(57)【要約】【課題】  表面終端を有した電子放出素子を使用し、簡易な方法で素子を作製しながら、不容易な電子放出を防ぐ。【解決手段】  電子放出素子の製造方法であって、第１導電膜と第２導電膜とが、その表面上に間隔を置いて配置された基板を用意する第１工程と、前記第１導電膜および第２導電膜に、炭素を介した水素による終端処理を行う第２工程と、前記第２の導電膜を終端する水素を除く第３工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出素子の製造方法であって、
第１導電膜と第２導電膜とが、その表面上に間隔を置いて配置された基板を用意する第１工程と、
前記第１導電膜および第２導電膜の表面に、炭素を介した水素による終端処理を行う第２工程と、
前記第２工程の後に、前記第２導電膜を終端する水素を取り除く第３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。
【請求項２】
前記第２工程は、炭素および／あるいは水素を含む雰囲気中で、前記基板を加熱する工程を含む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。
【請求項３】
前記第３工程は、選択的に前記第２導電膜にエネルギーを照射する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項４】
前記エネルギーは、紫外線であ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】
前記第３工程は酸素を含む雰囲気中で行われることを特徴とする請求項４に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項６】
前記エネルギーは、電子ビームもしくはイオンビームであ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７】
電子放出素子の製造方法であって、
第１導電膜と第２導電膜とが、その表面上に間隔を置いて配置された基板を用意する第１工程と、
炭素および／または水素を含む雰囲気中で、前記第１導電膜と第２導電膜とが配置された前記基板を加熱する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記第２導電膜に選択的にエネルギーを付与する第３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。
【請求項８】
前記第３工程は、選択的に前記第２の導電膜にエネルギーを付与することにより、前記第２導電膜上の水素を除く工程であることを特徴とする請求項７に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項９】
前記エネルギーが、紫外線、電子ビームもしくはイオンビームであることを特徴とする請求項７または８に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１０】
電子放出素子の製造方法であって、
導電膜が配置された基板を用意する第１工程と、
炭素および／または水素を含む雰囲気中で、前記導電膜が配置された前記基板を加熱する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記導電膜が配置されていない前記基板表面に選択的にエネルギーを付与する第３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。
【請求項１１】
前記第３工程は、前記基板表面上であって、前記導電膜が配置されていない部分の水素を除く工程であることを特徴とする請求項１０に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１２】
複数の電子放出素子と、該複数の電子放出素子から放出された電子により発光する発光体とを具備する画像表示装置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１１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画像表示装置の製造方法。
【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画像表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子には、電界放出型（ＦＥ型）や、ＭＩＭ型、ＭＩＳ型、表面伝導型等の電子放出素子がある。このような電子放出素子は、基本構造として、電子放出材料を有するカソード電極と、電子放出材料から電子を引き出すためのゲート電極とを備える。
【０００３】
これら電子放出素子の応用装置としては、例えば、同一基板上に上記電子放出素子を多数配列して構成したフラットパネルディスプレイが挙げられる。近年、フラットパネルディスプレイにおいては、より高精細の画像表示が求められている。そのため、放出される電子ビームのビーム径の小さな電子放出素子が望まれている。
【０００４】
ビーム径の縮小化には、駆動時に形成される電界強度を低く設定することが有利である。したがって、より低電界で電子放出可能な電子放出材料は、高精細な画像表示装置への適用が見込まれるため、その開発が望まれている。さらに、電子放出部の表面が平坦であれば、さらにビームの広がりを抑制することが期待される。
【０００５】
そのような、低電界で電子放出可能で電子放出材としてはダイヤモンドがある。ダイアモンドの表面を水素や酸素で終端した電子放出素子が、特許文献１および２に開示されている。
【特許文献１】特開平９−１９９００１号公報
【特許文献２】特開平１０−２０８６２０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、低電界で電子放出可能な電子放出素子は、電子放出されやすいため、その作製方法には注意が必要となる。
【０００７】
例えば、上述したような電子放出材料の表面を終端処理することにより低電界で電子放出可能な電子放出部を形成する場合には、終端処理が意図しない部材（例えば、ゲート電極や電子放出素子に電圧を供給するための配線などのカソード電極以外の導電性部材）からの電子放出が問題となる場合があった。また、例えば、低い仕事関数を有する電子放出層をカソード電極上にのみ選択的に形成しようとしても、上記電子放出層の材料が、意図しない部材（例えば、ゲート電極や電子放出素子に電圧を供給するための配線などのカソード電極以外の導電性部材）に付着したり、パターニング後に残渣として残ってしまったりする場合があった。このような場合、本来、電子放出部となるべきでない部分が、電子放出可能な領域になってしまうことになる。意図しない電子放出は、画像表示装置においては、意図しない発光を生じる原因ともなり、表示画像の質の低下や、均一性の低下を生じてしまう。
【０００８】
そこで、上記したようなカソード電極以外（電子放出部としたい部分以外）の導電性部材からの電子放出を起こさないようにするための作製方法としては、カソード電極以外の導電性部材に電子放出構造が形成されない（カソード電極以外の導電性部材上に電子放出材料が配置されない、あるいは、カソード電極以外の導電性部材の表面に上述した終端処理が行われない）工程を採用することが、通常行われる。
【０００９】
具体的には、例えば、上述した電子放出材料の堆積や電子放出材料の終端処理に先立って、カソード電極以外の導電性部材上にマスクを配置し、そして、電子放出材料の堆積や終端処理が終わった後にマスクを剥離する。しかし、そのような工程を採用することは、工数の増加に繋がってしまい、結果コストの上昇を招いてしまう。また、そのような工程は電子放出材の特性を変質させてしまう恐れがある。特に低電界で電子放出可能な電子放出材料は、その表面が化学的に活性であったり、その表面の形状や性質が重要であったりする場合が多いため、上記マスクの被覆や剥離工程によって電子放出特性の低化や電子放出に必要な電界の上昇などが生じる場合がある。特に、上記したようなマスクの剥離工程をウエット工程で行う場合、溶液中に電子放出材料を浸漬する必要があり、電子放出材料の劣化が懸念される。材料がカーボン系の材料である場合はこの問題が顕著である。したがって、低電界で電子放出可能な材料を使用する場合には、電子放出材料の表面の制御は重要であり、その作製工程は最適化が重要である。
【００１０】
本発明の課題は、駆動電圧が低く、ビーム径の小さい電子放出素子を、簡易に製造する製造方法を提供することである。さらに、そのような製造方法により形成した電子放出素子を多数配列することで、良好な画像表示特性を有する画像表示装置を形成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
即ち本発明の第１は、電子放出素子の製造方法であって、第１導電膜と第２導電膜とがその表面上に間隔を置いて配置された基板を用意する第１工程と、前記第１導電膜および第２導電膜の表面に、炭素を介する水素による終端処理を行う第２工程と、前記第２工程の後に、前記第２導電膜を終端する水素を取り除く第３工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、上記本発明は、さらに、「前記第２工程が、炭素および／あるいは水素を含む雰囲気中で、前記基板を加熱する工程を含むこと」、「前記第３工程が、選択的に前記第２の導電膜にエネルギーを照射する工程を含むこと」、「前記エネルギーが、紫外線であること」、「前記第３工程が酸素を含む雰囲気中で行われること」、「前記エネルギーが、電子ビームもしくはイオンビームであること」をもその特徴とする。
【００１３】
また、本発明の第２は、電子放出素子の製造方法であって、第１導電膜と第２導電膜とがその表面上に間隔を置いて配置された基板を用意する第１工程と、炭素および／または水素を含む雰囲気中で、前記基板を加熱する第２工程と、前記第２導電膜に選択的にエネルギーを付与する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、上記本発明の第２は、さらに、「前記第３工程が、選択的に前記第２導電膜にエネルギーを付与することにより、前記第２導電膜上の水素を除く工程であること」、「前記エネルギーが、紫外線、電子ビームもしくはイオンビームであること」をもその特徴とする。
【００１５】
また、本発明の第３は、電子放出素子の製造方法であって、導電膜が配置された基板を用意する第１工程と、炭素および／または水素を含む雰囲気中で、前記導電膜が配置された前記基板を加熱する第２工程と、前記第２工程の後に、前記導電膜が配置されていない前記基板表面に選択的にエネルギーを付与する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上記本発明の第３は、さらに、「前記第３工程が、前記基板表面上であって、前記導電膜が配置されていない部分の水素を除く工程であること」をもその特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、複数の電子放出素子と、該複数の電子放出素子から放出された電子により発光する発光体とを具備する画像表示装置の製造方法であって、前記複数の電子放出素子の各々が、上記本発明の第１〜第３により製造されることをも特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の製造方法によれば、低電界で電子放出可能な電子放出素子を簡易に作製することができる。それにより、駆動電圧が低く、ビーム径の制御性がよく、高効率な電子放出素子を作製することができる。さらにそのような製造方法により、良好な駆動特性を有する電子源を提供し、画像表示装置を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】
【００１９】
以下に図面を参照して、本発明について、実施形態を挙げて説明する。但し、下記の例における、各部材の寸法、材質、形状、その相対配置、及び駆動手法、駆動電圧などは、本発明の範囲をそれらにのみに限定する趣旨のものではない。
【００２０】
図１に本発明の電子放出素子の上方にアノード電極を配置した電子放出装置の形態例を示す。図１（ａ）は電子放出装置を駆動している際の様子を模式的に示した断面図、図１（ｂ）は電子放出装置を駆動している際の様子を模式的に示した平面図である。図中、１は基板、２はカソード電極、３はゲート電極、４はアノード電極、５はカーボン膜、６は駆動電源、７はアノード電源、１１はダイポール層である。
【００２１】
この装置においては、カソード電極２とゲート電極３の間に駆動電圧Ｖｇ［Ｖ］を印加すると同時に、アノード電極４にＶｇよりも高い電圧Ｖａ［Ｖ］を印加することにより、電子放出膜として機能する、カーボン膜５とダイポール層１１との積層体から電子が放出され、放出電流Ｉｅ［Ａ］がカソード電極２とアノード電極４との間に流れる。
【００２２】
ここで説明する電子放出素子は、対向する２つの電極（カソード電極２とゲート電極３）間に電界を印加して電子放出させるタイプの電子放出素子である。そして、図１で示した形態では、カソード電極２、およびゲート電極３の表面にカーボン層５を配し、さらに該カーボン層５のカソード電極２側の表面にダイポール層１１を形成したものである。
【００２３】
図４と図５を用いて、図１に示した電子放出素子の電子放出構造を説明する。
【００２４】
図４は、電子放出部の断面を模式的に示した図である。図４において、２はカソード電極、５はカーボン層であり、例えばダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜を用いることができる。１１はカーボン層５と真空との界面である。図中、カーボン層５の表面は水素により終端されている。一般に、水素原子は僅かながら正に分極（δ＋）している。これによりカーボン層５表面の炭素原子は僅かながら負に分極（δ−）され、その結果、ダイポール層（電気二重層）１１が形成される。
【００２５】
尚、ここでは、ダイポール層１１として、カーボン層５の表面（真空との界面）が水素で終端された形態例を示した。しかし、本発明におけるダイポール層１１を形成する材料は、水素に限定されるものではない。カーボン層５の表面を終端する材料は、カソード電極２と引き出し電極（ゲート電極及び／またはアノード電極）との間に電圧を印加していない状態下において、カーボン層５の表面準位を下げるものであればよいが、好ましくは水素が用いられる。
【００２６】
上記したダイポール層１１を有する電子放出膜からの電子放出原理を図５（ａ）、（ｂ）のバンド図を使用して説明する。図５（ａ）は、引き出し電極２３とカソード電極２との間に電圧を印加していない場合を示している。図５（ｂ）は、引出し電極２３とカソード電極２との間に駆動電圧を印加した場合を示している。引き出し電極２３は、ゲート電極やアノード電極、または、その両者を合わせたものである。図中、２はカソード電極、５はカーボン層、２３は引き出し電極、２４は真空障壁、２５は電子、２６はダイポール層がその表面に形成されたカーボン層５と真空との界面である。
【００２７】
前述のダイポール層１１により、図５（ａ）のように、カソード電極２と引き出し電極２３との間に駆動電圧が印加されていないにもかかわらず、前記カーボン層５の表面には、電気二重層の電位δ［Ｖ］が印加されているのと等価の状態が形成される。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、カソード電極２と引き出し電極２３との間に駆動電圧Ｖ［Ｖ］を印加すると、カーボン層５の電位降下は進行する。そして、カーボン層５の電位降下と連動して、真空障壁２４も引き下げられる。従って、カソード電極２から供給された電子２５の、前記カーボン層５を通りぬける空間的な距離を駆動電圧Ｖ［Ｖ］によって縮めることができる。予めカーボン層５の膜厚をトンネルできる膜厚（好ましくは１０ｎｍ以下）に設定しておくことによって、駆動電圧Ｖ［Ｖ］をカソード電極２と引き出し電極２３との間に印加した際に、電子２５がカーボン層５をトンネル可能な状態が形成される。その結果、真空への電子２５の放出が実現される。尚、本発明の電子放出素子における駆動電圧Ｖ［Ｖ］は好ましくは５０［Ｖ］以下であり、さらに好ましくは５［Ｖ］以上５０［Ｖ］以下である。
【００２９】
また、カーボン層５の表面を終端する材料は、カーボン層５の表面準位を、カソード電極２と引出し電極２３との間に電圧を印加していない状態下において、０．５ｅＶ以上好ましくは１ｅＶ以上引き下げるものであることが好ましい。但し、本発明の電子放出素子においては、カソード電極２と引出し電極２３との間に駆動電圧を印加している時及び駆動電圧を印加していない時の両方において、カーボン層５の表面の準位は正の電子親和力を示す必要がある。
【００３０】
また、アノード電極に印加される電圧は、一般に１０ｋＶ以上３０ｋＶ以下の範囲である。そのため、アノード電極と電子放出素子との間に形成される電界強度は、一般に、おおよそ１×１０５Ｖ／ｃｍ以下と考えられる。従って、この電界強度によって電子放出素子から電子が放出しないようにすることが好ましい。そのため、ダイポール層が形成された絶縁層２の表面の電子親和力は、後述する絶縁層の膜厚も考慮すると、２．５ｅＶ以上とすることが好ましい。
【００３１】
また、カーボン層５の膜厚は、駆動電圧によって決めることができるが、好ましくは２０ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以下に設定される。また、カーボン層５の膜厚の下限としては、駆動時に、カソード電極２から供給された電子が、トンネルすべき障壁（カーボン層５と真空障壁２４）を形成していれば良いが、成膜再現性などの観点から好ましくは１ｎｍ以上に設定される。
【００３２】
また、この形態の場合における、カーボン層５は、実質的に絶縁層として機能することが重要である。カーボン層５の主体が、例えばダイヤモンド−ライク−カーボン（ＤＬＣ）等のアモルファスカーボンであると、１×１０８〜１×１０１４Ωｃｍ程度の抵抗率を得ることができ、誘電体として機能することができるので好ましい。しかしながら、本発明においては、絶縁層５の材料はカーボンに限定されるものではない。しかし、電子放出特性や製造容易性の観点からは、絶縁層５の材料はカーボンであることが好ましい。
【００３３】
このように、本発明における電子放出素子においては、カーボン層５が常に正の電子親和力を示すことで、選択時（ＯＮ時）と非選択時（ＯＦＦ時）での明確な電子放出量のオン・オフの比を確保することができる。選択時と非選択時で明確な電子放出量のオン・オフ比を確保できる電子放出素子は、多数の電子放出素子の中から任意の電子放出素子から電子を放出させる必要のある、電子源や画像表示装置に好ましく適用することができる。
【００３４】
尚、本発明が好ましく適用されるカーボン層５は、１×１０６Ｖ／ｃｍ未満の低い電界強度で電子が放出され得る層である。図４および図５を用いて説明したカーボン層５においては、１×１０６Ｖ／ｃｍ未満の電界が印加されることで、電子を放出させ始めることができる。つまり、引出し電極２３とカーボン層５との間に、１×１０６Ｖ／ｃｍ未満の電界を印加することで電子を放出することができる。
【００３５】
このため、本発明の電子放出素子は、表面伝導型電子放出素子とは異なり、電子放出効率（Ｉｅ／Ｉｆ（ここで、Ｉｆは、カソード電極と引き出し電極間に流れる電流（素子電流）を示し、Ｉｅは、カソード電極とアノード電極間に流れる電流（放出電流）を示す）が非常に高い。本発明の電子放出素子では、ゲート電極とカソード電極との間隔を１μｍ以上離すことができ、その結果、電子放出効率が３０％以上が実現でき、６０％以上をも実現することができる。尚、「活性化」と呼ばれる製造工程を経た表面伝導型電子放出素子では、電子放出効率は数％であり、また、ゲート電極側のカーボン膜とカソード電極側のカーボン膜との間隔は数ナノメートルである。
【００３６】
図２、図３、図４を用いて、図１に示した電子放出素子の製造工程の一例を示す。
【００３７】
図２は本発明による電子放出素子の製造工程における３つのステップを示した模式図である。３つのステップは、［ステップ１］：第１導電膜と第２導電膜とを有する基板を用意する工程（図２（ａ））と、［ステップ２］：第１導電膜および／または第２導電膜の表面にダイポール層を形成する工程（図２（ｂ））と、［ステップ３］：基板上に形成されたダイポール層のうち、不要な部分のダイポール層を取り除く工程（図２（ｃ））と、からなる。そして、図２（ａ）に示す構造を得るための製造工程の一例が図３（ａ）〜（ｅ）に示されている。図２（ｂ）に示す構造を得るための製造工程の一例が図３（ｆ）に示されている。図２（ｃ）に示す構造を得るための製造工程の一例が図３（ｇ）〜（ｈ）に示されている。
【００３８】
さらに、各ステップについて具体的に説明する。
【００３９】
［ステップ１］  第１導電膜と第２導電膜とを有する基板を用意する工程
ステップ１は、基板上に第１導電膜と第２導電膜を作成するステップである（図２（ａ））。このステップ１は、例えば、以下の工程１〜工程５によって形成することができる。なお、以下で説明する例においては、第１導電膜が電極２とカーボン層５とを含み、第２導電膜が電極３とカーボン層５とを含む場合を説明する。
【００４０】
（工程１）
先ず予め、その表面を十分に洗浄した基板１上に導電性膜３１（電極２及び電極３となるべき部材）を積層する（図３（ａ））。
【００４１】
基板１としては、例えば、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、基板表面にＳｉＯ２を積層した積層体からなる基板、セラミックスからなる絶縁性基板のうちの、いずれか一つを用いることができる。
【００４２】
導電性膜３１は、蒸着法、スパッタ法等の一般的真空成膜技術により形成される。導電性膜３１の材料は、例えば、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等の金属または合金材料等から適宜選択される。導電性膜３１の厚さとしては、数十ｎｍから数ｍｍの範囲で設定され、好ましくは数百ｎｍから数μｍの範囲で選択される。
【００４３】
（工程２）
次いで、図３（ｂ）に示すように導電性膜３１上にカーボン層５を堆積する。
【００４４】
カーボン層５は、平坦性のよいことが好ましい。具体的には、表面粗さが、ｒｍｓ（ｒｏｏｔ−ｍｅａｎ−ｓｑｕａｒｅ）で、カーボン層５の平均膜厚の１／１０以下であることが好ましい。また、ｒｍｓの値では１０ｎｍ以下、さらに望ましくは、１ｎｍ以下であることが好ましい。尚、ｒｍｓは、平均線から測定曲線までの偏差の二乗を平均した値の平方根で表す。ＪＩＳ規格でも採用される規格である。
【００４５】
（工程３）
フォトリソグラフィー法により、導電性膜３１を電極２と電極３とに分離するため、フォトレジストマスク３２のパターンを導電性膜３１上に形成する（図３（ｃ））。
【００４６】
（工程４）
次いで、エッチング処理を行い導電性膜３１を電極２と電極３とに分離する（図３（ｄ））。導電性膜３１及びカーボン層５のエッチング工程においては、エッチング面が平滑であることが望ましい。そのため、用いる材料に応じて、エッチング方法を選択すれば良い。ドライエッチングでもウエットエッチングでも構わない。
【００４７】
（工程５）
マスク３２を除去することにより、図３（ｅ）に示す、第１導電膜（２、５）と第２導電膜（３、５）とが基板１表面上に間隔を置いて配置した構造体を形成することができる。
【００４８】
通常、第１導電膜と第２導電膜との間の距離ｗ（図１参照）は、電子放出素子を構成する材料や抵抗値、カーボン層５の電気的特性、必要とする電子放出ビームの形状などにより適宜設定される。通常、ｗは数十ｎｍ以上、１００μｍ以下に好ましくは設定される。距離ｗを小さくすることは、電子放出素子の駆動電圧の低減に最も有効であり、数μｍ以下にすることが望まれる。しかしながら、距離ｗを小さくすると、後述するステップ３の工程における位置合わせ精度を確保できなくなる場合がある。したがって、好適なｗは５００ｎｍ以上、１０μｍ以下である。
【００４９】
［ステップ２］  ダイポール層を形成する工程
ステップ２は、ダイポール層１１を、ステップ１で形成した第１導電膜（２、５）及びまたは第２導電膜（３、５）上に形成するステップである（図２（ｂ））。このステップは、いわゆる表面処理工程の一種と見なすこともできる。特に、ここでは、上記工程１〜工程５で形成したカーボン層５の表面にダイポール層１１を形成する例を説明する。
【００５０】
ここでは、ダイポール層１１の形成が、第１導電膜（２、５）および第２導電膜（３、５）の表面終端によって行われる例を説明する。さらに、ここでは、第１導電膜（２、５）および第２導電膜（３、５）の表面を化学修飾することで、第１導電膜および第２導電膜の表面に対して水素による終端処理を行う方法を説明する。さらに、ここで説明する例では、上記表面終端方法として、熱処理によって行う方法の例を説明する。このような水素での終端処理によるダイポール層１１を形成する手法としては、例えば、以下の工程６によって行うことができる。
【００５１】
（工程６）
前記ステップ１により第１導電膜および第２導電膜をその表面に形成した基板１を、熱処理炉３３内に配置する。そして、熱処理炉３３内にガス３４を導入しながら、基板１の加熱を行う（図３（ｆ））。
【００５２】
熱処理としては、各種の熱処理炉を使用することができる。例えば、ランプ加熱炉でもよいし、電気炉でもよい。熱処理温度は、終端したい構造、終端する材料、終端に必要とされる時間などによって適宜選択される。具体的には、熱処理温度としては４００℃以上、おおむね５００℃以上が必要とされ、上限は基板１の軟化点以下に設定される。熱処理におけるガス３４としては、水素ガス、もしくは水素ガスと炭素を含むガスとの混合ガスを用いる。特には水素ガスと炭化水素ガスとの混合ガスが好適である。また、炭化水素ガスであれば、特に限定されないが、アセチレンガス、エチレンガス、メタンガス等、鎖状炭化水素が好ましい。
【００５３】
熱処理における圧力は、大気圧程度あるいは減圧下であれば良い。熱処理炉３３内をいったん減圧し、炉内の水分、その他のガスをいったん排気してから、所望の圧力までガスを導入するのが好ましい。
【００５４】
また、熱処理に先だって、第１導電膜および第２導電膜の表面をクリーニングすることも好ましい。あるいは、炉３３内に基板１を投入してから上記ガス中での熱処理を開始するまでの所望期間の熱処理を上記クリーニングに当てることも可能である。
【００５５】
この熱処理工程を終えて、熱処理炉３３から基板１を取り出すと、第１導電膜および第２導電膜（カーボン膜５）の表面のうちの露出された部分に、前述したダイポール層１１が形成される（図２（ｂ））。
【００５６】
［ステップ３］  不要な領域のダイポール層を取り除く工程
ステップ３は、ステップ２で形成されたダイポール層１１のうち、不要な部分のダイポール層を除去するステップである（図２（ｃ）。このステップは、例えば、不要な領域のダイポール層に、選択的にエネルギーが付与することで、不要な領域のダイポール層を取り除く。より具体的には、例えば、以下の工程７によって行うことができる。
【００５７】
（工程７）
ステップ２で形成した構造体（図２（ｂ））に対して、大気中で、マスク３５を位置合わせして、紫外光３６をマスク３５の開口を通して不要なダイポール層１１に照射して、水素終端構造を変質させることで、不要なダイポール層１１を消滅させる。（図３（Ｇ））。
【００５８】
マスク３５は、例えば、石英ガラスなど紫外光を透過する母材で構成され、ダイポール層１１を除去したい領域に対応する部分のみに金属膜を設けないことで、紫外光が透過できる開口が用意された構造をもつものを採用することが出来る。マスク３５としては、必ずしも上記金属マスクに限定されるものではない。不要なダイポール層１１に照射するためのエネルギーが、ダイポール層１１を残しておきたい領域に対応する部分（マスク部分）において、十分に遮ることができる構造を有するものであれば良い。また、マスク３５は少なくともダイポール層１１を除去したい領域に対応する領域に開口を有しているものがよい。さらに、図２（ｃ）に示すように、一方の導電膜（図２（ｃ）においては符号３、５で記される部材）の表面に対応する領域、第１導電膜および第２導電膜で覆われていない基板１の表面に対応する領域、および、他方の導電膜（図２（ｃ）においては符号２、５で記される部材）の一部に対応する領域に、開口を有することによって、電子放出する領域をより高精度に位置決めすることができる。
【００５９】
ダイポール層１１の消滅とは、終端構造の水素が、結合していた導電膜の表面から除かれ、ダングリングボンドが形成されることに相当すると考えられる。また、この工程７を大気中で行うこともできる。この場合には、実効的には、表面に酸素の量を増やすことができるので、導電膜の表面のうち、不要なダイポール層が形成されている導電膜の表面を酸素終端することに相当すると考えることができる。
【００６０】
工程７を行う際の雰囲気は、酸素雰囲気（大気でも可）が望ましく、さらに酸化性雰囲気（例えばオゾン雰囲気）であってもよい。処理時間を短くするためには、基板１を加熱しながら工程７を行うことが望ましい。
【００６１】
なお、工程７においては、不要なダイポール層を消滅させるだけでなく、不要なダイポール層の下に位置するカーボン層の一部あるいは全部をエッチングして除去しても良い。
【００６２】
したがって、工程７は、通常のエッチング工程で代用することも可能である。すなわち、電子やイオンを利用した物理的なエッチングでもよいし、化学的なエッチングでもよい。ただし、不要なダイポール層を選択的に除去することが可能な手法である必要がある。
【００６３】
また、工程７においては、必要なダイポール層における電子放出能力を劣化させないことが必要である。また、工程７においては、不要なダイポール層を選択的に除去した結果、導電膜の表面に微細な凹凸が形成されることによる、意図しない領域（電子を放出させたくない領域）から電子が放出されやすい構造にならないことが必要である。
【００６４】
したがって、不要なダイポール層（不要な終端構造）のみを取り除く方法が、周囲の必要なダイポール層の電子放出能力を低減したり、不要な電子放出部を新たに形成したりする可能性を少なくすることができるので有効である。不要なダイポール層１１を除去、変質させるために照射するエネルギーとしては、紫外線が、本発明において最適な工程といえる。
【００６５】
尚、ステップ３は、ステップ２によって基板１上の意図しない領域に形成された終端構造（ダイポール構造）を除去するものである。従って、意図しない領域に形成された電子放出可能な構造（終端構造）を除去するのであるから、ステップ２の処理を行う領域（位置）に求められる精度を低減することができる。
【００６６】
また、本発明は、電子放出可能な構造を形成したくない領域にマスクを設けた上で、上記ステップ２を行い、その後リフトオフなどの公知の手法によってマスクを除去した後に、上記ステップ３を行うこともできる。このようにすれば、ステップ３を行う前のパターニング（上記リフトオフなどの工程）などで生じる残渣によって形成される可能性のある電子放出可能な構造（終端構造）や、ステップ３を行う前の他の種々のプロセスによって形成される可能性のある電子放出可能な構造（終端構造）を、ステップ３において確実に除去することができる。
【００６７】
以上のステップ１〜ステップ３に記載した製造方法により、本発明の電子放出素子を形成することができる。
【００６８】
尚、上記した例においては、同じ基板１上に、カソード電極に相当する第１導電膜（２、５）と、ゲート電極に相当する第２導電膜（３，５）とを配置した場合を示した。しかしながら、上記第１導電膜と第２導電膜に加え、それぞれの導電膜に接続する配線などの導電性部材が、同じ基板１上に配置される場合もある。配線は、上記ステップ１または２を行う前に形成することもできるし、ステップ２を行った後に形成することもできる。ステップ１または２を行う前に配線などの導電性部材を形成する場合においては、上記ステップ３における処理（不要な領域のダイポール層を取り除く工程）を上記配線などの導電性部材にも施すことが好ましい。
【００６９】
また、図１（ａ）に示した例においては、電子放出装置が、第１導電膜と第２導電膜とアノード電極とから構成される例（即ち３端子構造の例）を示した。しかしながら、電子放出装置としては、第１導電膜およびアノード電極とから構成される、いわゆる２端子構造の場合も本発明は除外するものではない。さらに、４端子以上の電子放出装置についても本発明は除外するものではない。
【００７０】
４端子構造の場合には、アノード電極とカソード電極以外の残る２つの電極の両方が、カソード電極とともに基板１上に配置される場合もある。また、アノード電極とカソード電極以外の残る２つの電極のうちの一方が、カソード電極とともに基板１上に配置される場合もある。
【００７１】
いずれの場合においても、カソード電極（第１導電膜（２、５）に相当する）に対する前記したステップ２の処理（ダイポール層を形成する工程）を施す前に、カソード電極と共に基板１上に配置された導電性部材に対しては、上記ステップ３における処理（不要な領域のダイポール層を取り除く工程）を施すことが好ましい。これにより、カソード電極以外の基板１上の導電性部材表面に形成されたダイポール層（或いは形成される可能性のあるダイポール層）を除去することができる。
【００７２】
また、本発明においては、ゲート電極（第２導電膜（３，５）に相当）は、カソード電極側から電子を引き出すための所謂引出し電極として用いられる場合だけではない。例えば、カソード電極側から電子を引き出すための電界はカソード電極に印加される電位とアノード電極に印加される電位とで形成し、ゲート電極はカソード電極側から放出された電子の量を制御する或いはカソード電極側からの電子の放出を停止させるために用いられる場合もある。あるいは、カソード電極側から電子を引き出すための電界はカソード電極に印加される電位とアノード電極に印加される電位とゲート電極に印加される電位とで形成し、ゲート電極はさらにカソード電極側から放出された電子の量を制御する或いはカソード電極側からの電子の放出を停止させるために用いられる場合もある。従って、本発明におけるゲート電極は、制御電極と呼ぶことができる。
【００７３】
次に本発明の製造方法を適用した電子放出素子の応用例について以下に述べる。本発明の製造方法は、複数の電子放出素子を基板上に配列した電子源や、電子源と発光体とを用いた画像表示装置などに適用できる。
【００７４】
電子源における電子放出素子の配列形態は、種々のものを採用することができる。一例として、以下では、各電子放出素子がカソード電極とゲート電極とからなる場合について説明する。例えば、電子源の配列形態においては、電子放出素子をＸ方向及びＹ方向に行列状に複数個配し、同じ行に配された複数の電子放出素子を構成するカソード電極（前述の第１導電膜（２、５））或いはゲート電極（前述の第２導電膜（３，５））の一方を、Ｘ方向の配線に共通に接続し、同じ列に配された複数の電子放出素子を構成するカソード電極或いはゲート電極の他方を、Ｙ方向の配線に共通に接続する、いわゆるマトリクス配置がある。
【００７５】
以下、マトリクス配置の電子源について、図６を用いて説明する。図６において、４１は基板、４２はＸ方向配線、４３はＹ方向配線である。４４は本発明による電子放出素子である。２は前述の第１導電膜の電極であり、３は前述の第２導電膜の電極を指す。
【００７６】
ｍ本のＸ方向配線４２は、Ｄｘ１，Ｄｘ２，…Ｄｘｍからなり、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成することができる。配線の材料、膜厚、幅は、適宜設計される。Ｙ方向配線４３は、Ｄｙ１，Ｄｙ２，…Ｄｙｎのｎ本の配線よりなり、Ｘ方向配線４２と同様に形成される。これらｍ本のＸ方向配線４２とｎ本のＹ方向配線４３との間には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を電気的に分離している（ｍ，ｎは、共に正の整数）。
【００７７】
不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等を用いて形成されたＳｉＯ２等で構成される。例えば、Ｘ方向配線４２を形成した基板４１の全面或いは一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向配線４２とＹ方向配線４３の交差部の電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製法が適宜設定される。Ｘ方向配線４２とＹ方向配線４３は、それぞれ外部端子として引き出される。
【００７８】
各電子放出素子４４を構成する第１導電膜の電極２はｍ本のＸ方向配線４２のうちの１本と、各電子放出素子４４を構成する第２導電膜の電極３はｎ本のＹ方向配線７３のうちの１本に電気的に接続される。
【００７９】
次に、上述したマトリクス配列した複数の電子放出素子を有する電子源の駆動方法の一例について説明する。
【００８０】
Ｘ方向配線４２には、走査信号が印加される。具体的にはＸ方向に配列した電子放出素子４４の行を選択するための走査信号を印加する不図示の走査信号印加手段がＸ方向配線４２に接続される。一方、Ｙ方向配線４３には、上記走査信号に同期した変調信号が印加される。具体的には、Ｙ方向に配列した電子放出素子４４の各列を入力信号に応じて、変調するための不図示の変調信号発生手段が接続される。そして、Ｘ方向配線４２の中から選択したＸ方向配線と、Ｙ方向配線４３の中から選択したＹ方向配線とに、夫々、信号（電圧）を供給することで所望の電子放出素子（選択した電子放出素子）を駆動することができる。選択された電子放出素子４４に印加される駆動電圧は、当該選択された電子放出素子に印加される走査信号と変調信号の差電圧である。尚、ここでは、ゲート電極３に走査信号を印加し、カソード電極２に変調信号を印加した例を示したが、ゲート電極３に変調信号を、カソード電極２に走査信号を印加する形態であってもよい。
【００８１】
上記構成においては、単純なマトリクス配線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能とすることができる。このような単純マトリクス配置の電子源を用いて構成した画像表示装置の一例について、図７を用いて説明する。図７では、画像表示装置内部がわかるように、フェースプレート５６の一部と支持枠５２の一部を取り除いて示した模式図である。
【００８２】
図７において、４１は図６で示した、電子放出素子を複数配した基板である。５１は基板４１を固定したリアプレートである。５６は、ガラスなどの透明な基板５３の内面に蛍光体などの発光体からなる発光体膜５４とメタルバック５５等が形成されたフェースプレートである。５２は支持枠であり、支持枠５２には、リアプレート５１、フェースプレート５６がフリットガラス等の接着剤を用いて接続されている。５７は外囲器であり、例えば真空中或いは窒素中で４００〜５００℃の温度範囲で１０分以上、支持枠５２とリアプレート５１とフェースプレート５６との接続部にフリットガラスなどの接着剤を配置した状態で、焼成することで、封着して得ることができる。尚、端子Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙｎは、図６で説明したＤｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙｎに接続して、外囲器５７の外部まで延長された端子である。
【００８３】
外囲器５７は、上述の如く、フェースプレート５６、支持枠５２、リアプレート５１で構成される。リアプレート５１は主に基板４１の強度を補強する目的で設けられる。そのため、基板４１自体が十分な強度を持つ場合は、リアプレート５１は不要とすることができる。即ち、基板４１に直接支持枠５２を封着し、フェースプレート５６、支持枠５２及び基板４１で外囲器５７を構成しても良い。一方、フェースプレート４６、リアプレート５１間に、スペーサーとよ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もつ外囲器５７を構成することもできる。
【００８４】
尚、封着工程を施した外囲器（パネル）は封止工程を行う場合がある。
【００８５】
封止工程は、外囲器（パネル）５７を加熱しながら、排気装置により排気管お５（不図示）を通じて排気し、外囲器内部を排気した後、排気管を封じきることによって行われる。外囲器５７の封止後の圧力を維持するために、ゲッター処理を行うこともできる。ゲッターはＢａ等の蒸発型や、非蒸発型を用いることできる。また、真空チャンバー中で封着工程を行えば、上記封止工程を封着工程後に別途設ける必要がなくなる。つまり、封着工程によって、封止工程を必要とせずに、内部が真空状態に維持された外囲器５７を形成することができる。
【００８６】
上記マトリクス配置の電子源を用いて構成した画像表示装置では、各電子放出素子に、端子Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙｎを介して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ることができる。また、高圧端子５８を介してメタルバック５５或いは透明電極（不図示）に１０ｋＶ以上の電圧Ｖａを印加した状態で、上述の方法で所望の電子放出素子から電子を放出させることにより、放出された電子は、発光体５４に衝突し、発光が生じて画像が形成される。
【００８７】
本発明による画像表示装置は、上記構成に加えて更に、テレビジョン放送などの放送信号を選択し受信する受信機（チューナー）を備えることで例えばテレビジョン放送用の画像表示装置を形成することができる。また、本発明による画像表示装置は、テレビ会議システムやコンピューター等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プリンターとしての画像表示装置等としても用いることができる。
【００８８】
本発明による画像表示装置の製造方法は、前述したステップ１〜ステップ３によって複数の電子放出素子を基板上に形成し、その後、複数の電子放出素子が形成された基板と支持枠とフェースプレートとを用いて前述した外囲器５７の組み立て工程を行うことで形成することができる。
【実施例】
【００８９】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００９０】
［実施例１］
本実施例では、図６に示したダイポール層１１を有するカーボン層５を有する電子放出素子を作製した。以下、本実施例で作成した電子放出素子の製造工程を順に説明する。
【００９１】
（工程１）
先ず、基板１に石英ガラスを用い、十分な洗浄を行った後、スパッタ法によりカソード導電性膜３１として厚さ１００ｎｍのＴｉＮを成膜した（図３（ａ））。
【００９２】
（工程２）
スパッタ法により、導電性膜３１上にカーボン層５を膜厚４ｎｍ堆積した。ターゲットとしては、グラファイトを用い、アルゴン雰囲気中で成膜を行った。本カーボン層５は、抵抗率が１×１０１１Ω・ｃｍであった。（図３（ｂ））。
【００９３】
（工程３）
レジストマスク３３をフォトリソグラフィー法を用いて膜厚１μｍで作製した。（図３（ｃ））ｗは５μｍとした。
【００９４】
（工程４）
次に、カーボン層５とＴｉＮ膜３１とを連続してドライエッチングした。尚、ＴｉＮ膜３１を完全にエッチングするために石英ガラス基板１も多少エッチングされる条件を選択した（図３（ｄ））。
【００９５】
（工程５）
次に、レジストマスク３３を剥離液を用いて除去した。（図３（ｅ））。
【００９６】
（工程６）
さらに、工程１〜５により作製した第１導電膜２、第２導電膜３、カーボン膜５が配置された基板１を、熱処理炉３３の中で、下記に示す条件により、メタンと水素の混合ガス雰囲気で熱処理した。図３（ｆ）
熱処理温度：６３０℃
加熱方式：ランプ加熱
処理時間：６０分
混合ガス比：メタン／水素＝１５／６
熱処理時圧力：６ＫＰａ
この工程により、カーボン層５表面に、ダイポール層１１を形成した。この状態でのカーボン層５の表面は、非常に平坦であった。上記の手法と同様の手法にてＳｉ基板上にカーボン層５およびダイポール層１１を形成したところ、ｒｍｓ＝０．２ｎｍであった。従って、カーボン膜およびダイポール層１１の積層体自体のｒｍｓは、０．２ｎｍである。
【００９７】
（工程７）
金属マスク３５を、高圧水銀灯を紫外線光源とする装置に設置し、若干の空間をおいて対向して位置合わせした状態で、紫外光３６を１０分間連続して照射した。図３（ｇ）
これにより、本実施例の電子放出素子を完成させた。また、工程７を行わない電子放出素子を比較例１として同様に作製した。
【００９８】
本実施例により形成した電子放出素子と、比較例１の電子放出素子とを真空チャンバ内で図１に示すような配置で駆動した。
【００９９】
アノード電極にはアノード電圧（Ｖａ）として５ｋＶを印加した。カソード電極とアノード電極との間隔（Ｈ）は２ｍｍとし、カソード電極とゲート電極との間には駆動電圧（Ｖｇ）として、パルス電圧（パルス幅１ｍｓｅｃ、周波数５００Ｈｚ、デューティー２０％、パルス波高値４０Ｖ）を印加した。
【０１００】
上記条件で駆動したところ、本実施例の電子放出素子も、比較例１の電子放出素子も、良好な電子放出特性が得られた。
【０１０１】
次に、上記パルス電圧と同様の波形で且つパルス波高値が−４０Ｖのパルス電圧を、カソード電極側がゲート電極側よりも電圧が高くなるように印加した。その結果、本実施例で作成した電子放出素子は、逆方向に電圧（カソード電極側がゲート電極側よりも電位が高いような電圧）を印加しても電子放出しなかったが、比較例１の電子放出素子は、ゲート電極側から電子放出が確認された。
【０１０２】
これにより、本実施例の電子放出素子においては、カーボン層５には、（工程６）でカソード電極側、ゲート電極側の両側にダイポール層が形成されており、（工程７）においてゲート電極側のダイポール層が除去されたことがわかった。
【０１０３】
本実施例に示すように、簡易な構成、作製方法であるにもかかわらず、低電界で電子放出可能で、安定な駆動が可能な電子放出素子が作製可能であった。
【０１０４】
［実施例２］
本実施例では、実施例１の工程２、３、６、７を変更した以外は実施例１と同様にして電子放出素子を作成した。以下に本実施例の製造工程を順に説明する。尚、実施例１と同様の工程については説明を省略する。
【０１０５】
（工程１）実施例１と同じ。
【０１０６】
（工程２）
ついでＥＣＲプラズマＣＶＤ法によりＤＬＣ膜を３ｎｍ程度堆積した。成長条件を以下に示す。
ガス：ＣＨ４
マイクロ波パワー：４００Ｗ
基板バイアス：−９０Ｖ
ガス圧：２５ｍｍＰａ
基板温度：室温
カーボン層５は、抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍであった。
【０１０７】
（工程３）
レジストマスク３３をフォトリソグラフィー法を用いて膜厚０．６μｍで作製した。ｗは３μｍとした。
【０１０８】
（工程４）および（工程５）は実施例１と同じ。
【０１０９】
（工程６）
熱処理炉３３の中で、下記に示す条件により、水素ガスで熱処理した。
熱処理温度：６３０℃
加熱方式：ランプ加熱
処理時間：１２０分
ガス：水素
熱処理時圧力：２００Ｐａ
この工程により、カーボン層５表面に、ダイポール層１１を形成した。この状態でのカーボン層５の表面は、実施例１よりは、若干平坦度が異なっていた。上記の手法と同様の手法にてＳｉ基板上にカーボン層５およびダイポール層１１を形成したところ、ｒｍｓ＝０．４ｎｍであった。従って、カーボン膜およびダイポール層１１の積層体自体のｒｍｓは、０．４ｎｍである。
【０１１０】
（工程７）
金属マスク３５を、超高圧水銀灯を光源とするプロキシミティーの半導体露光装置に設置し、アライメントした状態で、紫外光３６を２分間露光した。
【０１１１】
これにより、本実施例の電子放出素子を完成させた。
【０１１２】
本実施例で作製した電子放出素子、実施例１と同様に真空チャンバ内で図１に示すように配置し、駆動した。
【０１１３】
Ｖａは５ｋＶ、Ｈ＝２ｍｍとし、カソード電極とゲート電極間に印加するパルス電圧は、パルス幅１ｍｓｅｃ、周波数５００Ｈｚ、デューティー２０％とした。その結果、本実施例の電子放出素子は、パルス波高値３０Ｖで駆動できた。
【０１１４】
これは、工程７において半導体露光装置を使用することにより、より微細な加工が可能となり、電子放出素子のカソード電極とゲート電極間の距離Ｗを実施例１と比較し小さくできたためである。
【０１１５】
［実施例３］
本実施例では、実施例１の工程７を図８に示す装置を用いて行った以外は実施例１と同様にして電子放出素子を作成した。以下に本実施例の製造工程を順に説明する。尚、実施例１と同様の工程については説明を省略する。
【０１１６】
（工程１〜６）実施例１と同じ。
【０１１７】
（工程７）
工程１〜６によって作成した第１導電膜２、第２導電膜３、カーボン膜５およびダイポール層１１が配置された基板１を、電子線照射装置９１内に配置した。そして、ゲート電極側の表面にのみ電子線９２が照射されるように電磁レンズ９３を用いて走査した。
【０１１８】
以上の工程によって作成した電子放出素子においても、実施例１と同様に良好な電子放出素子が作製された。そして、カソード電極側の電位をゲート電極側の電位よりも高くなるようにカソード電極（第１導電膜（２，５））とゲート電極（第２導電膜（３，５））との間に電圧を印加したところ、ゲート電極側からの電子放出は確認されなかった。また、電子線照射部（第２導電膜（３，５）の表面）の平坦性は、電子線照射の前後でほとんど変化はなかった。
【０１１９】
本実施例では、電子を照射したがイオンを照射する方法によっても行うことができる。
【０１２０】
［実施例４］
本実施例では基本的に実施例１と同様の作成方法で作成した電子放出素子４４を、行方向に１０００個配置し、列方向に１０００個配置することで、マトリクス状に配置した電子源を形成した（図６参照）。そしてこの電子源を用い、図７に示す画像表示装置を作製した。
【０１２１】
基板４１上には、配線（４２、４３）および層間絶縁層（ＳｉＯ２）を作製した。Ｘ方向配線４２をカソード電極（第１導電膜における電極２）に接続し、Ｙ方向配線４３をゲート電極（第２導電膜における電極３）に接続した。
【０１２２】
各電子放出素子の製造方法は、実施例１と基本的に同様であるが、実施例１の工程７を実施例２の工程７に置き換えた。本実施例では、ゲート電極表面（第２導電膜の表面）および配線に対し紫外線を照射した。尚、各電子放出素子４４は、横３００μｍ、縦３００μｍのピッチで配置した。
【０１２３】
また、比較例２として、紫外線を照射しない以外は本実施例と同様に作成した電子源を用意した。
【０１２４】
上記のように作製した電子源を備える基板４１（実施例４および比較例２）を、リアプレート５１に固定した後、アノード電極４であるメタルバック５５と蛍光体膜５４とを有するフェースプレート５６と対向し外枠５２を介して封着して、図７に示す画像表示装置を形成した。尚、基板４１とメタルバック５５との間の距離Ｈは、２ｍｍになるように設定した。
【０１２５】
これらの画像表示装置に、駆動回路を接続し、所望の電子放出素子を駆動させることにより画像表示を行った。本実施例の画像表示装置では、均一性がよく、コントラストの良好な表示画像が得られた。一方、比較例２の電子源を用いた画像表示装置においては、実施例４の画像表示装置に比べ、均一性がよくなかった。これは、ゲート電極や、配線の端部から意図しない電子放出があるためとわかった。したがって、本実施例のように、電子放出部以外のダイポール層を必要としない領域に紫外線を照射して、不要なダイポール層を消滅させることで、表示特性のよい画像表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明による電子放出装置の一例の模式図である。
【図２】本発明による電子放出素子の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
【図３】本発明による電子放出素子の製造方法の他の一例を模式的に示す工程図である。
【図４】本発明に用いうる、ダイポール層を有するカーボン層の構成を模式的に示す図である。
【図５】図６のカーボン層における電子放出原理を示す模式図である。
【図６】本発明の電子放出素子を用いた電子源の一例を示す平面模式図である。
【図７】本発明の電子放出素子を用いた画像表示装置の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明における電子放出素子の製造工程を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１  基板
２  カソード電極
３  ゲート電極
４  アノード電極
５  カーボン層
６  駆動電源
７  アノード電源
８  導電性粒子
９  集合体
１０  母材
１１  ダイポール層
１２  炭素
１３  水素
２３  引き出し電極
２４  真空障壁
２５  電子
３１  導電性膜
３２  マスク
３３  熱処理炉
３４  ガス
３５  マスク
３６  紫外線
４１  電子源基板
４２  Ｘ方向配線
４３  Ｙ方向配線
４４  電子放出素子
５１  リアプレート
５２  支持枠
５３  ガラス基板
５４  蛍光膜
５５  メタルバック
５６  フェースプレート
５７  外囲器
５８  高圧端子
６１  絶縁層
【図１】
2005317272.tif 000003
【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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