する場合を示している。
【００３９】
図４（ａ）におけるＴ１及びＴ２は、パルス幅とパルス間隔である。通常Ｔ１は１μｓｅｃ以上１０ｍｓｅｃ以下に設定され、Ｔ２は１０μｓｅｃ以上１００ｍｓｅｃ以下に設定される。用いる波高値は、電子放出素子の形態に応じて適宜選択することができる。このような条件で、例えば、数秒から数十分間パルス電圧を繰り返し印加することで「フォーミング工程」が行われる。パルス波形は三角波に限定されるものではなく、矩形波など所望の波形を採用することができる。図４（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は、図４（ａ）に示したものと同様とすることができる。波高値は、例えば０．１Ｖづつ、漸増させることができる。
【００４０】
この工程により、導電性膜４は、第２の間隙５を境に、第１導電膜４ａと第２導電膜４ｂとに分割される。尚、第１導電膜４ａと第２導電膜４ｂは完全に分離されてなくても、電子放出特性にそれほど影響がなければ、微小な領域で繋がっている場合もある。
【００４１】
導電性膜４として金属酸化物を用いた場合は、水素等の還元性を有するガスを含む雰囲気下で「フォーミング工程」を行うと、導電性膜４を還元しつつ間隙５を形成することができるので好ましい。この結果、工程２の段階では金属酸化物を主成分としていた導電性膜４が、「フォーミング工程」を終えた後には、金属を主成分とする導電膜４ａ、４ｂとなり、電子放出素子を駆動する際の寄生抵抗分を低減することができる。また、導電膜４ａ、４ｂを完全に還元するための工程を付加することもできる。
【００４２】
「フォーミング工程」の終了は、印加するパルス電圧の休止期間に、導電性膜４を局所的に破壊、変形しない程度の電圧、例えば０．１Ｖ程度のパルス電圧を挿入して素子電流（電極２，３間を流れる電流）を測定し、抵抗値を求め、例えば「フォーミング工程」前の抵抗に対して１０００倍以上の抵抗を示した時点で終了とすることができる。
【００４３】
本工程によって、間隙５の幅（第１導電膜４ａと第２導電膜４ｂとの間隔）は１００ｎｍ未満に形成される。このような間隙５は、前述した電子線を用いたリソグラフィー法や、ＦＩＢ（集束イオンビーム）を用いた加工法等の高精度なパターニングが可能な手法を用いれば、上記「フォーミング工程」を用いなくても良い。しかしながら、簡易に、そして短時間に間隙５を形成する上では、上記「フォーミング工程」を用いることが好ましい。
【００４４】
（工程４）次に、本発明の顕著な特徴である「活性化工程」と呼ばれる処理を施し、間隙５内の基板１上、および間隙５近傍の第１及び第２導電膜４ａ、４ｂ上に炭素膜（６ａ、６ｂ）を形成する（図３（ｄ））。炭素膜６ａと炭素膜６ｂとの間には第１の間隙７が形成される。
【００４５】
本発明における「活性化工程」は、炭素含有ガスを含む雰囲気中で、詳しくは後述するβｅｆｆｅｃｔが所望の値になるように、電源５１から出力する電圧の制御を行いながら、第１導電膜４ａと第２導電膜４ｂとの間（第１電極２と第２電極３との間）に、繰り返し電圧を印加することで行うことができる。この様に、βｅｆｆｅｃｔが所望の値になるように出力電圧を制御することで、「活性化工程」中において間隙７に実効的に印加される実効電圧Ｖ’を所望の値になるように制御することができる。
【００４６】
具体的には、「活性化工程」において、パルス電圧を発生する電源５１を第１電極２と第２電極３とに接続し、電源５１から予め設定した設定電圧Ｖを発生させて、第１電極２と第２電極３との間にパルス電圧を繰り返し印加することで行うことができる（図３（ｄ）参照）。
【００４７】
尚、第１の間隙７は、典型的には、第２の間隙５内に配置され、その幅は第２の間隙５の幅よりも狭い。尚、第１の間隙７の幅（第１炭素膜６ａと第２炭素膜６ｂとの間隔）は、５０ｎｍ以下であり、安定な電子放出を低い駆動電圧で実現する上では、好ましくは、実用的には、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。また、図２（ａ）、図２（ｂ）においては、第１炭素膜６ａと第２炭素膜６ｂとが完全に分離されて示されているが、完全に分離されておらず、電子放出特性にそれほど影響がなければ、微小な領域で繋がっていても良い。このため、「活性化工程」で形成される炭素膜（６ａ、６ｂ）は、「第１の間隙７を備える炭素膜（６ａ、６ｂ）」と言うこともできる。
【００４８】
尚、「活性化工程」においては、炭素膜（６ａ、６ｂ）が、徐々に堆積されて行き、最終的な幅が規定された間隙７を備えた炭素膜（６ａ、６ｂ）が形成されると考えられる。そのため、炭素膜（６ａ、６ｂ）の形状も、第１の間隙７の形状（幅）も、「活性化工程」の開始時点と終了時点とでは基本的に異なると考えられる。
【００４９】
「活性化工程」における雰囲気は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプなどを用いて真空容器内を排気した場合に雰囲気内に残留する有機ガスを利用して形成することができる。また、イオンポンプなどにより一旦十分に排気した真空中に適当な炭素含有ガスを導入することによっても得られる。「活性化工程」における、好ましい炭素含有ガスの圧力は、電子放出素子の応用形態、真空容器の形状や、炭素含有ガスの種類などにより異なるため適宜設定される。
【００５０】
炭素含有ガスとしては、炭素化合物ガスを用いることができる、炭素化合物としては、有機物質を用いることが好ましい。有機物質としては、アルカン、アルケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等を挙げることが出来る。より、具体的には、メタン、エタン、プロパンなどＣｎＨ２ｎ＋２で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどＣｎＨ２ｎ等の組成式で表される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等あるいはこれらの混合物が使用できる。
【００５１】
本発明の特徴の一つは、前述したように、「活性化工程」において、後述するβｅｆｆｅｃｔが所望の値になるように、電源５１から出力する設定電圧Ｖを制御することで、結果として、「活性化工程」中に、第１の間隙７に実効的に印加される実効電圧Ｖ’を制御するものである。
【００５２】
以下に、本発明の「活性化工程」における制御方法の前提並びに考え方について、図７、図８（ａ）〜図８（ｃ）、図１２を用いて、説明する。
【００５３】
図７、図８（ａ）〜図８（ｃ）は、本発明の「活性化工程」において、電源５１から発生させるパルスの例を示している。尚、「活性化工程」において電源５１から発生させるパルスの波形や種類は、これらに限るものではない。
【００５４】
図８（ａ）は、１つのパルス中に異なる２つの電圧（Ｖ１、Ｖ１２）を有する、階段状のパルスを電源５１から繰り返し出力する場合の例である。図７は、図８（ａ）のパルスに加え、電圧Ｖ１の極性を反転した電圧Ｖ４を加えた例である。また、図８（ｂ）は、各々の電圧（Ｖ１、Ｖ１２）が異なる、２つの独立したパルスを一つのセットとして、このセットを電源５１から繰り返し出力する場合の例である。また、図８（ｃ）は詳しくは後述するが、それぞれが異なる電圧（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖａｃｔ）を有するパルスを電源５１から繰り返し出力する場合の例である。この様に、本発明の「活性化工程」においては、電源５１から出力するパルスは、それぞれが互いに異なる電圧を有する、３種類以上のパルスであっても良い。尚、図８（ａ）では、２つの電圧（Ｖ１、Ｖ１２）を有する階段状のパルスを示したが、３つ以上の異なる電圧（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖ１３・・・・）を有する階段状のパルスであっても良い。
【００５５】
尚、図７、図８（ａ）〜図８（ｃ）の各例において、電圧Ｖ１を、電源５１から発生される「第１設定電圧」と記すこととし、電圧Ｖ１２を、電源５１から発生される「第２設定電圧」と記すことにする。「第１設定電圧」と「第２設定電圧」は同じ極性であることが求められる。即ち、図７の例においては、Ｖ４は、「第１設定電圧」でも「第２設定電圧」にも相当しない。
【００５６】
そして、後述する本発明の特徴であるβｅｆｆｅｃｔの制御においては、図７、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示した様に、少なくとも互いに異なる電圧（第１設定電圧Ｖ１、第２設定電圧Ｖ１２）を有するパルスを電源５１から出力する必要がある。
【００５７】
尚、図８（ｃ）に示す様に、第１設定電圧Ｖ１、第２設定電圧Ｖ１２よりも高い電圧を有するパルスを電源５１から出力する場合には、「活性化工程」で形成される炭素膜（６ａ、６ｂ）の形状および間隙７の幅（第１炭素膜６ａと第２炭素膜６ｂとの間隔）は、設定電圧Ｖ１、Ｖ１２の影響よりも、この高い電圧を有するパルスの影響をより強く受けると考えられる。
【００５８】
そこで、本発明においては「活性化工程」で電源５１から出力するパルスに含まれる電圧の中で最も高い電圧を「Ｖａｃｔ」と記すこととする。尚、図７、図８（ａ）、図８（ｂ）では、設定電圧Ｖ１が電源５１から出力されるパルスに含まれるの中で最も高い電圧であるので、設定電圧Ｖ１が「Ｖａｃｔ」に相当することになる。しかし、設定電圧Ｖ１２が設定電圧Ｖ１よりも高い場合には、設定電圧Ｖ１２がＶａｃｔに相当する。但し、図７の例においては、マイナスの極性において、最大となる電圧はＶ４である。そのため、図７の例においてはＶ１とＶ４がＶａｃｔに相当する。
【００５９】
従って、本発明の「活性化工程」においては、図８（ｃ）の様に、炭素膜（６ａ、６ｂ）の堆積を主に司るパルス（「Ｖａｃｔ」を含むパルス）と、後述するβｅｆｆｅｃｔの値を算出するためのパルス（第１設定電圧Ｖ１、第２設定電圧Ｖ２を含むパルス）とを分離することもできる。この様な場合においては、炭素膜（６ａ、６ｂ）の堆積を主に司るパルスは周期的に電源５１から出力しながら、βｅｆｆｅｃｔの値を算出するためのパルスはβｅｆｆｅｃｔの値を算出したい所望のタイミングで電源５１から出力する方法を採用することができる。また、本発明の「活性化工程」においては、図７や図８（ａ）の様に、炭素膜（６ａ、６ｂ）の堆積を主に司るパルスに前述した第１設定電圧Ｖ１を兼ねさせ、そして、βｅｆｆｅｃｔの値を算出するために必要な第２設定電圧を炭素膜（６ａ、６ｂ）の堆積を司るパルスに含ませる（図７や図８（ａ）のような階段状のパルスを用いる）方法を採用することもできる。あるいは、図８（ｂ）のように、炭素膜（６ａ、６ｂ）の堆積を主に司るパルスに前述した第１設定電圧Ｖ１を兼ねさせ、βｅｆｆｅｃｔの値を算出するために必要な第２設定電圧を炭素膜（６ａ、６ｂ）の堆積を司るパルスとは分離して電源５１から出力する方法も採用することができる。
【００６０】
また、図７、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示す例においては、電源５１から出力する電圧を固定しているが、例えば、「フォーミング工程」において図４（ｂ）を用いて説明したパルスの例にあるように、「活性化工程」においても、時間経過と共に電源５１から出力する電圧を上昇させることも可能である。このような場合においては、Ｖａｃｔが時間経過と共に上昇することになる。
【００６１】
また、図８（ｂ）のように、第１設定電圧Ｖ１のパルスと第２設定電圧Ｖ２のパルスとの間に電圧を出力しない期間を長くすると、後述するβｅｆｆｅｃｔの算定に誤差が生じる場合もあるので電圧を出力しない期間は十分に短くすることが望まれる。尚、ここで言う、「十分に短い期間」とは、「活性化工程」において用いる炭素含有ガスの種類や炭素含有ガスの分圧などに依存するので適宜設定されるが、実用的には１０ｍｓｅｃ以下を指す。従って、典型的には、図８（ｂ）の様に第１設定電圧Ｖ１のパルスと第２設定電圧Ｖ２のパルスとが分離されている場合や、図８（ｃ）のようにＶａｃｔのパルスと第１設定電圧Ｖ１のパルスとが分離されている場合には、その間隔（インターバル）は１０ｍｓｅｃ以下に設定されることが好ましい。この十分に短い期間から外れると、新たな炭素化合物などが間隙７内に堆積するなどして間隙７の形状が変化するために、第１設定電圧Ｖ１で測定した条件と、第２設定電圧Ｖ２で測定した条件とが異なってしまうために、後述するβｅｆｆｅｃｔの算定に誤差が生じる可能性があると推測される。
【００６２】
そのため、好ましくは、図７、図８（ａ）、図８（ｃ）の様に、第１設定電圧と第２設定電圧とが連続した階段状のパルスを用いる。尚、図８（ｃ）の場合には、Ｖａｃｔと第１設定電圧との間に電圧を出力しない期間があるので、この場合も同様に、電圧を出力しない期間は十分に短くする（典型的には１０ｍｓｅｃ以下にする）ことが望まれる。そのため、図７または図８（ａ）に示すパルス波形を用いることが好ましい。図７に示す波形であると、極性が異なる電圧Ｖ４も電源５１から出力するので、十分な量の炭素膜６ａと炭素膜６ｂを形成することができるので、電子放出特性の劣化が少なく、良好な電子放出特性を得ることができるので好ましい。尚、Ｖ４の電圧の絶対値は、必ずしもＶ１の絶対値と等しくする必要はない。
【００６３】
また、電源５１から出力する電圧のうち、少なくとも、Ｖａｃｔに相当する電圧の絶対値は、実用的には、１５［Ｖ］以上６０［Ｖ］以下に設定される。そしてまた、Ｖａｃｔの絶対値は、前述した「フォーミング工程」で電源５１から出力した電圧の絶対値よりも高くなる。
【００６４】
また、電源５１から第１設定電圧Ｖ１を発生した際に、この第１設定電圧Ｖ１に対応して第１導電膜４ａと第２導電膜４ｂとの間を流れる電流（「電極２と電極３間、あるいは間隙７を流れる電流」と言い換えることもできる）として計測される電流を、第１計測電流Ｉ１と記すこととする。また、同様に、電源５１から第２設定電圧Ｖ１２を発生した際に、この第２設定電圧Ｖ１２に対応して第１導電性膜４ａと第２導電性膜４ｂとの間を流れる電流値として計測される電流を、第２計測電流Ｉ１２と記すこととする。
【００６５】
そして、電源５１から第１設定電圧Ｖ１を発生することによって、間隙７に実効的に印加される電圧を、実効電圧Ｖ１’と記すこととする。また、同様に、電源５１から設定電圧Ｖ１２を発生することによって、間隙７（第１炭素膜６ａの端部と第２炭素膜６ｂの端部との間）に実効的に印加される電圧を、実効電圧Ｖ１２’と記すこととする。尚、「活性化工程」の極めて初期の段階においては、炭素膜（６ａ、６ｂ）がほとんど堆積していない場合もあるので、その様な初期段階においては、第１間隙７は第２間隙５と実質的に置き換えて考えることができる。
【００６６】
間隙７に実効的に印加される実効電圧（Ｖ１’、Ｖ１２’）は、電源５１から出力される設定電圧（Ｖ１、Ｖ１２）よりも低くなる。この理由としては、電源５１から間隙７までの間には、配線、電極（２，３）、導電膜（４ａ、４ｂ）が存在するため、これらの抵抗による電圧降下が挙げられる。特に、導電膜（４ａ、４ｂ）は、上記工程２で説明した様に、非常に薄い膜であるので、「活性化工程」中に印加される電流や電圧等によって、形状の変化などを引き起こし、その抵抗値が「活性化工程」中に変動することが考えられる。そこで、「活性化工程」中における実効電圧を所望の値に制御することができれば、電子放出素子の電子放出特性の再現性を向上することができ、結果、多数の電子放出素子からなる電子源を形成する場合においても、均一性の高い電子源を得ることができる。
【００６７】
図１には、上述した実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）と計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）を用いて、横軸に実効電圧Ｖ’の逆数を記入し、縦軸には計測電流Ｉを実効電圧Ｖ’の２乗で除した値の対数値を記入している。
【００６８】
図１中の２点を通る直線の傾きを考えた場合、その傾きは下記式（３）中の“−Ｂ／β”となる。
Ｉ＝Ａ×（βＶ’）２×ｅｘｐ（−Ｂ／（βＶ’））        ・・・式（３）
【００６９】
ここで、Ｉは上記計測電流（Ｉ１、Ｉ１２）であり、Ｖ’は上記実効電圧（Ｖ１’、Ｖ１２’）であり、Ａ及びＢは、間隙７近傍の材料並びに放出面積に依存する定数である。βは間隙７近傍の形状に依存するパラメーターであり、実効電圧Ｖ’とβの積が間隙７に印加される電界強度となる。Ｂは定数であるので、結局、図１における傾きは、“−１／β”に比例する、と考えることができる。実効電圧Ｖ’とβの積が電界強度となることから、「活性化工程」においては、前述した「Ｖａｃｔ」が十分に短い間隔で電源５１から繰り返し出力されている状態においては、電界強度が一定という条件が成立するものと考えられる。そのため、このような条件下では、実効電圧Ｖ’とβの何れかが決まれば、もう一方も決まることになる。
【００７０】
そこで、「活性化工程」において、上記βを所望の値になるように電源５１から出力する電圧（第１設定電圧Ｖ１、第２設定電圧Ｖ１２、Ｖａｃｔなど）を制御することで、結果として、「活性化工程」中に間隙７に印加される実効電圧Ｖ’を制御することができる。そのため、電源５１から出力する波形としては、図７、図８（ａ）、図８（ｂ）に示したような、第１設定電圧がＶａｃｔを兼ねている場合の方が、図８（ｃ）のように第１設定電圧とＶａｃｔが分離されている場合よりも制御が、より単純にすることができるので好ましい。
【００７１】
尚、βｅｆｆｅｃｔ＝β／Ｂと書き示すことにすると、βｅｆｆｅｃｔはβに比例しているので、βｅｆｆｅｃｔの値を制御することで、間隙７に印加される実効電圧Ｖ’を制御可能であることがわかる。ところで、前述したように、図１中の２点を通る直線の傾きは、“−Ｂ／β”で表されるので、βｅｆｆｅｃｔは、図１中の２点を通る直線の傾きから算出することができる。即ち、βｅｆｆｅｃｔを書き示すと、下記式（１）となる。
βｅｆｆｅｃｔ＝−１／｛［ｌｎ（Ｉ１／Ｖ１’２）−ｌｎ（Ｉ１２／Ｖ１２’２）］／（１／Ｖ１’−１／Ｖ１２’）｝
＝（１／Ｖ１’−１／Ｖ１２’）／｛ｌｎ（Ｉ１２／Ｖ１２’２）−ｌｎ（Ｉ１／Ｖ１’２）｝・・・・式（１）
【００７２】
そこで、本発明における「活性化工程」は、上記βｅｆｆｅｃｔの値を算出し、この値が所望の値になるように電源５１から出力する電圧（第１設定電圧Ｖ１、第２設定電圧Ｖ１２など）を制御することで、結果として、間隙７に印加される実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’など）を制御するものである。
【００７３】
ところで、式（１）からβｅｆｆｅｃｔの値を算出するには、実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）を予め算出しておく必要がある。
【００７４】
そこで、次に、第１設定電圧Ｖ１、実効電圧Ｖ１’、第１計測電流Ｉ１の関係、あるいは第２設定電圧Ｖ１２、実効電圧Ｖ１２’、第２計測電流Ｉ１２の関係を整理する。
【００７５】
前述したように、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）と実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）の違いは、間隙７に直列に接続された抵抗成分による電圧降下が原因と考えることができる。そこで上記抵抗成分の値をＲｕｎｋｎｏｗｎと記すことにすると、実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）は下記式（２）の様に表すことができる。
実効電圧Ｖ’＝設定電圧Ｖ−計測電流Ｉ×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ・・・式（２）
【００７６】
つまり、Ｒｕｎｋｎｏｗｎをパラメーターとして、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）と計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）から、間隙７に印加される実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）を推測することが可能となる。なお、Ｒｕｎｋｎｏｗｎで示される抵抗は、配線の抵抗や、電極（２、３）の抵抗、そして導電性膜（４ａ、４ｂ）の抵抗など、電源５１と間隙７との間の抵抗である。
【００７７】
これらの抵抗の中で、とりわけ導電性膜（４ａ、４ｂ）の抵抗は、「活性化工程」中において、常に一定であるとは限らない。つまり、「活性化工程」中に、導電性膜（４ａ、４ｂ）の抵抗が変化する可能性がある。
【００７８】
このような場合にも、本発明においては、βｅｆｆｅｃｔの値を制御する際にＲｕｎｋｎｏｗｎの値を変数とすることで、実効電圧を推測することが可能となる。
【００７９】
以上の内容を踏まえて、本発明の「活性化工程」における、より具体的な制御方法の一例を図３と、図１２のフローチャートとを用いて説明する。
【００８０】
まず、「活性化工程」を開始するに当り、「活性化工程」において制御するβｅｆｆｅｃｔの目標値βｓｅｔを予め決めておく。βｓｅｔを決めることで、目標とする実効電圧Ｖ’も決まる。また、この時に、間隙７に接続する抵抗成分の値Ｒｕｎｋｎｏｗｎの初期値を決めておく。
【００８１】
（ｓｔｅｐ１）
電源５１から設定電圧を有するパルスを出力する。
【００８２】
このパルスは、図７、図８（ａ）〜図８（ｃ）を用いて前述したような、互いに異なる電圧（第１設定電圧（Ｖ１）、第２設定電圧（Ｖ２））を有する１乃至複数種類のパルスである。設定電圧としては、更に、第３設定電圧（Ｖ３）、第四設定電圧（Ｖ４）など、電圧の異なる多数の設定電圧を更に用いることもできる。異なる設定電圧を多数出力することで、ｓｔｅｐ４におけるβｅｆｆｅｃｔの算出結果の精度を増すことができる。
【００８３】
（ｓｔｅｐ２）
ｓｔｅｐ１で出力された設定電圧（第１設定電圧、第２設定電圧）に応じて、電極２、３間を流れる電流である計測電流（第１計測電流（Ｉ１）、第２計測電流（Ｉ１２））を計測する。
【００８４】
尚、設定電圧としてｎ種類の電圧を用いたのであれば、計測電流もｎ種類となる。しかし、ｎ種類の計測電流の中から所望の２つを選択する方法を採用しても良い。
【００８５】
（ｓｔｅｐ３）
設定電圧（Ｖ１、Ｖ２）、計測電流（Ｉ１、Ｉ１２）から、実効電圧（Ｖ１’、Ｖ１２’）を算出する。
【００８６】
実効電圧の算出においては、前述した式（２）を用いる。式（２）におけるＲｕｎｋｎｏｗｎの初期値としては、例えば、配線の抵抗、電極（２、３）の抵抗、そして導電性膜（４ａ、４ｂ）の抵抗の推測値の和Ｒ１を設定することができる。
【００８７】
（ｓｔｅｐ４）
ｓｔｅｐ３で算出した実効電圧（Ｖ１’、Ｖ１２’）と、計測電流（Ｉ１、Ｉ１２）から、βｅｆｆｅｃｔを算出する。
【００８８】
βｅｆｆｅｃｔの算出においては、前述した式（１）を用いる。
【００８９】
（ｓｔｅｐ５）
ｓｔｅｐ４で算出したβｅｆｆｅｃｔと、予め決定していた目標値（βｓｅｔ）とを比較する。βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとの間に差がある場合は、ｓｔｅｐ６に進み、差がない場合は、ｓｔｅｐ９に進む。
【００９０】
尚、本発明においては、最終的に得たい電子放出素子の仕様によっては、βｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔと完全に等しくなくとも予め設定した範囲内に収まれば良い場合もある。完全に等しくすることが理想ではあるが、そのために、時間があまりにもかかってしまったり、コストが上昇するのは好ましくない。そのため、ｓｔｅｐ５において、βｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔの許容範囲内にあることを確認した時点で、ｓｔｅｐ９に進むこともできる。
【００９１】
（ｓｔｅｐ６）
βｅｆｆｅｃｔがβｓｅｔよりも大きい場合には、ｓｔｅｐ７Ａに進み、βｅｆｆｅｃｔがβｓｅｔよりも小さい場合には、ｓｔｅｐ７Ｂに進む。
【００９２】
（ｓｔｅｐ７Ａ、７Ｂ）
βｅｆｆｅｃｔがβｓｅｔよりも大きい場合には、ｓｔｅｐ４で採用したＲｕｎｋｎｏｗｎの値が小さいためであるので、ｓｔｅｐ４で採用したＲｕｎｋｎｏｗｎの値に補正値（△Ｒ）を加えて、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を上げる（ｓｔｅｐ７Ａ）。一方、βｅｆｆｅｃｔがβｓｅｔよりも小さい場合には、ｓｔｅｐ４で採用したＲｕｎｋｎｏｗｎの値が大きいためであるので、ｓｔｅｐ４で採用したＲｕｎｋｎｏｗｎの値から補正値（△Ｒ）を引いて、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を下げる（ｓｔｅｐ７Ａ）。
【００９３】
ここで、βｅｆｆｅｃｔの算出値とβｓｅｔの値が一致しない場合を考えてみる。この場合、その要因として、ｓｔｅｐ３で算出した実効電圧が、目標とする実効電圧と異なっている場合が考えられる。このような場合は、電圧降下の影響を誤って見積もった場合に生じることがある。そこで、βｅｆｆｅｃｔの算出値とβｓｅｔの値が一致あるいはβｅｆｆｅｃｔの算出値とβｓｅｔの値とが近づくように、電源５１から出力される設定電圧値を変更すればよい。その変更の方法としては、上述のＲｕｎｋｎｏｗｎの値を変更する方法を用いることができる。
【００９４】
つまり、式（１）から導き出されるβｅｆｆｅｃｔの計算値とβｓｅｔの値が一致、あるいはその差が小さくなるようにＲｕｎｋｎｏｗｎの値を変更し、なおかつ該Ｒｕｎｋｎｏｗｎと電流の積で示される電圧降下を補償するように設定電圧値を変更していけばよい。
【００９５】
この手法によれば、たとえＲｕｎｋｎｏｗｎの値が変化した場合にも適応可能である。いま、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの初期値をＲ１と記述した場合、式（１）から導き出されるβｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔの値よりも大きい場合には、実効電圧が、式（２）から算出された実効電圧の値よりも低いと判断される。この原因は、式（２）で、予め想定したＲｕｎｋｎｏｗｎの初期値（Ｒ１）が低かったと考えられる。そのため、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を、初期値（Ｒ１）よりも大きな値であるＲ２に変更すればよい。逆に、式（１）から導き出されるβｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔの値よりも小さな場合には、実効電圧が、式（２）から算出された実効電圧の値よりも高いと判断される。この原因は、式（２）で、予め想定したＲｕｎｋｎｏｗｎの初期値（Ｒ１）が高かったと考えられる。そのため、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を、Ｒ１よりも小さな値であるＲ３に変更すればよい。尚、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの初期値（Ｒ１）としては、実用的には、０Ω以上４０ｋΩ以下に設定される。
【００９６】
このような変更に応じて、電源５１から出力する設定電圧を調整することが可能になる。この場合に、Ｒ２−Ｒ１、あるいはＲ３−Ｒ１で示される補正値（ΔＲ）は、たとえば、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔの差に応じて決定することが可能である。
【００９７】
（ｓｔｅｐ８）
ｓｔｅｐ７Ａ又は７Ｂで変更された、抵抗値（Ｒ２或いはＲ３）を、式（２）に代入して、新たな設定電圧を算出する。そして、この新たな設定電圧を、電源５１から出力する設定電圧として用いて、再度、ｓｔｅｐ１の工程に戻る。
【００９８】
上記ｓｔｅｐ１〜ｓｔｅｐ８の制御工程を１サイクルとして、βｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔの値と等しくなるか、或いは、βｅｆｆｅｃｔの値が予め設定した範囲内に収まるまで、上記サイクルを繰り返す。
【００９９】
（ｓｔｅｐ９）
ｓｔｅｐ５で、βｅｆｆｅｃｔの値が、βｓｅｔの値と等しいか、予め設定した範囲内に収まっていることを確認した後、電源５１からの電圧の出力を停止する。
【０１００】
以上の工程で、本発明における「活性化工程」は、基本的に、完了することができる。
【０１０１】
しかしながら、例えば、ｓｔｅｐ４で算出したβｅｆｆｅｃｔの値が、βｓｅｔの値と等しい、或いは、予め設定した範囲内に収まっている場合であっても、所望の放出電流Ｉｅ及び／又は所望の素子電流Ｉｆに到達していない場合もある。
【０１０２】
その様な場合においては、所望の放出電流Ｉｅ及び／又は所望の素子電流Ｉｆに到達するまで、上記したサイクルを繰り返し続けることが好ましい。この様にβｅｆｆｅｃｔの値はβｓｅｔの値と等しくなった、あるいは、予め設定した範囲内に収まってはいるが、所望の放出電流Ｉｅ及び／又は所望の素子電流Ｉｆに到達していない電子放出素子に対して、次のサイクルのｓｔｅｐ１において出力する設定電圧としては、１つ前のサイクルのｓｔｅｐ１において出力した設定電圧と等しい電圧を用いることができる。この様なサイクルを、所望の放出電流Ｉｅ及び／又は所望の素子電流Ｉｆに到達するまで繰り返していると、βｅｆｆｅｃｔの値がずれてくる場合もある。その場合には、ｓｔｅｐ５でβｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとが異なることが確認されるので、その時点でｓｔｅｐ６に移行すればよい。そして、所望の放出電流Ｉｅ及び／又は所望の素子電流Ｉｆに到達し、且つ、βｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔの値と等しくなった、あるいは、予め設定した範囲内に収まった、時点で「活性化工程」を終了する。
【０１０３】
また、例えば、多数の電子放出素子に対して、同時に「活性化工程」を施す（あるいは、多数の電子放出素子を同時に炭素含有雰囲気に曝す）場合においては、全ての電子放出素子の「活性化工程」が同時に完了するとは限らない。例えば、一部の電子放出素子が他の電子放出素子よりも、βｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔの値と等しくなるのに要する時間、或いは予め設定した範囲内に収まるのに要する時間が早い場合もある。
【０１０４】
その様な場合においては、既に、βｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔの値と等しくなった、あるいは、βｅｆｆｅｃｔの値が予め設定した範囲内に収まった電子放出素子に対して、他の全ての電子放出素子のβｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔの値と等しいか、βｅｆｆｅｃｔの値が予め設定した範囲内に収まるまで、上記したサイクルを続けることが好ましい。この様に、既に、βｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔの値と等しくなった、あるいは、βｅｆｆｅｃｔの値が予め設定した範囲内に収まった電子放出素子に対して、次のサイクルのｓｔｅｐ１において出力する設定電圧としては、１つ前のサイクルのｓｔｅｐ１において出力した設定電圧と等しい電圧を用いることができる。勿論、この様なサイクルを、他の全ての電子放出素子のβｅｆｆｅｃｔの値がβｓｅｔの値と等しいか、βｅｆｆｅｃｔの値が予め設定した範囲内に収まるまで繰り返していると、βｅｆｆｅｃｔの値がずれてくる場合もある。その場合には、ｓｔｅｐ５でβｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとが異なることが確認されるので、その時点でｓｔｅｐ６に移行すればよい。
【０１０５】
さらに、多数の電子放出素子に対して同時に「活性化工程」を施す（あるいは、多数の電子放出素子を同時に炭素含有雰囲気に曝す）場合においては、上述した様に、βｓｅｔと等しくなる（或いは許容範囲に収まる）迄の時間差が生じる場合に加え、前述した様な、所望の放出電流Ｉｅ及び／又は所望の素子電流Ｉｆに到達する迄の時間差も生じる場合もある。
【０１０６】
この様な場合においても、全ての電子放出素子の放出電流Ｉｅ及び／或いは素子電流Ｉｆと、βｅｆｆｅｃｔとが、所望の値になるまで、上述したサイクルを繰り返すことで、均一性の高い電子源を形成することができる。
【０１０７】
以上に述べた「活性化工程」を行うことで、電子放出素子の製造における、再現性を向上することができる。また、複数の電子放出素子において、βｅｆｆｅｃｔを揃えることができる。その結果、「活性化工程」において印加する実効電圧Ｖ’をそろえることが可能となる。ひいては、「活性化工程」において印加する実効電圧Ｖ’が異なることに起因する電子放出特性のばらつきを低減することが可能となる。
【０１０８】
なお、本発明においては、「活性化工程」を開始した直後からしばらくの間（パルス電圧印加の初期）においては、βｅｆｆｅｃｔが大きく観測される場合がある。これは、「活性化工程」の初期においては、炭素膜（６ａ、６ｂ）がほとんど堆積していない、あるいは、前述した第１の間隙７の幅（第１炭素膜６ａと第２炭素膜６ｂとの間隔）にまで達していないためであると思われる。そのため、その様な場合には、例えば、以下の（Ａ）または（Ｂ）のいずれかの制御サイクルを用いればよい。
【０１０９】
（Ａ）βｅｆｆｅｃｔが所望の範囲内（実用的にはβｓｅｔ±５０％内）になるまでは、図１２で示した、ｓｔｅｐ１〜ｓｔｅｐ４を繰り返す。そして、βｅｆｆｅｃｔが上記所望の範囲内になったことをｓｔｅｐ４で確認してから、上述したｓｔｅｐ５以降に進み、βｅｆｆｅｃｔの計算値とβｓｅｔの値が一致、あるいはその差が小さくなるように設定電圧を変更する制御を開始する。
【０１１０】
（Ｂ）βｅｆｆｅｃｔが所望の範囲内（実用的にはβｓｅｔ±５０％内）になるまでは、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの初期値として、例えば、配線の抵抗や電極（２、３）の抵抗、そして導電性膜（４ａ、４ｂ）の抵抗の和などから推測される値（Ｒ１）を設定し、このＲ１とｓｔｅｐ２で計測される計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）との積で表される電圧降下分を設定電圧に加算するという制御サイクルを繰り返す。そして、βｅｆｆｅｃｔが上記所望の範囲内になったことをｓｔｅｐ４で確認してから、上記したｓｔｅｐ５以降に進み、βｅｆｆｅｃｔの計算値とβｓｅｔの値が一致、あるいはその差が小さくなるように設定電圧を変更する制御を開始する。
【０１１１】
また、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの補正方法に関して、例えば、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの補正値（△Ｒ）をβｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔの差を算出し、この値にあらかじめ設定した係数ｋをかけたもの（ｋ×｜βｅｆｆｅｃｔ−βｓｅｔ｜）として制御することもできる。ｋの値としては、1以上１０００００以下、好ましくは１００以上２００００以下が実用的な範囲である。この範囲を外れると本発明の活性化工程に要する時間が極端に長くなってしまったり、βｅｆｆｅｃｔの値が収束しなくなってしまう場合がある。係数ｋを適宜設定することで、「活性化工程」を開始初期（パルス電圧印加の初期）から上述した制御を開始することも可能である。このような場合は、例えば、「活性化工程」の初期においては、上記係数を小さく設定することにより、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの補正値（ΔＲ）を小さくし、「活性化工程」がある程度進んだ時点で、上記係数の値を上げることで対応することができる。
【０１１２】
βｓｅｔの範囲に関しては、実効電圧Ｖ’として２０Ｖ〜３０Ｖの範囲の電圧を間隙７に印加することを想定すると、実用的には、０．００３３８以上０．００５０８以下とすることが好ましい。
【０１１３】
また、設定電圧Ｖ並びにＲｕｎｋｎｏｗｎ関しては、両者の値と、実効電圧Ｖ’並びに計測電流Ｉにより式（２）の関係が成り立つので、独立に範囲を設定することは困難であるが、例えば設定電圧Ｖに関して，上述の実効電圧Ｖ’の範囲においては、設定電圧Ｖが６０［Ｖ］以下である。また、第一設定電圧Ｖ１と第２設定電圧Ｖ１２は異なる電圧であり、なおかつ式（３）の関係を満足する電圧であるためには、設定電圧は１５［Ｖ］以上である。この値は、設定電圧Ｖの最大値が２０［Ｖ］のときに流れる電極２、３間を流れる計測電流Ｉの約２％を検出できる電圧に相当する。
【０１１４】
また、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの初期値（Ｒ１）の範囲に関しては、上述の設定電圧Ｖと、電流Ｉに依存するが、例えば実用的な範囲を考慮すると、計測電流Ｉが１００［ｍＡ］とすると３００［Ω］以下、計測電流Ｉが１［ｍＡ］とすると４０［ｋΩ］以下である。また、Ｒ１の下限は、０［Ω］とすることもできる。
【０１１５】
本発明の「活性化工程」で形成される炭素膜（６ａ、６ｂ）は、炭素及び／又は炭素化合物を含む膜であり、実用的には、炭素及び／又は炭素化合物を主体とする膜である。
【０１１６】
ここで、炭素及び炭素化合物とは、例えばグラファイト（いわゆるＨＯＰＧ、ＰＧ、ＧＣを包含する（ＨＯＰＧはほぼ完全なグラファイトの結晶構造、ＰＧは結晶粒が２０ｎｍ程度で結晶構造がやや乱れたもの、ＧＣは結晶粒が２ｎｍ程度になり結晶構造の乱れがさらに大きくなったものを指す。））、非晶質カーボン（アモルファスカーボン及び、アモルファスカーボンと前記グラファイトの微結晶の混合物を指す）である。
【０１１７】
また、炭素膜（６ａ、６ｂ）の膜厚は、２００ｎｍ以下の範囲とするのが好ましく、１００ｎｍ以下の範囲とすることがより好ましい。
【０１１８】
（工程５）
次に、工程１〜工程４を経て得られた電子放出素子は、好ましくは、「安定化工程」を行うことが好ましい。
【０１１９】
この工程は、主には、真空容器内の炭素化合物および／あるいは電子放出素子を形成した基板１上に残留した炭素化合物を排気する工程である。真空容器内の圧力は極力低くすることが必要で、１×１０−６Ｐａ以下が好ましい。
【０１２０】
真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生するオイルが工程１〜４を経て形成した電子放出素子の特性に影響を与えないように、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、イオンポンプ等の真空排気装置を挙げることが出来る。
【０１２１】
真空容器内を排気するときには、真空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子放出素子に吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが好ましい。このときの加熱条件は、８０℃以上好ましくは１５０℃以上３５０℃以下で、できるだけ長時間処理するのが望ましい。
【０１２２】
「安定化工程」を行った後の、電子放出素子の駆動時の雰囲気は、上記「安定化工程」終了時の雰囲気を維持するのが好ましい。しかしながら、有機物質が十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出来る。このような真空雰囲気を採用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、また真空容器や基板などに吸着したＨ２Ｏ、Ｏ２なども除去でき、結果として素子電流Ｉｆ，  放出電流Ｉｅが、安定する。
【０１２３】
上述した工程を経て得られた本発明の電子放出素子の基本特性について図５、図６を参照しながら説明する。
【０１２４】
図５は、真空処理装置の一例を示す模式図であり、この真空処理装置は測定評価装置としての機能をも兼ね備えている。図５においても、図２に示した部位と同じ部位には図２で付した符号と同一の符号を付している。
【０１２５】
図５において、５５は真空容器であり、５６は排気ポンプである。真空容器５５内には上記工程１〜工程５を経て形成された電子放出素子が配されている。５１は、電子放出素子に素子電圧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Ｉｆを測定するための電流計、５４は、電子放出素子より放出される放出電流Ｉｅを捕捉するためのアノード電極である。５３はアノード電極５４に電圧を印加するための高圧電源、５２は放出電流Ｉｅを測定するための電流計である。アノード電極の電圧は１ｋＶ以上２０ｋＶ以下の範囲が好ましく、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲として測定を行う。
【０１２６】
真空容器５５内には、不図示の真空計等の真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになっている。排気ポンプ５６は、ターボポンプ、ロータリーポンプからなる通常の高真空装置系と更に、イオンポンプ等からなる超高真空装置系とにより構成されている。ここに示した基板１を配した真空処理装置の全体は、不図示のヒーターにより加熱できる。従って、この真空処理装置を用いると、前述の工程３〜工程５も行うことができる。
【０１２７】
図６は、図５に示した真空処理装置を用いて測定された放出電流Ｉｅ、素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係を模式的に示した図である。図６においては、放出電流Ｉｅが素子電流Ｉｆに比べて著しく小さいので、任意単位で示している。なお、縦軸および横軸ともリニアスケールである。
【０１２８】
図６からも明らかなように、本発明の製造方法で得られる電子放出素子は、放出電流Ｉｅに関して三つの特徴的性質を有する。
【０１２９】
即ち、
（１）ある電圧（「しきい値電圧」と呼ぶ。図６中のＶｔｈ）以上の電圧を印加すると急激に放出電流Ｉｅが増加し、一方しきい値電圧Ｖｔｈ以下では放出電流Ｉｅがほとんど検出されない。つまり、放出電流Ｉｅに対する明確なしきい値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。
（２）放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに単調増加依存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖｆで制御できる。
（３）アノード電極５４に捕捉される放出電荷は、素子電圧Ｖｆを印加する時間に依存する。つまり、アノード電極５４に捕捉される電荷量は、素子電圧Ｖｆを印加する時間により制御できる。
【０１３０】
以上の説明より理解されるように、本発明の製造方法で得られる電子放出素子は、入力信号に応じて、電子放出特性を容易に制御できることになる。この性質を利用すると複数の電子放出素子を配して構成した電子源、画像表示装置等、多方面への応用が可能となる。
【０１３１】
尚、本発明の製造方法により形成した電子放出素子においては、実効電圧Ｖ’を制御した極性と同一の極性で駆動することが好ましい。つまり、例えば、図７で示したようなパルスを用いて、「活性化工程」を行った場合においては、電極２，３のうち、Ｖ１、Ｖ２を印加した側の電極を、駆動の際に高い電位を印加する電極とする。即ち、例えば、電極２に＋Ｖ１［Ｖ］、＋Ｖ１２［Ｖ］を印加したのならば、電子放出素子の駆動時においては、電極２の電位が電極３の電位よりも高くなるようにして電子を放出させることが好ましい。
【０１３２】
次に、本発明の製造方法により作成することのできる、複数の電子放出素子を備えた電子源並びに画像表示装置について以下に説明する。
【０１３３】
図１０に、本発明に係る画像表示装置を構成する外囲器１００の一実施形態を模式的に示した斜視図である。尚、図１０は、理解を容易にするため、外囲器１００の一部を切除または省略して示している。図１０に示されるように、リアプレート９１には、本発明の製造方法で得られる多数の電子放出素子１０７で構成された電子源が配置されている。また、９４はＹ方向配線、９６はＸ方向配線、１０２はフェースプレート、１０３はガラス基板、１０４は蛍光膜、１０５はメタルバック、１０６は支持枠である。
【０１３４】
このような外囲器１００は、フェースプレート１０２とリアプレート９１とを封着することによって得ることができる。そして、一般には、フェースプレート１０２とリアプレート９１との距離を規定するために、支持枠１０６を間に挟んで封着する。また、大型の外囲器を形成する場合には、さらに、スペーサと呼ばれる支持部材を、外囲器内部において、フェースプレート１０２とリアプレート９１との間に配置される。
【０１３５】
リアプレート９１上には、電子放出素子１０７の一方の電極９３に接続されたＹ方向配線（下配線）９４が設けられており、さらに、その上に、絶縁層（不図示）を介して、Ｘ方向配線（上配線）９６が設けられている。尚、Ｘ方向配線（上配線）９６は、Ｙ方向配線９４と交差する方向に配置されており、絶縁層に設けられたコンタクトホール（不図示）を介して他方の電極９２に接続される。このようにすることで、各電子放出素子１０７は、Ｙ方向配線９４及びＸ方向配線９６を介して電極９２、９３間に電圧を印加することで、選択的に駆動することができるようになっている。Ｙ方向配線９４およびＸ方向配線９６の材料、膜厚、配線幅等は適宜設定される。また、Ｙ方向配線９４およびＸ方向配線９６、絶縁層の形成方法の例としては、印刷法やスパッタリング法とフォトリソグラフィ技術の組み合わせ等を用いることができる。
【０１３６】
上記リアプレート９１と対向して、ガラス等の透明な絶縁性のフェースプレート１０３が配置されている。フェースプレート１０３の内面には、蛍光体層１０４と、メタルバック１０５が設けられている。尚、メタルバック１０５は、前述したアノード電極に相当する導電性膜である。１０６は支持枠であり、リアプレート９１およびフェースプレート１０３と、フリットガラス等の接着剤で封着されており、内部が気密に保持された外囲器１００を構成している。尚、フェースプレート１０３とリアプレート９１との間隔は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下で選択された値に維持されることが好ましい。
【０１３７】
上記リアプレート９１、支持枠１０６およびフェースプレート１０３で囲まれた外囲器１００の内部空間は真空に保持される。この真空雰囲気は、リアプレート７９１またはフェイスプレート１０３に排気管を設けておき、内部を真空排気した後、排気管を封止することが形成することができる。また、支持枠１０６とリアプレート９１とフェースプレート１０３の封着を真空チャンバー中で行うことで、内部が真空に維持された外囲器１００を、上記排気管を用いずに容易に形成することができる。
【０１３８】
画像の表示は、上記の外囲器１００に、各電子放出素子１０７を駆動するための駆動回路を接続し、Ｙ方向配線９４およびＸ方向配線９６を介して所望の電極９２、９３間に電圧を印加することで電子放出部から電子を発生させると共に、高圧端子Ｈｖからアノード電極であるメタルバック１０５に５ｋＶ以上３０ｋＶ以下の高電圧を印加して電子ビームを加速し、蛍光体層１０４に衝突させることで行うことができる。
【０１３９】
蛍光体層１０４は、画像表示装置によってカラー表示を行いたい場合は、３原色の蛍光体を所望の周期に配列することで得ることができる。そして、各色の蛍光体間には光吸収層を配置することが好ましい。光吸収層としては、典型的には黒色の部材を用いることができる。黒色の部材としてはカーボンを用いることができる。
【０１４０】
また、フェースプレート１０３とリアプレート９１との間に、スペーサーと呼ばれる不図示の支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強度を持つ外囲器１００を構成することができる。
【０１４１】
また、図１０を用いて説明した本発明の外囲器（画像表示装置）１００を用いて情報表示再生装置を構成することができる。
【０１４２】
具体的には、テレビジョン放送などの放送信号を受信する受信装置と、受信した信号を選曲するチューナーと、選曲した信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも１つを、外囲器（画像表示装置）１００に出力して表示および／あるいは再生させる。この構成によりテレビジョンなどの情報表示再生装置を構成することができる。勿論、放送信号がエンコードされている場合には、本発明の情報表示再生装置はデコーダーも含むことができる。また、音声信号については、別途設けたスピーカーなどの音声再生手段に出力して、外囲器（画像表示装置）１００に表示される映像情報や文字情報と同期させて再生する。
【０１４３】
また、映像情報または文字情報を外囲器（画像表示装置）１００に出力して表示および／あるいは再生させる方法としては、例えば以下のように行うことができる。まず、受信した映像情報や文字情報から、外囲器（画像表示装置）１００の各画素に対応した画像信号を生成する。そして生成した画像信号を、外囲器（画像表示装置）１００の駆動回路に入力する。そして、駆動回路に入力された画像信号に基づいて、駆動回路から外囲器（画像表示装置）１００内の各電子放出素子に印加する電圧を制御して、画像を表示する。
【０１４４】
ここで述べた画像表示装置の構成は、本発明を適用可能な画像表示装置の一例であり、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。また、本発明の画像表示装置は、テレビ会議システムやコンピュータ等の表示装置等としても用いることができる。
【０１４５】
本発明の画像表示装置は、テレビジョン放送の表示装置、テレビ会議システムやコンピュータ等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プリンタとしての画像形成装置等としても用いることができる。
【実施例】
【０１４６】
以下に本発明の実施例を示す。
【０１４７】
（実施例１）
電子放出素子として図２に示すタイプの電子放出素子を作成した。図２（ａ）は平面模式図を示し、図２（ｂ）は断面模式図を示している。図２において、１は基板、２、３は電極、４ａは第１導電膜、４ｂは第２導電膜、６ａは第１炭素膜、６ｂは第２炭素膜、５は第２の間隙、７は第１の間隙である。
【０１４８】
本実施例においては、１つの電子放出素子を、以下の工程に従い作成した。
【０１４９】
（工程１）
基板１として、ＳｉＯ２を６７％と、Ｋ２Ｏを４．４％とＮａ２Ｏを４．５％含み、歪み点が５７０℃である基体上にＳｉＯ２をスパッタリング蒸着法で積層したものを使用した。
【０１５０】
（工程２）
上記基板１上に、スパッタリング蒸着法により、Ｔｉを厚さ５ｎｍで、Ｐｔを厚さ５０ｎｍで順次堆積した。電極２、３および電極間隔Ｌとなるべきパターンをホトレジストで形成し、次にＡｒイオンによるドライエッチングを行い、電極間隔Ｌは３０μｍとし、電極幅Ｗを１０００μｍとした電極２、３を形成した（図３（ａ））。
【０１５１】
（工程３）
有機Ｐｄ溶液を、基板１上にスピンナーにより回転塗布し、３００℃で１２分間の加熱焼成処理を行った。また、こうして形成した導電性膜４（主元素をＰｄとした膜）のシート抵抗値は１×１０５Ω／□であった。
【０１５２】
（工程４）
工程３で得られた導電性膜４を、レーザーによる直接パターニングを行って、所定のパターンに形成した（図３（ｂ））。導電性膜４の幅Ｗ’は６００μｍとした。
【０１５３】
（工程５）
次に、上述の基板１を図５で説明した測定評価装置にセットし、真空ポンプ５６により排気して内部が１×１０−３Ｐａの真空度に達した後に、９８％の窒素ガスと２％の水素ガスとを含む混合ガスを内部に導入した。水素によって導電性膜４の還元が促進され酸化パラジウムがパラジウムに変化する。還元後に電極２、３間の抵抗を測定したところ、６０［Ω］であった。このあと、再び真空ポンプにより１×１０−３Ｐａの真空度に達するまで内部を排気した後に、電源５１を用いて電極２、３間に電圧を印加し、「フォーミング工程」を行い、第２の間隙５を形成した（図３（ｃ））。本実施例では、パルス幅Ｔ１を１［ｍｓｅｃ］、パルス間隔Ｔ２を５０［ｍｓｅｃ］とした矩形パルスを、波高値を０．１［Ｖ］ステップで昇圧させて、「フォーミング工程」を行った。このあと、評価装置内部を１×１０−６Ｐａまで排気した。
【０１５４】
（工程６）
続いて、トルニトリルをアンプルに封じたものをスローリークバルブを通して、図５に示した評価装置５５内に導入し、内部を１．３×１０−４Ｐａに維持した。次に、図７に示した波形のパルスを電源５１から出力して「活性化工程」を行った（図３（ｄ））。図７に示した波形は、「活性化工程」の開始直後であって、未だ本発明の制御を行っていない時において、電源５１から出力された波形を示している。図７で、第１設定電圧Ｖ１は２３［Ｖ］、第２設定電圧Ｖ１２は２１［Ｖ］である。また、Ｖ４は、Ｖ１と絶対値の等しい逆極性の電圧である、−２３［Ｖ］とした。またパルス幅Ｔ１は１［ｍｓｅｃ］、Ｔ１２は０．１［ｍｓｅｃ］、Ｔ３は０．１［ｍｓｅｃ］とした。周期は２０［ｍｓｅｃ］とし、本実施例における「活性化工程」の所要時間は４５分間であった。
【０１５５】
本実施例の「活性化工程」において行った制御を以下に詳細に述べる。
（ｓｔｅｐ０）
まず、初期設定を行った。具体的には、βｓｅｔ＝０.００４４１、Ｒｕｎｋｎｏｗｎ＝０に設定した。
（ｓｔｅｐ１）
電源５１から図７に示した波形（上記設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖ４））の出力を開始した。
（ｓｔｅｐ２）
出力された設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖ４）の各々に応じて流れる電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２、Ｉ４）を計測した。
（ｓｔｅｐ３）
そして、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）及び計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）から実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）を次の式を用いて算出した。
Ｖ１’＝Ｖ１−Ｉ１×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｖ１２’＝Ｖ１２−Ｉ１２×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｒｕｎｋｎｏｗｎ＝０と設定してあるので、この段階で得られる、実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）はそれぞれ、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）と等しくなる。
（ｓｔｅｐ４）
実行電圧Ｖ’から、βｅｆｆｅｃｔを算出した。尚、上記ｓｔｅｐ２及びｓｔｅｐ３で行う、実効電圧Ｖ’の算出並びに電流の計測は、約２秒周期で行った。
【０１５６】
そして、ｓｔｅｐ４におけるβｅｆｆｅｃｔの算出結果が、βｅｆｆｅｃｔ≦０.００６６２になるまで、上記ｓｔｅｐ１からｓｔｅｐ４を繰り返した。βｅｆｆｅｃｔ≦０.００６６２になるまでに要した時間は、電源５１から図７に示した波形の出力を開始してから約３分であった。尚、この間、Ｒｕｎｋｎｏｗｎ＝０に固定した。
βｅｆｆｅｃｔ≦０.００６６２になったのを確認してから、次のｓｔｅｐ５に移った。
（ｓｔｅｐ５〜７）
まず、βｅｆｆｅｃｔの値とβｓｅｔの値とを比較し、βｅｆｆｅｃｔの値とβｓｅｔの値が異なっていた場合に、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を変更（補正）する処理を行った。
【０１５７】
具体的には、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの補正値（変更幅）をΔＲとし、ｋを定数として、下記式（３）にて表されるΔＲを算出する。そして得られたΔＲをＲｕｎｋｎｏｗｎに加算して、補正した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを算出した。
ΔＲ＝ｋ×（βｅｆｆｅｃｔ−βｓｅｔ）    式（３）
本実施例においては、ｋ＝１００００に設定した。
（ｓｔｅｐ８）
上記式（３）を用いて補正した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎと、ｓｔｅｐ２で計測した計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）及び、ｓｔｅｐ３で算出した実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）を、以下の関係式に代入することで、次のサイクルのｓｔｅｐ１において電源５１から出力する新たな設定電圧Ｖ（Ｖ２、Ｖ２２）を算出した。尚、新たな設定電圧Ｖ（Ｖ２、Ｖ２２）を算出する上で用いた、実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）はｓｔｅｐ３で述べた様に、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）と等しい。そのため、Ｖ１’は２３［Ｖ］であり、Ｖ１２’は２１［Ｖ］である。
Ｖ１’＝Ｖ２−Ｉ１×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｖ１２’＝Ｖ２２−Ｉ１２×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
そして、次の制御サイクル（新たな制御サイクル）のｓｔｅｐ１において電源５１から出力する電圧を、上記ｓｔｅｐ８で算出した新たな設定電圧Ｖ（Ｖ２、Ｖ２２）に置き換えて、電源５１からの出力を開始することで新たな制御サイクルを開始した。その後は、上記ｓｔｅｐ２〜ｓｔｅｐ４迄を再度行い、βｅｆｆｅｃｔの値を算出した。尚、この制御サイクルのｓｔｅｐ３においては、Ｒｕｎｋｎｏｗｎは上記ｓｔｅｐ７で算出した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを採用した。つまり、この制御サイクルのｓｔｅｐ３において用いるＲｕｎｋｎｏｗｎは前の制御サイクルのｓｔｅｐ７で算出した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを用いる。尚、前のサイクルでは、βｅｆｆｅｃｔ≦０.００６６２になるまで、ｓｔｅｐ１からｓｔｅｐ４を繰り返したが、このサイクルにおいては、ｓｔｅｐ１からｓｔｅｐ４を繰り返さずに単純にβｅｆｆｅｃｔの値を算出した。そして、ｓｔｅｐ５に移行して、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとが同一か否かを判定し、異なっていればｓｔｅｐ６〜ｓｔｅｐ８を開始した。そして、また、新たな制御サイクルのｓｔｅｐ１〜ｓｔｅｐ５を開始した。
【０１５８】
以上述べた、新たな制御サイクルを繰り返すことによって、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔと等しくなるまで、「活性化工程」の制御を行った。そして「活性化工程」の開始から４５分経過した時点で、ｓｔｅｐ５における算出結果が、βｅｆｆｅｃｔ＝βｓｅｔになったので、「活性化工程」を終了した。
【０１５９】
表１には、「活性化工程」の開始から５分間隔で算出または計測された、βｅｆｆｅｃｔ、Ｒｕｎｋｎｏｗｎ（単位はΩ）、Ｉ１（単位はｍＡ）を示す。
【０１６０】
【表１】
2006019132.tif 000003
【０１６１】
表１から、「活性化工程」開始５分後には、βｅｆｆｅｃｔが概ねβｓｅｔと一致するように制御がなされたことがわかる。また、Ｒｕｎｋｎｏｗｎが時間の経過と共に増加していることがわかる。本実施例においては、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの初期値を０としていたが、βｅｆｆｅｃｔの値をβｓｅｔとの差が低減するように制御することにより、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を随時変更している。βｅｆｆｅｃｔが所望の値βｓｅｔと一致するように制御されていることにより、βｓｅｔに対応した実効電圧Ｖ’が間隙７に印加することが可能となる。なお、上述の抵抗変化は、「活性化工程」中における導電性膜４の変化に起因して生じていると推測される。
【０１６２】
本実施例より、間隙７に直列に接続された抵抗成分を求め、その分の電圧補償を実施することが可能であり、ひいては間隙７に所望の実効電圧を印加可能であることがわかる。
【０１６３】
（実施例２）
本実施例においては、実施例１の（工程５）までは同様の製造方法を採用して、図２に示すタイプの電子放出素子を５つ（電子放出素子Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）作成した。このため、以下では（工程１〜５）については、説明を省略する。
【０１６４】
なお、（工程５）で、還元後に電極２、３間の抵抗を測定したところ、電子放出素子Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆそれぞれにおいて、６１Ω、６０Ω、６１Ω、６２Ω、６１Ωであった。
【０１６５】
（工程５）の「フォーミング工程」を終えた後、各電子放出素子に以下に示す「活性化工程」を行った。
【０１６６】
本実施例においては、各電子放出素子に既知の抵抗値を持つ抵抗を接続して、抵抗ばらつきを意図的に作り出した。
【０１６７】
具体的には、電子放出素子Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの夫々と電源５１との間に、１００Ω、２２０Ω、２７０Ω、３３０Ωの抵抗を挿入した。なお、電子放出素子Ｆについては、抵抗を挿入しなかった。これら５つの電子放出素子について、以下に示す「活性化工程」を施した。
【０１６８】
（工程６）
トルニトリルをアンプルに封じたものをスローリークバルブを通して評価装置５５内に導入し、内部を１．３×１０−４Ｐａに維持した。次に、各電子放出素子（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）に対して、実施例１と同様に図７に示した波形のパルス電圧を電源５１から出力して「活性化工程」を行った。
【０１６９】
図７に示した波形は、「活性化工程」の開始直後であって、未だ、本発明の制御を行っていない時において、電源５１から出力された波形を示している。図７において、第１設定電圧Ｖ１は２３［Ｖ］、第２設定電圧Ｖ１２は２１［Ｖ］である。また、Ｖ４は、Ｖ１と絶対値の等しい逆極性の電圧である、−２３［Ｖ］とした。またパルス幅Ｔ１は１［ｍｓｅｃ］、Ｔ１２は０．１［ｍｓｅｃ］、Ｔ３は０．１［ｍｓｅｃ］とした。周期は２０［ｍｓｅｃ］とし、本実施例における「活性化工程」の所要時間は４５分間であった。
【０１７０】
なお、本実施例では、放出電流Ｉｅを測定する目的で、「活性化工程」中、アノード６４に１００［Ｖ］を印加した。
【０１７１】
本実施例において行った制御を以下に詳細に述べる。なお、制御には使用しないが、放出電流Ｉｅを、第１設定電圧Ｖ１の出力のタイミングに合わせて計測した。
（ｓｔｅｐ０）
まず、初期設定を行った。初期設定はすべての電子放出素子（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）を同じにした。具体的には、βｓｅｔ＝０.００４４１、Ｒｕｎｋｎｏｗｎ＝０に設定した。
（ｓｔｅｐ１）
電源５１から図７に示した波形（上記設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖ４））の出力を開始した。
（ｓｔｅｐ２）
出力された設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖ４）の各々に応じて流れる電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２、Ｉ４）を計測した。
（ｓｔｅｐ３）
そして、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）及び計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）から実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）を次の式を用いて算出した。
Ｖ１’＝Ｖ１−Ｉ１×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｖ１２’＝Ｖ１２−Ｉ１２×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｒｕｎｋｎｏｗｎ＝０と設定してあるので、この段階で得られる、実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）は、それぞれ、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）と等しくなる。
（ｓｔｅｐ４）
実行電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）から、βｅｆｆｅｃｔを算出した。尚、上記ｓｔｅｐ２及びｓｔｅｐ３で行う、実効電圧Ｖ’の算出並びに電流の計測は、約２秒周期で行った。
【０１７２】
そして、「活性化工程」の開始（ｓｔｅｐ１の開始）から５分後に、次のステップに移った。
（ｓｔｅｐ５〜７）
まず、ｓｔｅｐ４で算出したβｅｆｆｅｃｔの値とβｓｅｔの値とを比較し、βｅｆｆｅｃｔの値とβｓｅｔの値が異なっていた場合に、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を変更（補正）する処理を行った。
【０１７３】
具体的には、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの補正値（変更幅）をΔＲとし、ｋを定数として、下記式（３）にて表されるΔＲを算出する。そして得られたΔＲをＲｕｎｋｎｏｗｎに加算して、補正した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを算出した。
ΔＲ＝ｋ×（βｅｆｆｅｃｔ−βｓｅｔ）    式（３）
本実施例においては、ｋ＝１００００に設定した。
（ｓｔｅｐ８）上記式（３）を用いて補正した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎと、ｓｔｅｐ２で計測した計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）及び、ｓｔｅｐ３で算出した実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）を、以下の関係式に代入することで、次のサイクルのｓｔｅｐ１において電源５１から出力する新たな設定電圧Ｖ（Ｖ２、Ｖ２２）を算出した。尚、新たな設定電圧Ｖ（Ｖ２、Ｖ２２）を算出する上で用いた、実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）はｓｔｅｐ３で述べた様に、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）と等しい。そのため、Ｖ１’は２３［Ｖ］であり、Ｖ１２’は２１［Ｖ］である。
Ｖ１’＝Ｖ２−Ｉ１×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｖ１２’＝Ｖ２２−Ｉ１２×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
【０１７４】
そして、次の制御サイクル（新たな制御サイクル）のｓｔｅｐ１において電源５１から出力する電圧を、上記ｓｔｅｐ８で算出した新たな設定電圧Ｖ（Ｖ２、Ｖ２２）に置き換えて、電源５１からの出力を開始することで新たな制御サイクルを開始した。その後は、上記ｓｔｅｐ２〜ｓｔｅｐ４迄を再度行い、βｅｆｆｅｃｔの値を算出した。尚、この制御サイクルのｓｔｅｐ３においては、Ｒｕｎｋｎｏｗｎは上記ｓｔｅｐ７で算出した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを採用した。つまり、この制御サイクルのｓｔｅｐ３において用いるＲｕｎｋｎｏｗｎは前の制御サイクルのｓｔｅｐ７で算出した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを用いる。尚、前のサイクルでは、電圧印加開始（ｓｔｅｐ１の開始）から５分経過するまで、ｓｔｅｐ５に移行しなかったが、この新たなサイクルにおいては、ｓｔｅｐ４の後、直ちにｓｔｅｐ５に移行し、βｅｆｆｅｃｔの値を算出した。そして、ｓｔｅｐ５に移行して、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとが同一か否かを判定し、βｅｆｆｅｃｔ  とβｓｅｔとが異なっていればｓｔｅｐ６〜ｓｔｅｐ８を開始した。そして、また、新たな制御サイクルのｓｔｅｐ１〜ｓｔｅｐ５を開始した。
【０１７５】
以上述べた、新たな制御サイクルを、電圧の印加から４５分経過するまで、繰り返すことによって、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとの差が減少するように、「活性化工程」の制御を行った。そして「活性化工程」の開始から４５分経過した時点で、「活性化工程」を終了した。
【０１７６】
表２に、各電子放出素子における、電圧印加を停止する（「活性化工程」を終了する）直前のβｅｆｆｅｃｔと実効電圧Ｖ１’(単位はＶ）、並びにＲｕｎｋｎｏｗｎ（単位はΩ）の演算結果と、Ｉ１（単位はｍＡ）、並びに放出電流Ｉｅ（単位はμＡ）の計測値を示す。
【０１７７】
【表２】
2006019132.tif 000004
【０１７８】
表２から、各電子放出素子（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）すべてについて、βｅｆｆｅｃｔが概ねβｓｅｔと一致するように制御がなされたことが読み取れる。本実施例においては、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの初期値を０としていたが、βｅｆｆｅｃｔの値とβｓｅｔとの差が低減するように、ある所定の期間（４５分間）、制御することにより、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を随時変更していることがわかる。
【０１７９】
その結果、Ｒｕｎｋｎｏｗｎが概ね付与した抵抗の大きさに応じて算出されている。このことは、各電子放出素子に直列に接続された抵抗の値がたとえ不明であっても、本発明の制御方法を用いて、βｅｆｆｅｃｔを所望の値であるβｓｅｔに一致するように、あるいはβｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとの差を低減するように制御されている限り、βｓｅｔに対応した実効電圧を間隙７に印加することが可能であることを意味する。
【０１８０】
さらに、Ｉ１の値を見ると、各電子放出素子（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）間の均一性が高い事がわかる。これは、各電子放出素子の「活性化工程」中に、間隙７に印加された実効電圧が概ねそろっていたためだと考えられる。また、放出電流Ｉｅの値を見てみると、各電子放出素子（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）間の均一性が高い事がわかる。これは、各電子放出素子の「活性化工程」中に、間隙７に印加された実行電圧が概ねそろっていたためだと考えられる。
【０１８１】
これらの結果から、活性化工程」中に、間隙７に印加される実効電圧をそろえることにより、放出電流Ｉｅまでそろえることができ、結果的に放出電流Ｉｅを素子電流Ｉｆで割ることにより算出される電子放出効率のそろった電子放出素子を再現性良く作成可能であることがわかる。このことから、本発明を適用することにより、電子放出特性のそろった電子放出素子を提供可能となることがわかる。
【０１８２】
なお、電子放出素子Ｆと、実施例１で作成した電子放出素子を比較すると、βｅｆｆｅｃｔ、並びにＩ１が概ね一致しており、よい再現性を示すことが確認された。
【０１８３】
また、本実施例で付加した抵抗の値は、上述の値に限られるものではなく、より大きなものであっても、本発明の制御方法によってβｅｆｆｅｃｔを制御すれば、間隙７に印加される実効電圧Ｖ’を制御することができる。
【０１８４】
（参考例１）
本参考例１では、抵抗値がある値から変動せず、一定であるものと仮定して、印加する電圧の補償を行った場合を示す。従って、本参考例１では、実施例１や実施例２にあるような、抵抗値Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を推定する制御を含むものではない。
【０１８５】
参考較例１として、実施例１の（工程５）までは同様の製造方法を採用して、図２に示すタイプの電子放出素子を２つ（電子放出素子Ｇ、Ｈ）作成した。このため、以下では（工程１〜５）については、説明を省略する。
【０１８６】
なお、（工程５）で、還元後に電極２、３間の抵抗を測定したところ、電子放出素子Ｇ、Ｈそれぞれ６２Ω、６０Ωであった。（工程５）の「フォーミング工程」を終えた後、各電子放出素子（Ｇ、Ｈ）に以下に示す「活性化工程」を行った。
【０１８７】
本参考例においては、各電子放出素子に既知の抵抗値を持つ抵抗を接続して、抵抗ばらつきを意図的に作り出した。具体的には、電子放出素子Ｇ、Ｈの夫々と電源５１との間に、１００Ω、３３０Ωの抵抗を挿入した。これら２つの電子放出素子について、以下に示す「活性化工程」を施した。
【０１８８】
（工程６）
トルニトリルをアンプルに封じたものをスローリークバルブを通して評価装置５５内に導入し、内部を１．３×１０−４Ｐａに維持した。次に、各電子放出素子（Ｇ、Ｈ）に対して、実施例１と同様に図７に示した波形のパルス電圧を電源５１から出力して「活性化工程」を行った。
【０１８９】
図７に示した波形は、活性化工程」の開始直後であって、未だ、本発明の制御を行っていない時において、電源５１から出力された波形を示している。図７において、第１設定電圧Ｖ１は２３［Ｖ］、第２設定電圧Ｖ１２は２１［Ｖ］である。また、Ｖ４は、Ｖ１と絶対値の等しい逆極性の電圧である、−２３［Ｖ］とした。またパルス幅Ｔ１は１［ｍｓｅｃ］、Ｔ１２は０．１［ｍｓｅｃ］、Ｔ３は０．１［ｍｓｅｃ］とした。周期は２０［ｍｓｅｃ］とし、本参考例における「活性化工程」の所要時間は４５分間であった。
【０１９０】
なお、本参考例においては、放出電流Ｉｅを測定する目的で、「活性化工程」中、アノード６４に１００［Ｖ］印加した。
【０１９１】
そして、本参考例においては、各電子放出素子に接続する抵抗の抵抗値を２７０Ωと仮定して、その抵抗値による電圧降下分を補うように、電源５１から出力する電圧に上乗せして「活性化工程」を行った。そのため、各電子放出素子（Ｇ、Ｈ）に実際に接続した抵抗は、夫々、１００Ωと３３０Ωであるので、電子放出素子（Ｇ）に対して印加される電圧（補償電圧）は高くなり、一方、電子放出素子（Ｈ）に対して印加される電圧（補償電圧）は低くなる。
【０１９２】
これは、電子放出素子（Ｇ）の抵抗値を、実際に付加している抵抗値１００Ωよりも大きな値であるものと認識して印加電圧の補償を行うことに相当するので、過補償となる。つまり電子放出素子（Ｇ）に印加される補償電圧が、適正な値よりも大きくなる。一方、電子放出素子（Ｈ）については、抵抗値を、実際に付加している抵抗値３３０Ωよりも小さな値であるものと認識して印加電圧の補償を行うことに相当するので、補償電圧が、適正な値よりも小さくなる。
【０１９３】
また、抵抗値は常に２７０Ωであると仮定したため、βｅｆｆｅｃｔの算出は行わなかった。
【０１９４】
設定電圧Ｖ１の出力に応じて検出される電流Ｉ１のみを検出した。設定電圧Ｖ１から間隙７に印加されていると考えられる実効電圧Ｖ１’は、次の式を用いて算出した。
Ｖ１’＝Ｖ１−Ｉ１×２７０
【０１９５】
尚、実効電圧Ｖ１’並びに計測電流Ｉ１の算定および測定は、約２秒周期で行った。そして、実効電圧Ｖ１’の算定結果が、２３［Ｖ］になる様に、上記式を用いて、電源５１から出力される設定電圧を２秒周期で制御した。即ち、「活性化工程」の初期においては、電源５１から出力される第１設定電圧は２３［Ｖ］であるので、電源５１から出力する電圧を上昇させる制御（電圧補償）を行うことになる。このような制御を「活性化工程」の開始（電圧印加開始）から４５分経過した時点で終了し、「活性化工程」を完了した。
【０１９６】
表３に、「活性化工程」終了（電圧印加を停止する）直前のＩ１（単位はｍＡ）、並びに放出電流Ｉｅ（単位はμＡ）の計測値を示す。
【０１９７】
【表３】
2006019132.tif 000005
【０１９８】
表３でＩ１の値を見ると、電子放出素子間で大きく異なっている事がわかる。これは、電子放出素子Ｇと電子放出素子Ｈのそれぞれに印加された実効電圧がそろっていなかったためだと考えられる。また、放出電流Ｉｅの値を見てみると、Ｉ１ほどではないが、異なっている事がわかる。これらの結果より、放出電流Ｉｅを素子電流Ｉｆで割ることにより算出される電子放出効率が大きく異なった電子放出素子となってしまっていることがわかる。このことから、実効電圧Ｖ’をそろえるように「活性化工程」を制御することが重要であることがわかる。
【０１９９】
（実施例３）
本実施例においては、実施例１の（工程５）までは同様の製造方法を採用して、図２に示すタイプの電子放出素子を３つ（電子放出素子Ｊ、Ｋ、Ｌ）作成した。このため、以下では（工程１〜５）については、説明を省略する。
【０２００】
なお、（工程５）で、還元後に電極２、３間の抵抗を測定したところ、電子放出素子Ｊ、Ｋ、Ｌそれぞれにおいて、６０Ω、６２Ω、６３Ωであった。
【０２０１】
（工程５）の「フォーミング工程」を終えた後、各電子放出素子に以下に示す「活性化工程」を行った。
【０２０２】
本実施例においては、各電子放出素子に対して、「活性化工程」中に電源５１から出力する電圧をかえた。具体的には、電子放出素子Ｊ、Ｋ、Ｌに、夫々、２０［Ｖ］、２２［Ｖ］、２４［Ｖ］を、第１設定電圧Ｖ１として印加した。これら３つの電子放出素子に対して、実施した「活性化工程」を以下に説明する。
【０２０３】
（工程６）
トルニトリルをアンプルに封じたものをスローリークバルブを通して評価装置５５内に導入し、内部を１．３×１０−４Ｐａに維持した。次に、各電子放出素子（Ｊ、Ｋ、Ｌ）夫々に対して、実施例１と同様に図７に示した波形のパルス電圧を電源５１から出力して「活性化工程」を行った。
【０２０４】
図７に示した波形は、「活性化工程」の開始直後であって、未だ、本発明の制御を行っていない時において、電源５１から出力された波形を示している。図７において、電子放出素子Ｊについては、第１設定電圧Ｖ１＝２０［Ｖ］、第２設定電圧Ｖ１２＝１８［Ｖ］、Ｖ４＝−２０［Ｖ］である。電子放出素子Ｋについては、第１設定電圧Ｖ１＝２２［Ｖ］、第２設定電圧Ｖ１２＝２０［Ｖ］、Ｖ４＝−２２［Ｖ］である。電子放出素子Ｌについては、Ｖ１＝２４［Ｖ］、Ｖ１２＝２１［Ｖ］、Ｖ４＝−２４［Ｖ］である。またパルス幅Ｔ１は１［ｍｓｅｃ］、Ｔ１２を０．１［ｍｓｅｃ］、Ｔ３を０．１［ｍｓｅｃ］とした。周期は２０［ｍｓｅｃ］とし、時間は４５分間とした。
【０２０５】
なお、本実施例では、放出電流Ｉｅを測定する目的で、「活性化工程」中、アノード６４に１００［Ｖ］を印加した。
【０２０６】
本実施例において行った制御を以下に詳細に述べる。なお、制御には使用しないが、放出電流Ｉｅを、第１設定電圧Ｖ１の出力のタイミングに合わせて計測した。
（ｓｔｅｐ０）
まず、初期設定を行った。初期設定では、すべての電子放出素子（Ｊ、Ｋ、Ｌ）において、Ｒｕｎｋｎｏｗｎ＝０とした。また、βｓｅｔは、電子放出素子Ｊでは０.００５０８に設定し、電子放出素子Ｋでは０.００４６１に設定し、電子放出素子Ｌでは０.００４２３に設定した。
（ｓｔｅｐ１）
電源５１から図７に示した波形（上記設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖ４））の出力を開始した。
（ｓｔｅｐ２）
出力された設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖ４）の各々に応じて流れる電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２、Ｉ４）を計測した。
（ｓｔｅｐ３）
そして、Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）及び計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）から実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）を次の式を用いて算出した。
Ｖ１’＝Ｖ１−Ｉ１×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｖ１２’＝Ｖ１２−Ｉ１２×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｒｕｎｋｎｏｗｎ＝０と設定してあるので、この段階で得られる、実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）は、それぞれ、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）と等しくなる。
（ｓｔｅｐ４）
実行電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）から、βｅｆｆｅｃｔを算出した。尚、上記ｓｔｅｐ２及びｓｔｅｐ３で行う、実効電圧Ｖ’の算出並びに電流の計測は、約２秒周期で行った。
【０２０７】
そして、「活性化工程」の開始（ｓｔｅｐ１の開始）から５分後に、次のステップに移った。
（ｓｔｅｐ５〜７）
まず、ｓｔｅｐ４で算出したβｅｆｆｅｃｔの値とβｓｅｔの値とを比較し、βｅｆｆｅｃｔの値とβｓｅｔの値が異なっていた場合に、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を変更（補正）する処理を行った。
【０２０８】
具体的には、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの補正値（変更幅）をΔＲとし、ｋを定数として、下記式（３）にて表されるΔＲを算出する。そして得られたΔＲをＲｕｎｋｎｏｗｎに加算して、補正した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを算出した。
ΔＲ＝ｋ×（βｅｆｆｅｃｔ−βｓｅｔ）    式（３）
本実施例においては、ｋ＝１００００に設定した。
（ｓｔｅｐ８）
上記式（３）を用いて補正した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎと、ｓｔｅｐ２で計測した計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）及び、ｓｔｅｐ３で算出した実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）を、以下の関係式に代入することで、次のサイクルのｓｔｅｐ１において電源５１から出力する新たな設定電圧Ｖ（Ｖ２、Ｖ２２）を算出した。尚、新たな設定電圧Ｖ（Ｖ２、Ｖ２２）を算出する上で用いた、実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）はｓｔｅｐ３で述べた様に、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）と等しい。
Ｖ１’＝Ｖ２−Ｉ１×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｖ１２’＝Ｖ２２−Ｉ１２×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
【０２０９】
そして、次の制御サイクル（新たな制御サイクル）のｓｔｅｐ１において電源５１から出力する電圧を、上記ｓｔｅｐ８で算出した新たな設定電圧Ｖ（Ｖ２、Ｖ２２）に置き換えて、電源５１からの出力を開始することで新たな制御サイクルを開始した。その後は、上記ｓｔｅｐ２〜ｓｔｅｐ４迄を再度行い、βｅｆｆｅｃｔの値を算出した。尚、この制御サイクルのｓｔｅｐ３においては、Ｒｕｎｋｎｏｗｎは上記ｓｔｅｐ７で算出した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを採用した。つまり、この制御サイクルのｓｔｅｐ３において用いるＲｕｎｋｎｏｗｎは前の制御サイクルのｓｔｅｐ７で算出した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを用いる。尚、前のサイクルでは、電圧印加開始（ｓｔｅｐ１の開始）から５分経過するまで、ｓｔｅｐ５に移行しなかったが、この新たなサイクルにおいては、ｓｔｅｐ４の後、直ちにｓｔｅｐ５に移行し、βｅｆｆｅｃｔの値を算出した。そして、ｓｔｅｐ５に移行して、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとが同一か否かを判定し、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとが異なっていればｓｔｅｐ６〜ｓｔｅｐ８を開始した。そして、また、新たな制御サイクルのｓｔｅｐ１〜ｓｔｅｐ５を開始した。
【０２１０】
以上述べた、新たな制御サイクルを測定周期毎に行い、電圧の印加から４５分経過するまで、繰り返すことによって、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとの差が減少するように、「活性化工程」の制御を行った。そして「活性化工程」の開始から４５分経過した時点で、「活性化工程」を終了した。
【０２１１】
表４に、各電子放出素子における、電圧印加を停止する（「活性化工程」を終了する）直前のβｅｆｆｅｃｔと実効電圧Ｖ１'（単位はＶ）、並びにＲｕｎｋｎｏｗｎ（単位はΩ）の演算結果と、Ｉ１（単位はｍＡ）の計測値を示す。
【０２１２】
【表４】
2006019132.tif 000006
【０２１３】
表４から、各電子放出素子（Ｊ、Ｋ、Ｌ）すべてについて、βｅｆｆｅｃｔが概ねβｓｅｔと一致するように制御がなされたことが読み取れる。本実施例においては、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの初期値を０としていたが、βｅｆｆｅｃｔの値とβｓｅｔとの差が低減するように、ある所定の期間（４５分間）、制御することにより、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を随時変更した。その結果、Ｒｕｎｋｎｏｗｎが概ね同程度の値として算出されている。
【０２１４】
本実施例においては、電源５１から出力する電圧を、各々の電子放出素子で、異なった値に設定した。しかしながら、本発明の制御を実施することにより、Ｒｕｎｋｎｏｗｎが概ね同程度の値として算出されていることから、本発明の「活性化工程」中において、概ね電界強度が一定という条件が満足していることが推測される。
【０２１５】
上述したように、本発明は、「活性化工程」において用いる電圧範囲は、特定の電圧に限定されるものではなく、適用可能なことがわかる。
【０２１６】
なお、「活性化工程」において用いる電圧（電源５１から出力する電圧）は、たとえば２０Ｖ以上３０Ｖ以下である場合には、前記βｓｅｔは０．００３３８以上０．００５０８以下に設定すればよい。
【０２１７】
（実施例４）
本実施例では、図９（ａ）〜図９（ｅ）、図１０、図１１を用いて電子源および画像表示装置を作成する例を説明する。各電子放出素子の「活性化工程」は、基本的に実施例１と同様の手法で行った。
【０２１８】
図９（ａ）〜図９（ｅ）は、「フォーミング工程」を施す前までにおける、マトリクス状に多数の電子放出素子を配列した電子源の各製造工程を示す平面模式図である。図９（ｅ）は、「フォーミング工程」を施す前の電子源の様子を示している。図９（ｅ）において、９１は基板（リアプレート）、９２、９３は各電子放出素子を構成する第１電極および第２電極である。また、９４はｙ方向配線、９５は絶縁膜、９６はＸ方向配線、９７は各電子放出素子を構成する導電性膜である。
【０２１９】
工程（ａ）
ＳｉＯ２を６７％と、Ｋ２Ｏを４．４％とＮａ２Ｏを４．５％含み、歪み点が５７０℃であるガラス基板９１上に、各々が一対の電極（９２、９３）を含むユニットを多数形成した（図９（ａ））。電極９２、９３は、基板９１上に、スパッタ法によって先ず下引き層として厚さ５ｎｍのＴｉを成膜し、その上に厚さ４０ｎｍのＰｔを成膜した後、ホトレジストを塗布し、露光、現像、エッチングという一連のフォトリソグラフィー法によってパターニングして形成した。
【０２２０】
本例では電極９２、９３との間隔（図２（ａ）におけるＬに相当する）を１０μｍ、長さ（図２（ａ）におけるＷに相当する）を１００μｍとした。
【０２２１】
工程（ｂ）
次に、Ｙ方向の複数の素子電極９３を共通に接続する、複数本のＹ方向配線９４を形成した（図９（ｂ））。Ｙ方向配線９４は、銀（Ａｇ）粒子を含有する感光性ぺーストを用い、スクリーン印刷した後、乾燥させてから、所定のパターンに露光、現像し、この後４８０℃前後の温度で焼成して形成した。
【０２２２】
工程（ｃ）
Ｙ方向配線９４に交差するように、且つ後述するＸ方向配線９６と素子電極９２とが接続するように、当該接続部にコンタクトホールを開けて、層間絶縁層９５を形成した（図９（ｃ））。層間絶縁層９５は、ＰｂＯを主成分とする感光性のガラスペーストをスクリーン印刷した後、露光、現像し、これを４８０℃前後の温度で焼成して形成した。
【０２２３】
工程（ｄ）
次に、Ｘ方向配線９６を、Ｙ方向配線９４に交差するように、層間絶縁層９５上に形成した（図９（ｄ））。具体的には、先に形成した層間絶縁層９５の上に、銀（Ａｇ）粒子を含有するぺーストをスクリーン印刷した後乾燥させ、４８０℃前後の温度で焼成した。層間絶縁層９５のコンタクトホール部分で素子電極９２と、Ｘ方向配線９６とが接続された。
Ｘ方向配線９６は、走査信号が印加される配線として用いられる。
このようにしてＸＹマトリクス配線を有する基板９１が形成された。
【０２２４】
工程（ｅ）
次に、各電極９２、９３間を繋ぐように、液滴付与手段により、導電性膜９７を構成する材料を含む液体を塗布した。具体的には、導電性膜９７としてＰｄ膜を得る目的で、有機Ｐｄ含有溶液を用いた。この溶液の液滴を液滴付与手段として、ピエゾ素子を用いたインクジェット噴射装置を用い、ドット径が６０μｍとなるように調整して電極９２、９３間に付与した。その後、この基板９１を空気中にて、３５０℃で１０分間の加熱焼成処理をして酸化パラジウム（ＰｄＯ）とした。ドットの直径は約６０μｍ、厚みは最大で１０ｎｍの膜が得られた。以上の工程により、ＰｄＯからなる導電性膜９７が形成された（図９（ｅ））。
【０２２５】
工程（ｆ）
次に、「フォーミング工程」を行った。
具体的な方法は、図５に示した装置と同様の構成の真空装置５５内に上記基板９１を配置し、電源５１から、Ｘ方向配線９６及びＹ方向配線９４を介して各電極９２，９３間に通電する事によって、各導電性膜９７に間隙（図２（ａ）の第２の間隙５に相当する）を形成した。この時、若干の水素ガスを含む真空雰囲気下で「フォーミング工程」を行った。尚、「フォーミング工程」に用いた電圧波形は図４（ｂ）に示した、パルス波高値を増加させながら印加する方法で、Ｔ１＝１ｍｓｅｃ、Ｔ２＝５０ｍｓｅｃ、Ｔ３＝４９ｍｓｅｃとし、矩形波の波高値は０．１Ｖステップで上昇させた。
【０２２６】
工程（ｇ）
次に「活性化工程」を行った。
真空装置５５内にトルニトリルを導入し、電源５１からＸ方向配線９６及びＹ方向配線９４を通じて、パルス電圧を電極９２、９３間に繰り返し印加することによって行った。この工程により、「フォーミング工程」で形成した間隙５内の基板９１上及び間隙５近傍の導電性膜９７上にカーボン膜を堆積させた。本工程ではｐ−トルニトリルを用い、スローリークバルブを通して真空装置５５内に導入し、１．３×１０−４Ｐａを維持した。
【０２２７】
本実施例においては、実施例１で示したのと同様にして、「活性化工程」において、各電子放出素子の間隙７に概ね一定の電圧が印加されるように制御を行った。以下に、詳細に述べる。
【０２２８】
まず、多数のＸ方向配線９６の中から１本のＸ方向配線Ｘｎを選択し、該Ｘ方向配線Ｘｎの片側の端部に接続された電源から、図７に示した波形のパルスを出力した。尚、図７に示した波形は、「活性化工程」の開始直後であって、未だ本発明の制御を行っていない時において、電源から出力された波形を示している。図７において、第１設定電圧Ｖ１は２３［Ｖ］、第２設定電圧Ｖ１２は２１［Ｖ］である。また、Ｖ４は、Ｖ１と絶対値の等しい逆極性の電圧である、−２３［Ｖ］とした。またパルス幅Ｔ１は１［ｍｓｅｃ］、Ｔ１２は０．１［ｍｓｅｃ］、Ｔ３は０．１［ｍｓｅｃ］とした。周期は２０［ｍｓｅｃ］とし、本実施例における各Ｘ方向配線毎の「活性化工程」の所要時間は４５分間とした。
【０２２９】
Ｘ方向配線９６や、Ｙ方向配線９４は有限の抵抗を有している。そのため、今、選択したＸ方向配線Ｘｎに共通に接続している（並列に接続している）複数の電子放出素子においては、Ｘ方向配線Ｘｎの電源が接続している箇所から遠い電子放出素子ほど、印加される電圧が小さくなる（電圧降下量が大きくなる）。
【０２３０】
そこで、Ｘ方向配線Ｘｎに電源から出力されるパルスのタイミングと同期させて、Ｘ方向配線Ｘｎの電源が接続している箇所からＸ方向配線Ｘｎに共通接続する各々の電子放出素子までの距離に比例して生じる電圧降下量を補うためのパルス電圧を、各Ｙ方向配線９４に印加する。そこで、本実施例では、電圧降下量を補うために各Ｙ方向配線９４に印加するパルスの電圧値を、本発明の制御法により決定し、そして、各電子放出素子の間隙７に実効的に印加される実行電圧Ｖ’を制御する。
【０２３１】
具体的には、選択したＸ方向配線Ｘｎに接続された複数の電子放出素子の各々と接続するＹ方向配線９４の各々に流れる電流を計測する。この電流は、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖ４）の各々に応じて検出される計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２、Ｉ４）である。
【０２３２】
本実施例において行った制御を以下に詳細に述べる。
（ｓｔｅｐ０）
まず、初期設定を行った。具体的には、βｓｅｔ＝０.００４４１、Ｒｕｎｋｎｏｗｎ＝０と設定した。
（ｓｔｅｐ１）
Ｘ方向配線９６のうちから選択された１本のＸ方向配線Ｘｎの端部に不図示の電源を接続すると共に、Ｙ方向配線９４の各々の端部にも不図示の電源を接続し、図７に示した波形のパルス（上記設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖ４））の印加を開始した。
（ｓｔｅｐ２）
選択されたＸ方向配線Ｘｎに印加された設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２、Ｖ４）の各々に応じて、各Ｙ方向配線９４に流れる電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２、Ｉ４）を計測した。
（ｓｔｅｐ３）
そして、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）及び計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）から、Ｘ方向配線Ｘｎに接続する各電子放出素子の間隙７に実効的に印加される実効電圧Ｖ’（Ｖ１’、Ｖ１２’）を次の式を用いて算出した。
Ｖ１’＝Ｖ１−Ｉ１×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｖ１２’＝Ｖ１２−Ｉ１２×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
Ｒｕｎｋｎｏｗｎ＝０と設定してあるので、この段階で得られる、実効電圧Ｖ’（Ｖ１’
、Ｖ１２’）はそれぞれ、設定電圧Ｖ（Ｖ１、Ｖ１２）と等しくなる。
（ｓｔｅｐ４）
実行電圧Ｖ’から、βｅｆｆｅｃｔを算出した。尚、上記ｓｔｅｐ２及びｓｔｅｐ３で行う、実効電圧Ｖ’の算出並びに電流の計測は、約２秒周期で行った。
【０２３３】
そして、「活性化工程」の開始（ｓｔｅｐ１の開始）から５分後に、次のステップに移った。
（ｓｔｅｐ５〜７）
まず、ｓｔｅｐ４で算出したβｅｆｆｅｃｔの値とβｓｅｔの値とを比較し、βｅｆｆｅｃｔの値とβｓｅｔの値が異なっていた場合に、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの値を変更（補正）する処理を行った。
【０２３４】
具体的には、Ｒｕｎｋｎｏｗｎの補正値（変更幅）をΔＲとし、ｋを定数として、下記式（３）にて表されるΔＲを算出する。そして得られたΔＲをＲｕｎｋｎｏｗｎに加算して、補正した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを算出した。
ΔＲ＝ｋ×（βｅｆｆｅｃｔ−βｓｅｔ）    式（３）
本実施例においては、ｋ＝１００００に設定した。
（ｓｔｅｐ８）
上記式（３）を用いて補正した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎと、ｓｔｅｐ２で各Ｙ方向配線９４を流れる電流として計測した計測電流Ｉ（Ｉ１、Ｉ１２）を、以下の関係式に代入することで、次のサイクルのｓｔｅｐ１において各Ｙ方向配線毎に印加すべき補償電圧ΔＶ（ΔＶ１、ΔＶ１２）を算出した。
△Ｖ１＝Ｉ１×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
△Ｖ１２＝Ｉ１２×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ
そして、次の制御サイクル（新たな制御サイクル）のｓｔｅｐ１において各Ｙ方向配線９４に印加する電圧として、上記ｓｔｅｐ８で算出した補償電圧ΔＶ（ΔＶ１、ΔＶ１２）を用いて、各Ｙ方向配線９４に接続する電源から出力することで新たな制御サイクルを開始した。
【０２３５】
その後は、上記ｓｔｅｐ２〜ｓｔｅｐ４迄を再度行い、βｅｆｆｅｃｔの値を算出した。尚、この新たな制御サイクルのｓｔｅｐ３においては、Ｒｕｎｋｎｏｗｎは上記ｓｔｅｐ７で算出した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを採用した。つまり、この新たな制御サイクルのｓｔｅｐ３において用いるＲｕｎｋｎｏｗｎは前のサイクルのｓｔｅｐ７で算出した新たなＲｕｎｋｎｏｗｎを用いる。
【０２３６】
尚、前のサイクルでは、電圧印加開始（ｓｔｅｐ１の開始）から５分経過するまで、ｓｔｅｐ５に移行しなかったが、この新たな制御サイクルにおいては、ｓｔｅｐ４の後、直ちにｓｔｅｐ５に移行し、βｅｆｆｅｃｔの値を算出した。そして、ｓｔｅｐ５に移行して、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとが同一か否かを判定し、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとが異なっていれば上記ｓｔｅｐ６〜ｓｔｅｐ８と同様のシーケンスを開始した。そして、また、新たな制御サイクルのｓｔｅｐ１〜ｓｔｅｐ５を開始した。
【０２３７】
以上述べた、新たな制御サイクルを前述した測定周期毎に行い、電圧の印加開始から４５分経過するまで、繰り返すことによって、βｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとの差が減少するように、「活性化工程」の制御を行った。そして「活性化工程」の開始から４５分経過した時点で、「活性化工程」を終了した。
【０２３８】
そして、上記「活性化工程」と同様の手法を、順次選択したＸ方向配線毎に行うことで、全ての電子放出素子に対する「活性化工程」を行った。そして、その後、スローリークバルブを閉め、活性化処理を終了した。
【０２３９】
尚、上記した例では、Ｘ方向配線９６の中から選択した１本のＸ方向配線Ｘｎに接続する電子放出素子の「活性化工程」を完了してから、順次、他のＸ方向配線に接続する電子放出素子の「活性化工程」行う例を示した。しかしながら、Ｘ方向配線９６の中から幾つかのＸ方向配線を選択し、この幾つかのＸ方向配線の各々に対する、パルスの印加タイミングをずらすことで、実質的に、同時に、選択した幾つかのＸ方向配線に共通に接続する電子放出素子の「活性化工程」を行うことも可能である。
【０２４０】
また、本実施例では、既に「活性化工程」を終えたＸ方向配線に接続する電子放出素子に対しては、他の全ての電子放出素子の「活性化工程」が終わるまで、定期的に、本発明のβｅｆｆｅｃｔとβｓｅｔとの差を低減する制御を行った。この手法により、「活性化工程」を１度終えた電子放出素子の電子放出特性（βｅｆｆｅｃｔ）が変動することを抑制した。
【０２４１】
以上の工程で、電子源を有する基板（リアプレート）９１を作成した。そして、次に「活性化工程」を終えた基板１を用いて図１０に示した画像表示装置を構成する外囲器１００を形成する工程に移る。
【０２４２】
工程（ｈ）
次に、フェースプレート１０２とリアプレート９１とを封着し、図１０に示した外囲器１００を形成した。
【０２４３】
本工程では、工程（ａ）〜工程（ｇ）によって作成した電子源を備える基板（リアプレート）９１と、ガラス基板１０３の内面に蛍光膜１０４とアルミニウムからなるメタルバック１０５が形成されたフェースプレート１０２とを真空チャンバー内において対向させ（図１１（ａ））、次に、真空チャンバー内で、フェースプレート１０２とリアプレート９１とを互いの距離が縮まるように押し付けながら加熱することで、封着した（図１１（ｂ））。尚、フェースプレート８２とリアプレート９１との間には、その間隔を規定するためのスペーサ１０１を多数配置した。また、フェースプレート１０２とリアプレート９１との間を気密に保持すると共に、その間隔を２ｍｍに維持するために、支持枠１０６も配置した。リアプレート９１、支持枠１０６及びフェースプレート１０２の各接合部には、接着材とシール材とを兼ねてインジウムを用いた。
【０２４４】
尚、前述の封着を行う際には、蛍光体と電子放出素子との位置合わせを十分に行う必要がある。
【０２４５】
以上のようにして形成した本実施例の外囲器１００に、配線９６、９４を介して駆動回路を接続することで画像表示装置を構成した。そして、各電子放出素子に、電圧を印加することにより、所望の電子放出素子から電子を放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、アノード電極であるメタルバック１０５に、電子放出素子の電位との差が１０ｋＶになるように電圧を印加することによって、画像を表示させた。
【０２４６】
本実施例で作成した画像表示装置に、画像を表示させたところ、極めて滑らかな画像を表示することができた。これは、隣接する画素の輝度にばらつきが少ないためである。そして、これは、各画素に対応する電子放出素子の特性の均一性が高いことに由来するものであり、「活性化工程」において、各電子放出素子に印加された実効電圧Ｖ’を概ね揃えることができたためだと考えられる。
【０２４７】
尚、本発明が適用できる画像表示装置の構成は、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２４８】
【図１】本発明を説明するグラフである。
【図２】本発明が適用される電子放出素子の構成を示す模式図である。
【図３】電子放出素子の製造工程を説明する模式図である。
【図４】「フォーミング工程」で用いることのできるパルス波形を説明する図である。
【図５】本発明を適用して形成した電子放出素子の電子放出特性を測定するための装置の模式図である。
【図６】本発明を適用して形成した電子放出素子の電子放出特性を説明するための模式図である。
【図７】本発明の「活性化工程」で用いることのできるパルス電圧の波形の例を説明するための図である。
【図８】本発明の「活性化工程」で用いるパルス電圧の波形の例を示す模式図である。
【図９】本発明を適用することができる電子源の製造工程を模式的に示す図である。
【図１０】本発明における画像表示装置の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明における画像表示装置の製造工程を説明する模式図である。
【図１２】本発明の「活性化工程」における制御の一例を模式的に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２４９】
１  基板
２  、３  電極
４ａ、４ｂ  導電性膜
５、７  間隙
５５、６ａ、６ｂ  炭素膜
【図１】
2006019132.tif 000007
【図２】
2006019132.tif 000008
【図３】
2006019132.tif 000009
【図４】
2006019132.tif 000010
【図５】
2006019132.tif 000011
【図６】
2006019132.tif 000012
【図７】
2006019132.tif 000013
【図８】
2006019132.tif 000014
【図９】
2006019132.tif 000015
【図１０】
2006019132.tif 000016
【図１１】
2006019132.tif 000017
【図１２】
2006019132.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月14日(2005.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素含有ガスを含む雰囲気中において、間隙を挟んで対向して配置された第１導電膜と第２導電膜との間に電圧を複数回印加する電圧印加工程を含む電子放出素子の製造方法であって、
前記電圧印加工程は、
（Ａ）第１設定電圧および該第１設定電圧とは異なる電圧値である第２設定電圧を前記第１導電膜と前記第２の導電膜との間に印加することによって、該第１および第２設定電圧に応じて前記第１導電膜と前記第２導電膜との間に流れる第１計測電流および第２計測電流を求める計測工程と、
（Ｂ）前記第１および第２設定電圧の印加に対応して、前記間隙に実効的に印加される第１実効電圧および第２実効電圧を、前記第１および第２計測電流と前記第１および第２設定電圧とから算定し、該算定した結果を基に下記式１を満たすβｅｆｆｅｃｔを求める算定工程と、
（Ｃ）前記βｅｆｆｅｃｔと所定の値βｓｅｔとの間に差がある場合に、その差を低減するように前記第１導電膜と前記第２導電膜との間に印加する電圧を調整する電圧調整工程と、
を含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
βｅｆｆｅｃｔ＝｛（１／第１実効電圧）−（１／第２実効電圧）｝／｛ｌｎ（第２計測電流／第２実効電圧の２乗）−ｌｎ（第１計測電流／第１実効電圧の２乗）｝・・・式１
【請求項２】
前記第１実効電圧は、下記式２におけるＲｕｎｋｎｏｗｎとして予め設定した初期値Ｒ１を代入し、下記式２における設定電圧と計測電流として、前記第１設定電圧と前記第１計測電流との組合せを代入することで得られる値であり、
前記第２実効電圧は、下記式２におけるＲｕｎｋｎｏｗｎとして予め設定した初期値Ｒ１を代入し、下記式２における設定電圧と計測電流として、前記第２設定電圧と前記第２計測電流の組合せを代入することで得られる値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子の製造方法。
実効電圧＝設定電圧−計測電流×Ｒｕｎｋｎｏｗｎ・・・式２
【請求項３】
前記電子放出素子の製造方法は、さらに、
前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも大きい場合には、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも大きい値であるＲ２を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、
あるいは、
前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも小さい場合には、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも小さい値であるＲ３を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、設定電圧算定工程と、
前記新たな第１および／又は第２設定電圧を、前記計測工程における第１および／又は第２設定電圧と置き換えて、前記計測工程と前記算定工程と前記電圧調整工程とを再度行う工程を、前記βｅｆｆｅｃｔと前記所望の値βｓｅｔとの差がなくなるまで繰り返す、ことを特徴とする請求項２に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項４】
前記電子放出素子の製造方法は、さらに、
前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも大きい場合に、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも大きい値であるＲ２を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、
あるいは、
前記βｅｆｆｅｃｔが前記βｓｅｔよりも小さい場合に、Ｒｕｎｋｎｏｗｎとして前記Ｒ１の値よりも小さい値であるＲ３を代入すると共に、実効電圧と計測電流として、前記第１実効電圧と前記第１計測電流との組合せ又は前記第２実効電圧と前記第２計測電流との組合せを、それぞれ式２に代入することで、新たな第１設定電圧および／又は新たな第２設定電圧を算定する、設定電圧算定工程と、
前記新たな第１および／又は第２設定電圧を、前記計測工程における第１および／又は第２設定電圧と置き換えて、前記計測工程と前記算定工程と前記電圧調整工程とを再度行う工程を、前記βｅｆｆｅｃｔと前記所望の値βｓｅｔとの差が収束するまで繰り返す、ことを特徴とする請求項２に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１設定電圧および第２設定電圧は、１つの階段状パルスの中に含まれた状態で、所定の間隔で繰り返し前記第１導電膜と前記第２導電膜との間に印加され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】
前記電圧調整工程は、前記βｅｆｆｅｃｔが、前記βｓｅｔの１．５倍以下になった時点で開始することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１設定電圧または前記第２設定電圧は、１５Ｖ以上６０Ｖ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項８】
前記Ｒ１が０以上４０ｋΩ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項９】
前記βｓｅｔが０．００３３８以上０．００５０８以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１０】
複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法であって、前記複数の電子放出素子の各々が請求項１乃至９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電子源の製造方法。
【請求項１１】
電子源と発光体とを備える画像表示装置の製造方法であって、前記電子源が請求項１０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表示装置の製造方法。
【請求項１２】
受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも１つを出力する受信器と、該受信器に接続された画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置であって、前記画像表示装置が請求項１１に記載の製造方法によって製造された画像表示装置であることを特徴とする情報表示再生装置。