(57)【要約】【課題】  電子放出回数が増大しても電子放出量が低下し難い電子放出装置を提供すること。【解決手段】  電子放出装置１０は、下部電極１２と、誘電体からなるエミッタ部１３と、微細貫通孔１４ａを有する上部電極１４と、を備え、下部電極と上部電極との間に駆動電圧が付与されることによりエミッタ部１３から上部電極１４の微細貫通孔１４ａを介して電子を放出する。エミッタ部１３の上面には酸化物（例えば、シリコンの酸化物）からなる保護膜１３ｂが形成されている。これにより、エミッタ部１３の上面は、残存するガス分子であって電子放出動作中にイオン化したガス分子の攻撃から保護される。この結果、エミッタ部の上面が金属化し難くなるので、電子放出作動回数が増大しても電子放出量が低下し難い電子放出装置が提供される。【選択図】  図５
2007242375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体からなるエミッタ部と、前記エミッタ部の下部に形成された下部電極と、前記エミッタ部を挟んで前記下部電極に対向するように同エミッタ部の上部に形成されるとともに微細貫通孔が複数形成され且つ同微細貫通孔の周部であって同エミッタ部と対向する下面が同エミッタ部から離間しているように形成されてなる上部電極と、を備え、前記下部電極と前記上部電極との間に駆動電圧が付与されることにより前記エミッタ部から同上部電極の微細貫通孔を介して電子を放出する電子放出装置であって、
前記エミッタ部の上面であって前記上部電極の下面と離間している部分及び／又は同エミッタ部の上面であって前記上部電極の微細貫通孔を通して外部に露出している部分に酸化物からなる保護膜を備えた電子放出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子放出装置において、
前記保護膜は、前記エミッタ部の上面であって前記上部電極の下面と離間し始める部分にて同エミッタ部の上面及び同上部電極の下面の両方に接し、且つ、同エミッタ部の上面であって同上部電極の下面と離間している部分にて同エミッタ部の上面のみに接するように形成されている電子放出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電子放出装置において、
前記保護膜は、前記エミッタ部の上面全体に形成された電子放出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電子放出装置において、
前記エミッタ部はセラミックスからなり、
前記保護膜は、前記エミッタ部の結晶構造を形成する原子と置換されない原子を含む酸化物である電子放出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電子放出装置において、
前記エミッタ部の結晶構造を形成する原子と置換されない原子はシリコン（Ｓｉ）である電子放出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電子放出装置において、
前記エミッタ部は鉛（Ｐｂ）を含む化合物からなる電子放出装置。
【請求項７】
誘電体からなるエミッタ部と、前記エミッタ部の下部に形成された下部電極と、前記エミッタ部を挟んで前記下部電極に対向するように同エミッタ部の上部に形成されるとともに微細貫通孔が複数形成され且つ同微細貫通孔の周部であって同エミッタ部と対向する下面が同エミッタ部から離間しているように形成されてなる上部電極と、を備え、前記下部電極と前記上部電極との間に駆動電圧が付与されることにより前記エミッタ部から同上部電極の微細貫通孔を介して電子を放出する電子放出装置の製造方法であって、
前記エミッタ部を構成する材料にシリコン又はシリコンを含む化合物を添加するとともに同材料を焼成して同エミッタ部を形成する工程と、
前記エミッタ部を還元雰囲気にて加熱することにより同エミッタ部の上面にシリコン酸化物の保護膜を形成する工程と、
を含んだ電子放出装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の電子放出装置の製造方法において、
前記保護膜を形成する工程は、
前記エミッタ部の上面に前記上部電極を形成するためのペースト状有機金属化合物を延在させた状態にて加熱する工程である電子放出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体からなるエミッタ部と、前記エミッタ部の下部に形成された下部電極と、前記エミッタ部を挟んで前記下部電極に対向するように同エミッタ部の上部に形成された上部電極と、を備えた電子放出装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られる電子放出装置の一つは、エミッタ部と、下部電極と、上部電極と、を備えている。エミッタ部は誘電体からなっている。下部電極は、エミッタ部の下部に形成されている。上部電極は、エミッタ部を挟んで下部電極に対向するようにエミッタ部の上部に形成されている。この上部電極には、微細貫通孔が複数形成されている。上部電極の微細貫通孔の周部であってエミッタ部と対向する下面は、エミッタ部の上面から離間しているように形成されている。この上部電極とエミッタ部とがなす構造は「庇構造」と呼ばれる。
【０００３】
そして、この電子放出装置の下部電極と上部電極との間に所定の極性の駆動電圧が付与されると、エミッタ部の双極子は、その陽極が上部電極側になるように反転（負側分極反転）する。これにより、上部電極からエミッタ部へと電子が引き寄せられる。その結果、電子がエミッタ部の上部に供給され且つ蓄積される。次いで、下部電極と上部電極との間に前記所定の極性とは逆の極性の駆動電圧が付与されると、エミッタ部の双極子は、その陰極が上部電極側になるように反転（正側分極反転）する。これにより、エミッタ部の上部に蓄積されていた電子はクーロンの反発力を受ける。その結果、電子は上部電極の微細貫通孔を通して放出される（特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１４２１３４号公報
【発明の開示】
【０００４】
この電子放出装置において、エミッタ部の上面及び上部電極が存在している空間の圧力は低下させられ、同空間は略真空となっている。しかしながら、庇構造部分（上部電極の下面であってエミッタ部と対向している部分とエミッタ部の上面との間）にはガス分子が比較的多く残留してしまう。そのガス分子は、電子放出動作中にイオン化し、エミッタ部の双極子が発生するクーロン引力によりエミッタ部に引き寄せられる。このため、イオン化したガス分子はエミッタ部を攻撃する。その結果、エミッタ部の上部に存在する酸素原子がエミッタ部から離脱して同エミッタ部の上面が金属化するので（或いは、エミッタ部の結晶構造が分解するので）、エミッタ部の上部において上記分極反転（正側及び負側分極反転）動作が発生し難くなる。即ち、エミッタ部の上部が誘電体ではなくなる。更に、エミッタ部の上面が金属化すると、エミッタ部の上面の表面抵抗が小さくなる。このため、エミッタ部の上面に蓄積されている電子を上部電極の微細貫通孔を介して放出しようとするとき、それらの電子のうちエミッタ部の上面を流れて上部電極に吸収される電子の量が大きくなる。これらの結果、電子放出装置の電子放出動作回数が多くなるにつれ、電子放出量（電子放出能力）が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に対処するために為されたものであって、その目的の一つは、電子放出作動回数が増大しても、電子放出量が低下し難い電子放出装置を提供することにある。
【０００６】
この目的を達成するための本発明による電子放出装置は、
誘電体からなるエミッタ部と、前記エミッタ部の下部に形成された下部電極と、前記エミッタ部を挟んで前記下部電極に対向するように同エミッタ部の上部に形成されるとともに微細貫通孔が複数形成され且つ同微細貫通孔の周部であって同エミッタ部と対向する下面が同エミッタ部から離間しているように形成されてなる上部電極と、を備え、前記下部電極と前記上部電極との間に駆動電圧が付与されることにより前記エミッタ部から同上部電極の微細貫通孔を介して電子を放出する電子放出装置であって、
前記エミッタ部の上面であって前記上部電極の下面と離間している部分及び／又は同エミッタ部の上面であって前記上部電極の微細貫通孔を通して外部に露出している部分に酸化物からなる保護膜を備えた電子放出装置である。
【０００７】
エミッタ部の上面であって上部電極の下面と離間している部分、及び、エミッタ部の上面であって上部電極の微細貫通孔を通して外部に露出している部分は、エミッタ部の分極反転動作に基づく電子放出動作（電子の蓄積及び放出）にとって重要な部分である。従って、上記構成のように、係る部分に酸化物からなる保護膜を備えれば、同部分のエミッタ部の上面はイオン化したガス分子の攻撃から保護される。この結果、エミッタ部の上面が金属化し難くなるので、電子放出作動回数が増大しても電子放出量が低下し難い電子放出装置を提供することができる。
【０００８】
この場合、前記保護膜は、前記エミッタ部の上面であって前記上部電極の下面と離間し始める部分にて同エミッタ部の上面及び同上部電極の下面の両方に接し、且つ、同エミッタ部の上面であって同上部電極の下面と離間している部分にて同エミッタ部の上面のみに接するように形成されていることが好適である。
【０００９】
エミッタ部の上面であって上部電極の下面と離間し始める部分は、エミッタ部、上部電極及びそれらを包囲する物質（真空の場合を含む）が互いに接する部分（トリプルジャンクション）である。この部分は、電界が集中する部分であるので、上部電極からエミッタ部に電子を供給する作動にとって重要な部分である。従って、上記構成のように、この部分に保護膜を設けることによって同部分のエミッタ部の上面を保護すれば、電子放出作動回数が増大しても電子放出量がより低下し難い電子放出装置を提供することができる。
【００１０】
また、前記保護膜は、前記エミッタ部の上面全体に形成されていることが好適である。
【００１１】
上部電極及び／又はエミッタ部は、熱により収縮及び膨張する。また、エミッタ部が圧電／電歪／反強誘電体からなる場合、駆動電圧が付与されるとエミッタ部が変形する。更に、上部電極とエミッタ部との間には電子放出動作に伴うクーロン力も作用する。従って、微視的に見ると、上記トリプルジャンクションの位置も変化することになる。そこで、上記構成のように、保護膜がエミッタ部の上面全体に形成されていれば、トリプルジャンクションの位置が変化しても、同トリプルジャンクションにおけるエミッタ部の上面を常に保護膜により保護することができる。その結果、電子放出作動回数が増大しても電子放出量が一層低下し難い電子放出装置を提供することができる。
【００１２】
更に、前記エミッタ部はセラミックスからなり、前記保護膜は前記エミッタ部の結晶構造を形成する原子と置換されない原子を含む酸化物であることが望ましい。
【００１３】
誘電体からなるエミッタ部がセラミックスから構成される場合、エミッタ部は一般に焼成により形成される。このとき、エミッタ部を構成する材料（物質）中にエミッタ部の結晶構造を形成する原子と置換されない原子（非置換原子）を含む酸化物が添加・混入されていると、その酸化物はエミッタ部の結晶粒界に析出してくる。この結晶粒界はエミッタ部の表面（上面）にも存在するため、そのような非置換原子を利用すれば、その非置換原子を含む酸化物をエミッタ部の上面に容易に形成することができる。換言すると、前記保護膜が前記エミッタ部の結晶構造を形成する原子と置換されない原子を含む酸化物であれば、容易に保護膜を形成することができる電子放出装置が提供され得る。
【００１４】
この場合、前記エミッタ部の結晶構造を形成する原子と置換されない原子はシリコン（Ｓｉ）であることが好適である。
【００１５】
シリコン（珪素、Ｓｉ）を含む酸化物は、エミッタ部を焼成により形成する際、シリカ（ＳｉＯ２）等の形でエミッタ部の結晶粒界に析出する。これらは、エミッタ部の焼成温度よりも低い温度で溶融し、且つ、エミッタ部の結晶構造は不規則であるから、焼成により形成したエミッタ部に再度の熱処理を施すと、エミッタ部の上面（特に、エミッタ部の結晶粒界）において容易に拡散する。その結果、この拡散を利用すればシリコンを含む保護膜がエミッタ部の上面に容易に形成され得る。即ち、前記保護膜が前記エミッタ部の結晶構造を形成する原子と置換されないシリコンの酸化物であれば、容易に保護膜を形成することができる電子放出装置が提供され得る。
【００１６】
更に、この場合、前記エミッタ部は鉛（Ｐｂ）を含む化合物からなることが好適である。
【００１７】
エミッタ部に鉛が含まれている場合、シリコンを含む酸化物は珪酸鉛ガラス（ｘＳｉＯ２−ｙＰｂＯ）の形でエミッタ部表面の結晶粒界に存在するようになる。珪酸鉛ガラスの融点は低温であり、且つ、エミッタ部の結晶粒界は結晶構造が不規則であるから、焼成により形成したエミッタ部に再度の熱処理を施すと珪酸鉛ガラスは溶融し、エミッタ部の上面（特に、エミッタ部の結晶粒界）に沿って容易に拡散する。従って、この拡散を利用することにより、エミッタ部に保護膜を容易に形成することができる電子放出装置が提供され得る。
【００１８】
このようなエミッタ部の上面に保護膜を備える電子放出装置は、
前記エミッタ部を構成する材料にシリコン又はシリコンを含む化合物を添加するとともに同材料を焼成して同エミッタ部を形成する工程（ステップ）と、
前記エミッタ部を還元雰囲気にて加熱することにより同エミッタ部の上面にシリコン酸化物の保護膜を形成する工程（ステップ）と、
を含んだ製造方法により製造され得る。
【００１９】
上述したように、エミッタを構成する材料にシリコンが含まれていると、そのシリコンは誘電体からなるエミッタ部の結晶構造を形成する原子と置換されない原子であるので、エミッタ部を形成するための加熱（焼成）によりエミッタ部の上面の結晶粒界にシリカ（ＳｉＯ２）及び／又は珪酸鉛ガラス（ｘＳｉＯ２−ｙＰｂＯ）等の酸化物の形で析出する。
【００２０】
更に、このように焼成により形成したエミッタ部を還元雰囲気にて再度加熱すると（再度の熱処理を施すと）、溶融した状態で結晶粒界に存在するシリコンを含む酸化物が優先的に還元されてＳｉＯとして揮発する。そしてＳｉＯは、その後、還元雰囲気でなくなったときに酸化され、シリカ（ＳｉＯ２）としてエミッタ部の上面上に堆積して保護膜を形成する。この結果、エミッタ部の上面に酸化物からなる保護膜を有する電子放出装置が容易に製造される。
【００２１】
この場合、前記保護膜を形成する工程は、
前記エミッタ部の上面に前記上部電極を形成するためのペースト状有機金属化合物を延在させた状態にて加熱する工程であることが望ましい。
【００２２】
ペースト状有機金属化合物が焼成のために加熱されると、有機金属化合物中の有機物が分解し、その際に酸素を奪う。この結果、エミッタ部の表面近傍は還元雰囲気となる。従って、この方法によれば、上部電極を焼成により形成すると同時に、エミッタ部の上面に酸化物からなる保護膜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】
【００２３】
以下、本発明による電子放出装置及びその製造方法の各実施形態について図面を参照しながら説明する。この電子放出装置は、電子照射線装置、光源及び電子部品製造装置等の種々の装置に適用することができるが、以下の説明においてはディスプレイに適用されている。
【００２４】
（構造）
図１乃至図３に示したように、本発明の実施形態に係る電子放出装置１０は、基板１１、複数の下部電極（下部電極層）１２、エミッタ部１３、複数の上部電極（上部電極層）１４、絶縁層１５及び複数の集束電極（集束電極層）１６を備えている。なお、図１は、電子放出装置１０の部分平面図である図３の１−１線に沿った平面にて電子放出装置１０を切断した断面図、図２は図３の２−２線に沿った平面にて電子放出装置１０を切断した断面図である。
【００２５】
基板１１は、互いに直交するＸ軸及びＹ軸により形成される平面（Ｘ−Ｙ平面）に平行な上面及び下面を有し、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれに直交するＺ軸方向に厚み方向を有する板体である。基板１１は、ガラス又はセラミック材料からなっている。このセラミック材料は、例えば、酸化ジルコニウムを主成分とする材料、酸化アルミニウムを主成分とする材料、及び、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムとの混合物を主成分とする材料等である。
【００２６】
下部電極１２のそれぞれは、後述する導電性物質からなり、基板１１の上面の上に層状に形成されている。各下部電極１２の平面視における形状はＹ軸方向に長手方向を有する帯状である。図１に示したように、互いに隣接する二つの下部電極１２は、Ｘ軸方向において所定の距離だけ離れた位置に形成されている。図１において、符合１２−１、１２−２及び１２−３が付された下部電極１２は、便宜上、第１下部電極、第２下部電極及び第３下部電極とそれぞれ称呼される。
【００２７】
エミッタ部１３は、比誘電率が大きい誘電体であって、鉛（Ｐｂ）を主成分とする材料（例えば、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、チタン酸鉛（ＰＴ）及びジルコン酸鉛（ＰＺ）の３成分系材料ＰＭＮ−ＰＴ−ＰＺ。材料については後述する。）からなり、基板１１の上面及び下部電極１２の上面の上に形成されている。エミッタ部１３は、Ｘ−Ｙ平面に平行な上面及び下面を有し、Ｚ軸方向に厚み方向を有する薄板体である。エミッタ部１３の上面には、図４に拡大して示したように、誘電体の結晶粒界１３ａ１による凹凸１３ａが形成されている。
【００２８】
エミッタ部１３の上面には、図４及びエミッタ部１３の上面を含む部分の拡大断面図である図５に示したように、極めて薄い保護膜１３ｂが形成されている。本例において、保護膜１３ｂは、シリカ（ＳｉＯ２、シリコンを含む酸化物からなる膜）である。保護膜１３ｂの膜厚は、１〜１００ｎｍ、好ましくは、１〜２０ｎｍ、更に好ましくは１〜５ｎｍである。
【００２９】
上部電極１４のそれぞれは、後述する導電性物質からなり、エミッタ部１３の上面の上に層状に形成されている。各上部電極１４の平面視における形状は、図３に示したように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ沿った短辺及び長辺を有する長方形である。複数の上部電極１４は互いに離間し、マトリクス状に配列されている。
【００３０】
上部電極１４のそれぞれは、下部電極１２のそれぞれに対向し、平面視において下部電極１２のそれぞれに重なる位置に配設されている。図１及び図３において、符合１４−１、１４−２及び１４−３が付された上部電極１４は、便宜上、第１上部電極、第２上部電極及び第３上部電極とそれぞれ称呼される。また、Ｘ軸方向に配列された複数の上部電極１４同士は図示しない接続用導体により接続され、同電位に維持されるようになっている。なお、電子放出の安定化及び電極やエミッタ部の保護を目的として、各々の上部電極に隣接して抵抗体を形成し、それを介して前記接続用導体と接続してもよい。
【００３１】
上部電極１４のそれぞれには、図４、図５及び上部電極１４の部分拡大平面図である図６に示したように、複数の微細な貫通孔１４ａが形成されている。貫通孔１４ａの正面視における形状は略円形である。貫通孔１４ａの平均径は１０ｎｍ以上且つ１０μｍ以下であることが好ましく、更に、１０ｎｍ以上且つ１００ｎｍ未満であることがより好ましい。本実施形態に係る上部電極１４の貫通孔１４ａの平均径は、１０ｎｍ以上且つ１００ｎｍ未満である。
【００３２】
ここで、貫通孔の平均径とは、貫通孔の形状が円形であればその円形の直径と等しく、貫通孔の形状が円形でなければ貫通孔の中心を通るそれぞれ異なる複数の線分の長さの平均として定義される。貫通孔の形状は、上記貫通孔１４ａのような略円形に限らず、図７乃至図１０に示したように、略楕円形１４ｂ及び略長円形（トラック形状）１４ｃ等の曲線部分を主とした形状、略三角形１４ｄ及び略四角形１４ｅ等の直線部分を主とした形状及び幅狭の溝状（スリット）１４ｆであってもよい。また、三日月形状及びブーメラン形状等であってもよい。
【００３３】
図１０に示した幅狭の溝状の貫通孔１４ｆの場合、くびれ部１４ｆ１が存在している。従って、貫通孔１４ｆは、略長方形の貫通孔１４ｆ２が複数個連続したものとみなすことができる。そのため、貫通孔１４ｆの平均径は、個々の長方形の貫通孔１４ｆ２の平均径と等しいと定義される。幅狭の溝状の貫通孔がこのようなくびれ部を有していない場合、その貫通孔の幅（スリット幅）を上述した平均径であるとみなす。即ち、貫通孔の形状が細い溝状である場合、実質的に独立した貫通孔とみなせる部分が存在すれば、その部分の平均径を上記貫通孔の平均径として扱えばよく、溝幅が略一定である場合には同溝幅の平均を上記貫通孔の平均径として扱えばよい。この溝状の貫通孔に適用される事項は、貫通孔の形状が三日月形状及びブーメラン形状等のように曲線的な溝状である場合にも同様に適用される。
【００３４】
このような貫通孔（貫通孔１４ａ等）の平均径は、エミッタ部１３の誘電体の粒径よりも小さいことが望ましい。直下にエミッタ部の粒界１３ａ１を含む貫通孔（図４の破線の円Ａ部を参照。）よりも直下にエミッタ部の粒界を含まない貫通孔（図４の破線の円Ｂ部を参照。）のほうが、より多くの電子を放出することができる。従って、上部電極１４の貫通孔１４ａの平均径をエミッタ部１３を構成する誘電体の粒径よりも小さく形成すれば、直下にエミッタ部１３の粒界を含まない貫通孔１４ａの数が増大するから、より多くの電子を放出することが可能となる。なお、貫通孔１４ａの径は、エミッタ部１３の誘電体の粒界を含まない貫通孔を増加させるために同誘電体の粒径の１／５以下（より好ましくは１／１０以下、更に好ましくは１／２０以下）とするとよい。
【００３５】
また、このような貫通孔１４ａは、金属の金属結晶粒により形成された気孔（金属結晶粒の形成時に互いに結合する金属結晶粒間に囲まれて形成される空間）であることが好ましい。
【００３６】
金属結晶粒により形成された気孔（貫通孔１４ａ）は、例えば、後述するように、有機金属化合物をスクリーン印刷、スプレー塗布及びディッピング塗布等の厚膜形成法によりエミッタ部となる物質の上面に塗布・延在させ、所定の温度にて加熱することにより焼成する方法により形成される。このように形成された上部電極の表面（金属の結晶粒表面）は、レーザー加工等によって後からの加工により形成された貫通孔の表面に比べ、結晶性が高い（金属表面の結晶性が高い）。従って、電子放出が行われやすいと推定される。また、金属の結晶粒表面を有する貫通孔は、金属を焼結させることにより得ることができる。従って、そのような金属の結晶粒表面を有する貫通孔を備えた電子放出装置は、貫通孔をレーザー加工等によって加工した場合に生じるエミッタ表面の損傷を有さない。更に、上部電極に金属結晶粒により形成された気孔（貫通孔）を備えさせれば、貫通孔を加工により形成した場合に発生する電極の微小な削り粉等が全く発生しないという利点も有する。
【００３７】
一方、上部電極１４の厚みｔ（図５又は図１１を参照。）は、０．０１μｍ以上且つ１０μｍ以下であり、好ましくは、０．０５μｍ以上且つ１μｍ以下である。また、貫通孔１４ａ（１４ｂ〜１４ｆ）の周部（貫通孔の縁部）であってエミッタ部１３と対向する面とエミッタ部１３（エミッタ部１３の上面）との距離の最大値ｄは０μｍより大きく且つ１０μｍ以下であり、好ましくは、０．０１μｍ以上且つ１μｍ以下である。
【００３８】
ところで、平面視において上部電極１４と下部電極１２とが重なった部分は電子放出のための一つの素子を形成していることになる。例えば、図１に示した装置においては、第１下部電極１２−１、第１上部電極１４−１及び第１下部電極１２−１と第１上部電極１４−１とにより挟まれたエミッタ部１３は、第１の素子を構成している。また、第２下部電極１２−２、第２上部電極１４−２及び第２下部電極１２−２と第２上部電極１４−２とにより挟まれたエミッタ部１３は、第２の素子を構成している。更に、第３下部電極１２−３、第３上部電極１４−３及び第３下部電極１２−３と第３上部電極１４−３とにより挟まれたエミッタ部１３は、第３の素子を構成している。このように、電子放出装置１０は、複数の独立した電子放出素子を備えている。換言すれば、電子放出装置は電子放出素子であると云うこともできる。
【００３９】
図１乃至図３を再び参照すると、絶縁層１５は、エミッタ部１３の上面の上に、複数の上部電極１４の間を埋めるように形成されている。絶縁層１５の厚み（Ｚ軸方向長さ）は、上部電極１４の厚み（Ｚ軸方向長さ）より大きくなっている。図１及び図２に示したように、各絶縁層１５のＸ軸及びＹ軸方向端部は、上部電極１４のＸ軸方向両端部及びＹ軸方向両端部の上に配置されている。
【００４０】
集束電極１６は、導電性物質（ここでは、銀）からなり、絶縁層１５の上に層状に形成されている。図３に示したように、各集束電極１６の平面視における形状はＹ軸方向に長手方向を有する帯状である。各集束電極１６は、平面視においてＸ軸方向にて互いに隣接する上部電極１４の間（Ｘ軸方向に互いに隣接している素子の各上部電極の間であって、各上部電極の斜め上方（上方とはＺ軸正方向のことであり、以下、同じ。）、即ち、電子放出方向に僅かに離間した位置）に形成されている。総ての集束電極１６は、図示しない導体からなる層により互いに接続され、同電位に維持されるようになっている。
【００４１】
なお、図１及び図３において、符合１６−１、１６−２及び１６−３が付された集束電極１６は、便宜上、第１集束電極、第２集束電極及び第３集束電極とそれぞれ称呼される。この称呼方法を利用すると、第２集束電極１６−２は第１の素子の第１上部電極１４−１と第２の素子の第２上部電極１４−２との間であって、第１上部電極１４−１及び第２上部電極１４−２の斜め上方に形成されていると言える。同様に、第３集束電極１６−３は第２の素子の第２上部電極１４−２と第３の素子の第３上部電極１４−３との間であって、第２上部電極１４−２及び第３上部電極１４−３の斜め上方に形成されていると言える。
【００４２】
この電子放出装置１０は、更に、透明板１７、コレクタ電極（コレクタ電極層）１８及び蛍光体１９を備えている。
【００４３】
透明板１７は、透明な材質（ここでは、ガラス又はアクリル製）からなっていて、上部電極１４の上方（Ｚ軸正方向）に所定の距離だけ離れた位置に形成されている。透明板１７は、基板１１に対向し、その上面及び下面がエミッタ部１３の上面及び上部電極１４の上面と平行（Ｘ−Ｙ平面内）となるように配設されている。
【００４４】
コレクタ電極１８は、導電性物質（ここでは、透明導電膜，ITO）からなっていて、透明板１７の下面全体に層状に形成されている。即ち、コレクタ電極１８は、各上部電極１４の上部において各上部電極１４に対向するように配設されている。
【００４５】
蛍光体１９のそれぞれは、電子の照射により励起され、赤、緑及び青色の何れかの光を発するようになっている。各蛍光体１９は、平面視において各上部電極１４と略同一の形状を備え、各上部電極１４と重なる位置に配設されている。図１において、符合１９Ｒ、１９Ｇ及び１９Ｂが付された蛍光体１９は、赤色、緑色及び青色をそれぞれ発光するようになっている。従って、本例においては、赤色蛍光体１９Ｒは第１上部電極１４−１の直上部（Ｚ軸正方向）に位置し、緑色蛍光体１９Ｇは第２上部電極１４−２の直上部に位置し、青色蛍光体１９Ｂは第３上部電極１４−３の直上部に位置している。なお、エミッタ部１３、上部電極１４、絶縁層１５、集束電極１６及び透明板１７（コレクタ電極１８）により囲まれた空間は略真空（１０２〜１０−６Ｐａが好ましく、より好ましくは１０−３〜１０−５Ｐａ）に維持されている。
【００４６】
換言すると、透明板１７及びコレクタ電極１８は、図示しない電子放出装置１０の側壁部とともに密閉空間を形成する空間形成部材を構成している。そして、この密閉空間は略真空に維持されている。従って、電子放出装置１０の素子（少なくとも各素子のエミッタ部１３の上部と上部電極１４）は、空間形成部材により略真空状態に維持されている密閉空間内に配置されていることになる。
【００４７】
加えて、電子放出装置１０は、図１に示したように、駆動電圧付与回路（駆動電圧付与手段）２１と、集束電極電位付与回路（集束電極電位差付与手段）２２と、コレクタ電圧付与回路（コレクタ電圧付与手段）２３と、を備えている。
【００４８】
駆動電圧付与回路２１は、信号制御回路１００及び電源回路１１０に接続されていていて、信号制御回路１００からの信号に基づいて互いに対向する上部電極１４と下部電極１２との間（素子）に駆動電圧Ｖinを付与するようになっている。
【００４９】
集束電極電位付与回路２２は、集束電極１６に接続されていて、集束電極１６に所定の負の電位（電圧）Ｖｓを付与するようになっている。コレクタ電圧付与回路２３は、コレクタ電極１８に所定の正の電圧（コレクタ電圧）Ｖｃを付与するようになっている。
【００５０】
（電子放出の原理及び作動）
次に、上記のように構成された電子放出装置１０の電子放出に関する作動原理について一つの素子に着目して説明する。
【００５１】
先ず、図１２に示したように、下部電極１２の電位を基準とした下部電極１２と上部電極１４の実際の電位差Ｖka（即ち、素子電圧Ｖka）が正の所定電圧Ｖｐに維持され、エミッタ部１３の上部に蓄積された電子が総て放出した直後であって、電子がエミッタ部１３の上部に蓄積されていない状態から説明を開始する。このとき、エミッタ部１３の双極子の負極はエミッタ部１３の上面（Ｚ軸正方向、即ち、上部電極１４側）に向いた状態となっている。この状態は、図１３に示したグラフ上の点ｐ１の状態である。図１３のグラフは、横軸に素子電圧Ｖkaをとり、縦軸に素子に蓄積された電荷Ｑをとったエミッタ部１３の電圧−分極特性のグラフである。
【００５２】
この状態において、駆動電圧付与回路２１は、駆動電圧Ｖinを負の所定電圧である第１電圧Ｖｍに向けて減少させる。これにより、素子電圧Ｖkaは図１３の点ｐ２を経由して点ｐ３に向けて減少する。そして、素子電圧Ｖkaが図１３に示した負の抗電界電圧Ｖａの近傍の電圧になると、エミッタ部１３の双極子の向きが反転し始める。即ち、図１４に示したように、分極反転（負側分極反転）が開始する。
【００５３】
この分極反転により、貫通孔１４ａを形成している上部電極１４の周囲（先端部分）、及び、上部電極１４とエミッタ部１３の上面とこれらの周囲の媒質（この場合、真空）との接触箇所（トリプルジャンクション）において電界が大きくなり（電界集中が発生し）、図１５に示したように、上部電極１４からエミッタ部１３に向けて電子が供給され始める。
【００５４】
この供給された電子は、主として上部電極１４の貫通孔１４ａの周辺部直下近傍のエミッタ部１３の上部（以下、単に「貫通孔１４ａ直下近傍」とも言う。）に蓄積される。その後、所定の時間が経過して負側分極反転が完了すると、素子電圧Ｖkaは負の所定電圧Ｖｍに向けて急激に変化する。このようにして、電子が蓄積される。この状態が、図１３の点ｐ４の状態である。
【００５５】
次に、駆動電圧付与回路２１は、駆動電圧Ｖinを正の所定電圧である第２電圧Ｖｐに変更する。これにより、素子電圧Ｖkaは増大し始める。このとき、素子電圧Ｖkaが図１３の点ｐ５に対応する正の抗電界電圧Ｖｄより小さい電圧Ｖｂ（点ｐ６）に到達するまでは、図１６に示したように、エミッタ部１３の帯電状態が維持される。その後、素子電圧Ｖkaは正の抗電界電圧Ｖｄの近傍の電圧に到達する。これにより、貫通孔１４ａ直下近傍に蓄積されていた電子は、上部電極１４に与えられた電位により上部電極１４に引き寄せられ、これと前後して双極子の負極がエミッタ部１３の上面側に向き始める。即ち、図１７に示したように、分極が再び反転する（正側分極反転が開始する。）。この状態が図１３の点ｐ５近傍の状態である。
【００５６】
このような状態になると、貫通孔１４ａ直下近傍に蓄積されていた電子は、負極がエミッタ部１３の上面側に反転した双極子からクーロンの反発力を受けるとともに、上部電極１４に与えられた電位により上部電極１４に引き寄せられる。この結果、図１８に示したように、貫通孔１４ａ直下近傍に蓄積されていた電子は、貫通孔１４ａを通って上方（Ｚ軸正方向）に放出される。
【００５７】
そして、正側分極反転が完了すると、素子電圧Ｖkaは急激に増大を開始し、電子が活発に放出される。次いで、電子の放出は完了し、素子電圧Ｖkaは第２電圧Ｖｐに到達する。この結果、エミッタ部１３の状態は図１２に示した当初の状態（図１３の点ｐ１の状態）に復帰する。以上が、電子の蓄積（消灯）及び放出（点灯・発光）に係る一連の作動原理である。
【００５８】
なお、素子が複数存在する場合、駆動電圧付与回路２１は電子放出を行うべき素子の上部電極１４に対してのみ駆動電圧Ｖinを第１電圧Ｖｍとして電子の蓄積を行い、電子放出を行う必要のない上部電極１４に対しては駆動電圧Ｖinを「０」の値に維持し、その後、総ての上部電極１４に対して駆動電圧Ｖinを第２電圧Ｖｐに一斉に（同時に）変化させるようになっている。これにより、電子は、電子をエミッタ部１３の上部に蓄積していた素子の上部電極１４（貫通孔１４ａ）のみから放出させられる。従って、電子放出を行う必要のない上部電極１４近傍のエミッタ部１３内では分極反転が発生しない。
【００５９】
ところで、電子が上部電極１４の貫通孔１４ａを通して放出されるとき、図１９に示したように、電子は次第に広がりながら（コーン状に）Ｚ軸正方向に進行する。この結果、一つの上部電極１４（例えば、第２上部電極１４−２）から放出された電子が、その上部電極１４の直上に存在する蛍光体（例えば、緑色蛍光体１９Ｇ）に到達するのみでなく、隣接する蛍光体（赤色蛍光体１９Ｒ及び青色蛍光体１９Ｂ）にも到達してしまう場合がある。このような状態が発生すると、色純度が低下して画像の鮮明さが低下する。
【００６０】
これに対し、本実施形態に係る電子放出装置１０は負の電位が付与される集束電極１６を備えている。この集束電極１６は、隣接する上部電極１４の間（隣接する素子の各上部電極の間）であって、上部電極１４よりも若干だけ上方（Ｚ軸正方向）の位置に配設されている。従って、図２０に示したように、上部電極１４の貫通孔１４ａから放出された電子は、集束電極１６によりもたらされる電界によって広がることなく実質的に直上方向に放出される。更に、電子放出装置１０は、上部電極１４に１０ｎｍ以上、且つ、１００ｎｍ未満の平均径を有する貫通孔１４ａを備えているので、電子を高い効率で放出することができる。また、電子放出装置１０においては、貫通孔１４ａが微小であるので、放出される電子が広がることがない。即ち、電子放出装置１０は、電子をエミッタ部１３及び上部電極１４のなす平面に直交する方向に精度よく放出することができる。
【００６１】
この結果、第１上部電極１４−１から放出された電子は赤色蛍光体１９Ｒのみに到達し、第２上部電極１４−２から放出された電子は緑色蛍光体１９Ｇのみに到達し、第３上部電極１４−３から放出された電子は青色蛍光体１９Ｂのみに到達する。従って、ディスプレイの色純度が低下することなく、より鮮明な画像を得ることができる。
【００６２】
また、コレクタ電極１８には、コレクタ電圧付与回路２３により、所定の正の電圧Ｖｃが印加されている。これにより、エミッタ部１３から放出された電子は、コレクタ電極１８により形成される電界によって加速されながら（高いエネルギーが与えられ）上部電極１４の上方に進行する。従って、蛍光体１９に高いエネルギーをもった電子が照射されるので、大きな輝度が得られる。
【００６３】
＜各構成部材の材料例及び製法例＞
次に、上記電子放出装置の構成部材の材料及び製法について説明する。
【００６４】
（下部電極１２）
下部電極１２には導電性を有する物質（材料）が使用される。下部電極１２は、各種の膜形成法により形成され得る。例えば、下部電極１２は、スクリーン印刷、スプレー塗布及びディッピング塗布等の厚膜形成手法や、イオンビーム、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ及びめっき等の薄膜形成手法のうちの適宜の方法により形成される。以下、下部電極１２に好適な物質等を列挙する。
【００６５】
（１）高温酸化雰囲気に対して耐性を有する導体（例えば、金属単体又は合金）
例）白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム、モリブデン等の高融点金属
例）銀−パラジウム、銀−白金、白金−パラジウム等の合金を主成分とするもの
（２）高温酸化雰囲気に対して耐性を有する絶縁性セラミックスと金属単体との混合物
例）白金とセラミック材料とのサーメット材料
（３）高温酸化雰囲気に対して耐性を有する絶縁性セラミックスと合金との混合物
（４）カーボン系、又は、グラファイト系の材料
（５）金、銀、銅、アルミニウム、クロム、モリブデン、タングステン、及びニッケル等の導体膜であって、スパッタリング等の薄膜形成手法を用いて形成される導体膜
（６）金のレジネート印刷膜、銀のレジネート印刷膜及び白金のレジネート印刷膜
【００６６】
なお、電極材料中にセラミック材料を添加する場合、その添加されるセラミック材料の割合は５〜３０体積％程度が好適である。また、後述する上部電極１４の材料と同様な材料を用いてもよい。下部電極の厚さは、好ましくは２０μｍ以下であり、更に好ましくは５μｍ以下である。
【００６７】
（エミッタ部１３）
エミッタ部１３を構成する誘電体としては、上述したように比誘電率が比較的高い（例えば、比誘電率が１０００以上）の誘電体を採用することができる。以下、エミッタ部１３に好適な物質（材料）を列挙する。本実施形態においては、以下に述べる物質を焼成し、結晶構造を有するエミッタ部１３を形成する。この際、この結晶構造を構成する原子と置換されない原子（例えば、シリコン（Ｓｉ））を焼成前の時点において以下の物質に混入させておく。このとき、シリコンは、シリコンを含む酸化物として以下の物質に混入させておくことができる。シリコンを含む酸化物の例としては、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス等を挙げることができる。
【００６８】
（１）チタン酸バリウム、ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルタンタル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛等
（２）上記（１）に記載の物質のうちの任意の物質を組み合わせたものを含有するセラミックス
【００６９】
（３）上記（２）に記載のセラミックスに、更に、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン及びセリア等の酸化物を添加したもの、上記（２）に記載のセラミックスにこれらの酸化物の任意の物質を組み合わせたものを添加したもの、又は、更に他の化合物を適切に添加したもの
（４）主成分が上記（１）に記載の物質を５０％以上有する物質
【００７０】
なお、例えば、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）とチタン酸鉛（ＰＴ）との２成分系ｎＰＭＮ−ｍＰＴ（ｎ，ｍをモル数比とする。）については、ＰＭＮのモル数比を大きくすることにより、キューリー点が低下し且つ室温での比誘電率を大きくすることができる。特に、ｎ＝０．８５〜１．０及びｍ＝１．０−ｎとしたｎＰＭＮ−ｍＰＴは、比誘電率が３０００以上となるので、エミッタ部の材料として非常に好ましい。例えば、ｎ＝０．９１及びｍ＝０．０９のｎＰＭＮ−ｍＰＴの室温における比誘電率は１５０００となり、ｎ＝０．９５及びｍ＝０．０５のｎＰＭＮ−ｍＰＴの室温における比誘電率は２００００となる。
【００７１】
また、例えば、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、チタン酸鉛（ＰＴ）及びジルコン酸鉛（ＰＺ）の３成分系ＰＭＮ−ＰＴ−ＰＺについては、ＰＭＮのモル数比を大きくすることにより比誘電率を大きくすることができる。更に、この３成分系においては、正方晶と擬立方晶又は正方晶と菱面体晶のモルフォトロピック相境界（ＭＰＢ：Morphotropic Phase Boundary）付近の組成とすることにより、比誘電率を大きくすることができる。
【００７２】
例えば、ＰＭＮ：ＰＴ：ＰＺ＝０．３７５：０．３７５：０．２５とすると比誘電率は５５００、ＰＭＮ：ＰＴ：ＰＺ＝０．５：０．３７５：０．１２５とすると比誘電率は４５００となり、このような組成のＰＭＮ−ＰＴ−ＰＺはエミッタ部の材料として特に好ましい。
【００７３】
更に、絶縁性が確保できる範囲内でこれらの誘電体に白金のような金属を混入することにより、誘電率を向上させることが好ましい。この場合、例えば、誘電体に白金を重量比で２０％混入させるとよい。
【００７４】
エミッタ部には、更に、圧電／電歪体や反強誘電体等を用いることができる。エミッタ部に圧電／電歪体を用いる場合、その圧電／電歪体として、例えば、ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルタンタル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、マグネシウムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛等、又はこれらのいずれかの組み合わせを含有するセラミックスを挙げることができる。
【００７５】
当然、エミッタ部には、主成分が上記化合物を５０重量％以上含有するものを使用することができる。また、前記セラミックスのうち、ジルコン酸鉛を含有するセラミックスは、エミッタ部を構成する圧電／電歪体の構成材料として最も頻繁に使用される。
【００７６】
また、圧電／電歪体をセラミックスにて構成する場合、前記セラミックスに、さらに、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン及びセリア等の酸化物、若しくはこれらのいずれかの組み合わせ、又は他の化合物を、適宜、添加したセラミックスを用いてもよい。また、前記セラミックスにＳｉＯ2、ＣｅＯ2、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11もしくはこれらのいずれかの組み合わせを添加したセラミックスを用いてもよい。具体的には、ＰＴ−ＰＺ−ＰＭＮ系圧電材料にＳｉＯ2を０．２ｗｔ％、もしくはＣｅＯ2を０．１ｗｔ％、もしくはＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11を１〜２ｗｔ％添加した材料が好ましい。
【００７７】
より具体的には、例えば、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛及びチタン酸鉛とからなる成分を主成分とし、さらにランタンやストロンチウムを含有するセラミックスを用いることが好ましい。
【００７８】
圧電／電歪体は、緻密であっても、多孔質であってもよい。多孔質の場合、その気孔率は４０％以下であることが好ましい。
【００７９】
エミッタ部１３に反強誘電体を用いる場合、その反強誘電体としては、ジルコン酸鉛を主成分とするもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分を主成分とするもの、更には、ジルコン酸鉛に酸化ランタンを添加したもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分に対してニオブ酸鉛を添加したものが望ましい。
【００８０】
反強誘電体は、多孔質であってもよい。多孔質の場合、その気孔率は３０％以下であることが望ましい。
【００８１】
更に、タンタル酸ビスマス酸ストロンチウム（ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9）は、分極反転疲労が小さいので、エミッタ部に適している。このような分極反転疲労が小さい材料は、層状強誘電体化合物で、（ＢｉＯ2）2+（Ａm-1ＢmＯ3m+1）2-という一般式で表される。ここで、金属Ａのイオンは、Ｃａ2+、Ｓｒ2+、Ｂａ2+、Ｐｂ2+、Ｂｉ3+、Ｌａ3+等であり、金属Ｂのイオンは、Ｔｉ4+、Ｔａ5+、Ｎｂ5+等である。更に、チタン酸バリウム系、ジルコン酸鉛系、ＰＺＴ系の圧電セラミックスに添加剤を加えて半導体化させることも可能である。この場合、エミッタ部１３内で不均一な電界分布をもたせられるので、電子放出に寄与する上部電極との界面近傍に電界を集中させることができる。
【００８２】
また、圧電／電歪／反強誘電体セラミックスに、例えば鉛ホウケイ酸ガラス等のガラス成分や、他の低融点化合物（例えば酸化ビスマス等）を混ぜることによって、エミッタ部１３の焼成温度を下げることができる。
【００８３】
また、エミッタ部を圧電／電歪／反強誘電体セラミックスで構成する場合、エミッタ部はシート状の成形体、シート状の積層体、又は、これらを他の支持用基板に積層又は接着したものから作成することができる。
【００８４】
エミッタ部１３は、シリコンを含む酸化物を混入させた上述の材料を、電気炉を用いて所定の焼成温度（例えば、１０００〜１３００℃）にて加熱し、焼成により形成する。より具体的なエミッタ部１３の形成方法については、下記の上部電極１４及び保護膜１３ｂの製造方法において述べる。
【００８５】
なお、上記例においては、シリコンを含む酸化物をエミッタ部１３を構成することになる材料中にエミッタ部１３の焼成前の時点において混入させていたが、Ｐｂ５Ｇｅ３Ｏ１１、低融点化合物（例えば、酸化ビスマス等）及びＢ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス等の「エミッタ部の焼結助剤として作用する物質」などもエミッタ部１３の焼成時にエミッタ部１３の結晶粒界に析出するから、保護膜１３ｂを形成する成分として有効と考えられる。従って、これらの物質を、エミッタ部１３の焼成前の時点においてエミッタ部１３を構成することになる材料中に混入させておいてもよい。
【００８６】
（上部電極１４）
上部電極１４を所望の形状とするには、例えば、以下の手法によることができる。
（１）スクリーン印刷法や光リソグラフィ法等を用いてパターン形成する手法
（２）エキシマレーザー及びＹＡＧレーザー等を用いたレーザー加工法や、スライジング及び超音波加工等の機械加工法を用いて不必要な部分を除去してパターン形成する手法
【００８７】
また、上部電極１４に上述した微細な貫通孔を形成するために、有機金属化合物をスクリーン印刷、スプレー塗布及びディッピング塗布等の厚膜形成法によりエミッタ部１３となる物質の上面に塗布・延在させ、赤外線加熱炉等によって急速に加熱且つ所定の温度にて維持する焼成により上部電極１４を製造する。これにより、後述するメカニズムに従ってエミッタ部１３の上部にシリコンを含む酸化物からなる保護膜１３ｂを形成することができる。焼成は、微細貫通孔を作成する他の方法（例えば、光リソグラフィ法、電子線及びＸ線リソグラフィ法、並びに、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザー及び集束イオンビーム（ＦＩＢ）等を用いた加工法）に比べて高価な製造設備を必要とせず、大気中にて上部電極１４を形成できるので、微細な貫通孔を備えた上部電極１４の形成に有利である。
【００８８】
ここで、上述した加熱・焼成による方法により上部電極１４を形成する方法について具体的に述べる。
【００８９】
上部電極１４は、上述したように、例えば、銀（Ａｇ），金（Ａｕ），イリジウム（Ｉｒ），ロジウム（Ｒｈ），ルテニウム（Ｒｕ），白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ），アルミニウム（Ａｌ），銅（Ｃｕ），ニッケル（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ）及びチタン（Ｔｉ）等の金属を一種類のみ含む有機金属化合物のみを焼成することにより形成することができる。なお、貴金属以外の金属においては、還元して焼成することが望ましい。
【００９０】
本実施形態においては、赤外線加熱炉（赤外線急速加熱炉）を使用して非常に大きな昇温速度にて加熱・焼成を行う。これにより、図２１に示したように平坦性が良好であり、且つ、極めて微小な平均径（１０ｎｍ以上且つ１００ｎｍ未満）を有する数多くの微細貫通孔１４ａを備えた上部電極１４を容易に形成することができる。以下、エミッタ部１３（保護膜１３ｂを含む。）及び上部電極１４の具体的製法例について述べる。
【００９１】
（製法例）
Ａ：エミッタ部の製造
ステップ１：モル比においてＰＭＮ：ＰＴ：ＰＺ＝０．３７５：０．３７５：０．２５であり、０．７モル％の鉛（Ｐｂ）をランタン（Ｌａ）に置換するとともに、６モル％の鉛（Ｐｂ）をストロンチウム（Ｓｒ）に置換した構成の材料を準備する。具体的には、この組成となるように原料粉末である酸化鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭酸マグネシウム、五酸化ニオブ、酸化ランタン及び炭酸ストロンチウムを混合し、１１１０℃において２時間の熱処理を施して上記構成の材料を得る。
ステップ２：ステップ１により得られた材料をポットミルにより粉砕し、粉末状とする。
ステップ３：ステップ２により得られた合成粉末にＳｉＯ２の粉末を０．０１ｗｔ％添加・混入し、溶剤（テルビネオール）及び樹脂（ポリビニルブチラール）を添加した上で混練してペースト状の材料を得る。なお、ＳｉＯ２の添加量は、好ましくは０．００１〜０．１ｗｔ％、より好ましくは０．００１〜０．１ｗｔ％、更に好ましくは０．００１〜０．００５ｗｔ％である。
ステップ４：ステップ３により得られたペースト状の材料をスクリーン印刷によって膜とし、１５０℃で乾燥して膜厚が４０μｍの膜を形成し、その膜を１２７０℃において３時間保持する熱処理を施す。即ち、焼成温度が１２７０℃である焼成を行う。
【００９２】
Ｂ：上部電極の製造
ステップ５：所定の金属（ここでは、Ｐｔ）を一種類だけ含むペースト状の有機金属化合物をスクリーン印刷により、既に焼成されているエミッタ部１３の上面に印刷して膜状に延在させ、その後、１００℃で乾燥する。乾燥後の膜厚は１０μｍとした。
ステップ６：赤外線加熱炉により６００℃（焼成温度）まで昇温速度を２０℃／秒（毎秒２０℃、即ち、１２００℃／分）として加熱・昇温し、その状態にて３０分間保持して上記有機金属化合物を焼成（熱処理）する。この結果、エミッタ部１３は再度加熱される。
【００９３】
このステップ５及びステップ６は、一種類の金属を含む有機金属化合物を前記エミッタ部の上部に膜状に延在させてから所定の温度にまで所定の昇温速度（ここでは、２０℃／秒）にて昇温する昇温工程を含む工程であって同有機金属化合物を焼成することにより前記上部電極を形成する工程である。
【００９４】
この急速な昇温過程を含む焼成によって、既に焼成されているエミッタ部１３が同時に加熱されるとともに、エミッタ部１３の上面に保護膜１３ｂが形成される。この保護膜１３ｂの形成過程について説明を加える。
【００９５】
シリコンはエミッタ部１３の結晶構造を構成する原子（エミッタ部が上記ステップ１に記載した材料であれば、エミッタ部１３の結晶構造を構成する原子は、鉛、チタン、ジルコニア、マグネシウム、ニオブ、ランタン、ストロンチウム及び酸素である。）とは置換されない原子（元素）である。このため、エミッタ部１３を上記ステップ４において焼成により形成したとき、ＳｉＯ２に含まれるシリコンはＳｉＯ２等のシリコン酸化物としてエミッタ部１３の結晶粒界に析出する。この際、析出したシリコン酸化物はエミッタ部１３の構成原子である鉛の一部と反応し、珪酸鉛ガラス（ｘＳｉＯ２−ｙＰｂＯ）となって存在している（図２２及び図２３を参照。）。
【００９６】
次いで、上記ステップ５にて膜状に形成されたペースト状の有機金属化合物を上記ステップ６において焼成する際、その有機金属化合物に含まれる有機物（有機成分）が酸素を奪いながら分解する。従って、エミッタ部１３の上面近傍は還元雰囲気となる。同時にエミッタ部１３の結晶粒界に存在している珪酸鉛ガラス中のシリコンは還元雰囲気下で還元され、ＳｉＯガスとして揮発する。
【００９７】
その後、上記還元雰囲気を形成している物質（有機物が分解されたもの）が消滅すると、ＳｉＯガスは再び酸化されてエミッタ部１３の上面に堆積し、これが保護膜１３ｂとなる（図２２を参照。）。揮発したＳｉＯガスがエミッタ部１３の近傍に留まる理由は、焼成時に同時に形成される上部電極１４がＳｉＯガスの飛散を妨げるためであると推定される。なお、還元雰囲気下ではエミッタの表面からエミッタの構成要素である鉛（Ｐｂ）及び酸化鉛（ＰｂＯ）の揮発も発生する。しかしながら、融点の低い珪酸鉛ガラスに含まれるＳｉＯの揮発が優先的に（即ち、より多く）発生すると推定される。
【００９８】
以上により、上部電極１４、エミッタ部１３及び保護膜１３ｂが形成される。なお、上述した還元雰囲気における還元能力は、上部電極１４の材料である有機金属化合物に含まれる有機物が多いほど、且つ、有機金属化合物が急速に加熱されるほと高くなる。実験によれば、上部電極１４の材料であるペースト状の有機金属化合物中の有機物は、ペースト乾燥後において体積比が６０％以上であることが望ましく、上部電極１４の焼成における昇温速度（加熱速度）は５℃／秒以上であることが望ましいことが判明した。更に、上部電極１４の焼成中の温度は、５００℃以上且つ６５０℃以下とすることが望ましいことが判明した。
【００９９】
図２４は、上記の製造方法により製造された保護膜１３ｂを有する電子放出装置の耐久性と、保護膜１３ｂを有さない電子放出装置の耐久性と、を比較するための実験の結果を示したグラフである。図２４の横軸は、１回の電子の蓄積及び放出を１パルスで行った場合のパルス数（電子の放出作動回数）を示し、縦軸は放出された電子による蛍光体１９の発光により得られた電子放出量の相対値（耐久試験開始時の電子放出量を「１」とした場合の電子放出量）を示している。なお、作動周波数は１２０Ｈｚとした。図２４において、黒丸のプロットは上記の製造方法により製造された保護膜１３ｂを有する電子放出装置の電子放出量の相対値を示し、三角のプロットは保護膜１３ｂを有さない電子放出装置の電子放出量の相対値を示している。
【０１００】
この保護膜１３ｂを有さない電子放出装置は、上記上部電極の製法例のステップ６を以下のステップ６’に変更して製造したものである。
ステップ６’：電気炉により７００℃（焼成温度）まで昇温速度を４７℃／分として加熱・昇温し、その状態にて３０分間保持して上記有機金属化合物を焼成（熱処理）する。
【０１０１】
図２４から明らかなように、保護膜１３ｂを備えない電子放出装置は、パルス数が多くなるにつれて電子放出量が減少したのに対し、保護膜１３ｂを備える電子放出装置１０はパルス数が多くなっても電子放出量が殆ど変化しなかった。即ち、保護膜１３ｂを備える電子放出装置１０は、優れた耐久性を有していることが解る。
【０１０２】
このように保護膜１３ｂが存在していると耐久性が向上する理由は次のように考えられる。即ち、エミッタ部１３の上面であって上部電極１４の下面と離間している部分、及び、エミッタ部１３の上面であって上部電極１４の微細貫通孔１４ａを通して外部に露出している部分は、エミッタ部１３の分極反転動作に基づく電子放出動作にとって重要な部分である。従って、電子放出装置１０のように、そのような部分に酸化物からなる保護膜（この場合、シリコン酸化膜）を備えれば、エミッタ部１３の上面はイオン化したガス分子の攻撃から保護される。従って、エミッタ部１３の上面が金属化し難くなるので、電子放出作動回数が増大しても、エミッタ部１３の上面近傍において分極反転がなされる。この結果、電子放出量が低下し難いのである。
【０１０３】
発明者は、図２４に黒丸のプロットにより示した耐久性に優れた電子放出装置１０のエミッタ部１３の上面と、三角のプロットにより示した耐久性に優れていない電子放出装置のエミッタ部の上面と、について電子顕微鏡（ＳＥＭ）及びオージェ電子分光分析によって分析を行った。なお、これらの電子放出装置は、何れも耐久試験終了後のものである。
【０１０４】
図２５は、電子放出装置１０のエミッタ部１３の表面（上面）を電子顕微鏡により撮影した写真（ＳＥＭ像）である。図２６，図２７及び図２８は、電子放出装置１０のエミッタ部１３の表面（上面）に対してオージェ電子分光分析によりシリコン（Ｓｉ），鉛（Ｐｂ）及び炭素（Ｃ）をそれぞれ検出した写真である。図２６乃至図２８において、明るく見える部分（白色の部分）が検出対象とした原子が存在している部分である。
【０１０５】
図２６は、電子放出装置１０のエミッタ部１３の表面にはシリコンが存在していることを示している。更に、エミッタ部１３の表面を光電子分光装置（ＸＰＳ，ＥＳＣＡ）により分析したところ、このシリコンはシリコンの酸化物に含まれているものであることが確認された。また、図２６と図２７とを比較すると、エミッタ部１３の結晶粒表面には鉛が存在していない。このことは、耐久性に優れた電子放出装置１０のエミッタ部１３の表面がシリコンの酸化物からなる保護膜１３ｂにより被覆されていることを意味する。また、還元雰囲気によるエミッタ部１３の表面からの鉛（Ｐｂ）及び酸化鉛（ＰｂＯ）の揮発よりもＳｉＯの揮発が優先的に（即ち、より多く）発生していることも意味する。更に、図２５、図２６及び図２８を参照すると、エミッタ部１３の表面の結晶粒の頂部（凸部）に炭素が多く存在していることが理解される。この炭素は、電子放出動作によりエミッタ部１３に被覆されたシリコン酸化物ＳｉＯ２の上面に堆積したと考えられる。換言すると、この炭素により、図２６において暗い部分（シリコンが検出され難い部分）が発生している。
【０１０６】
図２９は、耐久性に優れていなかった電子放出装置のエミッタ部の表面を電子顕微鏡により撮影した写真（ＳＥＭ像）である。図３０，図３１及び図３２は、その耐久性に優れていなかった電子放出装置のエミッタ部の表面（上面）に対してオージェ電子分光分析によりシリコン（Ｓｉ），鉛（Ｐｂ）及び炭素（Ｃ）をそれぞれ検出した写真である。図３０乃至図３２においても、明るく見える部分（白色の部分）が検出対象とした原子が存在している部分である。
【０１０７】
図３０と前述した図２６との比較からも理解されるように、耐久性に優れていなかった電子放出装置のエミッタ部の表面にはシリコン（従って、シリコンの酸化物）は存在していない。即ち、耐久性に優れていなかった電子放出装置のエミッタ部の表面はシリコンの酸化膜で被覆されていなかった。図２９と図３１を比較参照すると、エミッタ部の表面に鉛が多く存在していることが理解される。また、エミッタ部の表面を光電子分光装置（ＸＰＳ、ＥＳＣＡ）により分析したところ、金属鉛と鉛酸化物が存在しており、エミッタ部の表面の一部が金属化していることが確認された。更に、図２９、図３１及び図３２を参照すると、エミッタ部１３の表面の結晶粒の頂部（凸部）に炭素が若干存在していることが理解される。この炭素は、電子放出動作によりエミッタ部１３の上面に堆積したと考えられる。
【０１０８】
なお、図２５乃至図３２に示した電子放出装置は、耐久試験終了後のものであったが、上述した製法例により製造した電子放出装置（図２５乃至図２８に示した電子放出装置と同一の方法にて製造した電子放出装置）について耐久試験前に同様の分析を行った結果、それらの電子放出装置のエミッタ部１３はシリコン酸化膜で被覆されていることが確認できた。また、そのシリコン酸化膜には炭素が堆積していないことも確認できた。一方、図２９乃至図３２に示した電子放出装置と同一の方法にて製造した電子放出装置においては、耐久試験前の時点においてエミッタ部１３がシリコン酸化物で被覆されていないことが確認できた。
【０１０９】
以上、説明したように、電子放出装置１０はエミッタ部１３の上面に酸化物からなる保護膜１３ｂを備えている。従って、エミッタ部１３の上部は、エミッタ部１３近傍に残留し且つ電子放出動作によってイオン化したガス分子の攻撃から保護される。この結果、エミッタ部１３の上部が金属化しないので、電子放出装置１０は電子放出回数が増大しても電子放出量が低下し難い。
【０１１０】
次に、本発明による第２実施形態に係る電子放出装置及びその製造方法について説明する。第２実施形態は、エミッタ部の保護膜のみが第１実施形態の保護膜１３ｂと相違している。従って、以下、係る相違点について説明する。
【０１１１】
第１実施形態の保護膜１３ｂは、エミッタ部１３の上面であって上部電極１４の下面と接している部分に形成されていた。即ち、保護膜１３ｂは、エミッタ部１３の上面であって上部電極１４の下面と離間している部分及びエミッタ部１３の上面であって上部電極１４の微細貫通孔１４ａを通して外部に露出している部分に形成されている。
【０１１２】
これに対し、第２実施形態の電子放出装置においては、図３３に示したように、保護膜１３ｂ’は、エミッタ部１３の上面であって上部電極１４の下面と離間している部分及びエミッタ部１３の上面であって上部電極１４の微細貫通孔１４ａを通して外部に露出している部分のみならず、エミッタ部１３の上面であって上部電極１４の下面と離間し始める部分（エミッタ部１３の上面及び上部電極１４の下面に挟まれた部分）にも形成されている。
【０１１３】
即ち、保護膜１３ｂ’は、エミッタ部１３の上面全体に渡り形成されている。換言すると、保護膜１３ｂ’は、エミッタ部１３の上面であって上部電極１４の下面と離間し始める部分にて同エミッタ部１３の上面及び同上部電極１４の下面の両方に接し、且つ、同エミッタ部１３の上面であって同上部電極１４の下面と離間している部分にて同エミッタ部１３の上面のみに接するように形成されているということもできる。
【０１１４】
この電子放出装置は、第１実施形態のように上部電極１４の焼成時に保護膜を形成するのではなく、エミッタ部１３の焼成後にスパッタリング等の薄膜形成法を用いて保護膜１３ｂ’を形成し、その後、上部電極１４を焼成により形成する。
【０１１５】
このようにスパッタリングにより保護膜１３ｂ’を形成する場合、前述したイオンの攻撃（イオン衝撃）に対する安定性の高い酸化物（イオン衝撃に対して変化し難く、エミッタ部を安定的に保護する酸化物）を形成することができる。このイオン衝撃に対して高い保護性能を安定的に発揮する酸化物としては、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＺｎＯ，ＭｎＯ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔｉ２Ｏ３，ＢｅＯ，ＴｈＯ２，ＭｏＯ２，Ｃｒ２Ｏ３，ＵＯ２，ＨｆＯ２，ＺｒＯ２，Ｃｕ２Ｏ，ＣｏＯ等を挙げることができる。また、Ｗ１８Ｏ４９，Ｆｅ３Ｏ４，ＳｎＯ２，ＧｅＯ２，ＢｉＯ３，ＮｉＯ，ＴｅＯ２等もイオン衝撃からエミッタ部１３を保護する効果があると考えられる。
【０１１６】
エミッタ部１３の上面であって上部電極１４の下面と離間し始める部分は、エミッタ部１３、上部電極１４及びそれらを包囲する物質（真空の場合を含む）が互いに接する部分（トリプルジャンクション）である。この部分は、電界が集中する部分であるので、上部電極１４からエミッタ部１３に電子を供給する作動にとって重要な部分である。従って、本実施形態のように、この部分に保護膜１３ｂ’を設けることによって同部分のエミッタ部１３の上面を保護すれば、電子放出作動回数が増大しても電子放出量がより低下し難い電子放出装置を提供することができる。
【０１１７】
更に、上部電極１４及び／又はエミッタ部１３は、熱により収縮及び膨張する。また、エミッタ部１３が圧電／電歪／反強誘電体からなる場合、駆動電圧が付与されるとエミッタ部１３が変形する。更に、上部電極１４とエミッタ部１３との間には電子放出動作に伴うクーロン力も作用する。従って、微視的に見ると、上記トリプルジャンクションの位置も変化することになる。そこで、本実施形態のように、保護膜１３ｂ’がエミッタ部の上面全体に形成されていれば、トリプルジャンクションの位置が変化しても、同トリプルジャンクションにおけるエミッタ部１３の上面を常に保護膜１３ｂ’により保護することができる。その結果、電子放出作動回数が増大しても電子放出量が一層低下し難い電子放出装置を提供することができる。
【０１１８】
以上、説明したように、本発明による電子放出装置は、エミッタ部１３の上面に保護膜を備えているから、電子放出動作回数が増大しても電子放出量が低下し難いという優れた性能を発揮する。また、平均径が１０〜１００ｎｍという微細な貫通孔１４ａを上部電極１４に形成しているので、より多くの電子を効率的に放出することができる。なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【０１１９】
例えば、本発明の変形例に係る電子放出装置２０は、図３４に示したように、電子放出装置１０のコレクタ電極１８及び蛍光体１９をコレクタ電極１８’及び蛍光体１９’に置換した装置である。
【０１２０】
電子放出装置２０においては、透明板１７の裏面（上部電極１４と対向する面）に蛍光体１９’が形成され、蛍光体１９’を覆うようにコレクタ電極１８’が形成されている。コレクタ電極１８’は、エミッタ部１３から上部電極１４の貫通孔１４ａを通して放出された電子が貫通できる程度の厚さを有するように形成されている。この場合、コレクタ電極１８’の厚さは１００ｎｍ以下であることが望ましい。コレクタ電極１８’の厚さは、放出された電子の運動エネルギーが大きいほど大きくすることができる。
【０１２１】
係る構成は、ＣＲＴ等に採用される構成である。コレクタ電極１８’はメタルバックとして機能する。エミッタ部１３から上部電極１４の貫通孔１４ａを通して放出された電子はコレクタ電極１８’を貫通して蛍光体１９’に進入し、蛍光体１９’を励起し、発光を生ぜしめる。この電子放出装置２０は、以下の効果を奏することができる。
【０１２２】
（ａ）蛍光体１９’が導電性でない場合、蛍光体１９’が帯電（負に帯電）することを回避することができる。この結果、電子を加速させる電界を維持することができる。
（ｂ）コレクタ電極１８’により蛍光体１９’が発生した光が反射されるので、その光を効率よく透明板１７側（発光面側）に放出させることができる。
（ｃ）蛍光体１９’への過度の電子の衝突を防ぐことができるので、蛍光体１９’の劣化や蛍光体１９’からガスが発生することを回避することができる。
【０１２３】
更に、上記実施形態の電子放出装置が備える蛍光体は、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体に限定されず、例えば、白色蛍光体であってもよい。加えて、上記実施形態の電子放出装置は、集束電極、コレクタ電極、透明版、蛍光体等を備えたディスプレイとして開示されているが、これらを備えなくともよい。即ち、本発明による電子放出装置は、エミッタ部、上部電極及び下部電極を備えて電子を放出する電子放出素子の単体そのものであってもよい。係る電子放出装置（電子放出素子）は、電子照射装置、光源、ＬＥＤの代替品、電子部品製造装置及び電子回路部品等の広範囲に及ぶ装置に適用することができる。
【０１２４】
更に、より微細な貫通孔１４ａを備える上部電極１４は、３種類の金属（例えば、Ｐｔ、Ａｕ及びＩｒであって、重量比Ｐｔ：Ａｕ：Ｉｒ＝９３：４．５：２．５）又は２種類の金属（例えば、Ｐｔ及びＩｒであって、重量比Ｐｔ：Ｉｒ＝９７：３）を含むペースト状金属有機金属化合物から製造することもできる。
【０１２５】
加えて、上述したエミッタ部１３の保護膜１３ｂ又は保護膜１３ｂ’は、以下の（１）及び（２）に記載するような方法によっても製造することができる。
（１）上部電極となる所定の金属を含む有機金属化合物にエミッタ部の保護膜となり得る成分（例えば、Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｂｅ，Ｔｈ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｕ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｃｕ，Ｃｏ、Ｗ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ｎｉ，Ｔｅ等）を含む有機金属化合物を予め添加し、エミッタ部の上部に印刷し、熱処理する。
（２）上部電極を形成した後、珪酸鉛ガラス等の低融点ガラス粒子を含むペーストを上部電極の周辺部に印刷し、熱処理することによって低融点ガラスを溶融させ、その溶融したガラスを上部電極とエミッタ部との間に毛細管現象を利用して浸透させる。この場合、例えば、低融点ガラス粒子を上述した絶縁層１５を構成する材料に含有させておき、絶縁層１５を形成する際にその材料を熱処理することにより、エミッタ部の保護膜を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子放出装置の部分断面図である。
【図２】図１に示した電子放出装置を異なる平面にて切断した部分断面図である。
【図３】図１に示した電子放出装置の部分平面図である。
【図４】図１に示した電子放出装置の拡大部分断面図である。
【図５】図１に示した電子放出装置の拡大部分断面図である。
【図６】図１に示した上部電極の拡大部分平面図である。
【図７】図１に示した上部電極の他の貫通孔の例を示した図である。
【図８】図１に示した上部電極の他の貫通孔の例を示した図である。
【図９】図１に示した上部電極の他の貫通孔の例を示した図である。
【図１０】図１に示した上部電極の他の貫通孔の例を示した図である。
【図１１】図１に示した上部電極とエミッタ部の拡大断面図である。
【図１２】図１に示した電子放出装置の一つの状態を示した図である。
【図１３】図１に示したエミッタ部の電圧−分極特性のグラフである。
【図１４】図１に示した電子放出装置の他の状態を示した図である。
【図１５】図１に示した電子放出装置の他の状態を示した図である。
【図１６】図１に示した電子放出装置の他の状態を示した図である。
【図１７】図１に示した電子放出装置の他の状態を示した図である。
【図１８】図１に示した電子放出装置の他の状態を示した図である。
【図１９】集束電極を備えない電子放出装置により放出された電子の様子を示した図である。
【図２０】図１に示した電子放出装置により放出された電子の様子を示した図である。
【図２１】本発明の製法例により製造された電子放出装置の上部電極とエミッタ部の拡大断面図である。
【図２２】本発明の製法例により保護膜が形成される過程を示した図である。
【図２３】本発明の製法例により保護膜が形成される過程を示した図である。
【図２４】図１に示した電子放出装置（保護膜を備えた電子放出装置）及び保護膜を備えない電子放出装置のパルス数に対する電子放出量の変化を相対値にて表したグラフである。
【図２５】図１に示した電子放出装置のエミッタ部の表面（上面）の電子顕微鏡写真である。
【図２６】図２６に示した電子放出装置のエミッタ部の表面（上面）に対してオージェ電子分光分析によりシリコン（Ｓｉ）を検出した写真である。
【図２７】図２６に示した電子放出装置のエミッタ部の表面（上面）に対してオージェ電子分光分析により鉛（Ｐｂ）を検出した写真である。
【図２８】図２６に示した電子放出装置のエミッタ部の表面（上面）に対してオージェ電子分光分析により炭素（Ｃ）を検出した写真である。
【図２９】耐久性が良好でない電子放出装置のエミッタ部の表面（上面）の電子顕微鏡写真である。
【図３０】図２９に示した電子放出装置のエミッタ部の表面（上面）に対してオージェ電子分光分析によりシリコン（Ｓｉ）を検出した写真である。
【図３１】図２９に示した電子放出装置のエミッタ部の表面（上面）に対してオージェ電子分光分析により鉛（Ｐｂ）を検出した写真である。
【図３２】図２９に示した電子放出装置のエミッタ部の表面（上面）に対してオージェ電子分光分析により炭素（Ｃ）を検出した写真である。
【図３３】本発明の第２実施形態に係る電子放出装置の拡大部分断面図である。
【図３４】本発明の変形例に係る電子放出装置の部分断面図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０…電子放出装置、１１…基板、１２…下部電極、１３…エミッタ部、１３ａ…凹凸、１３ａ１…結晶粒界、１３ｂ…保護膜、１４…上部電極、１４ａ…微細貫通孔、１５…絶縁層、１６…集束電極、１７…透明板、１８…コレクタ電極、１９…蛍光体。
【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】
2007242375.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図３３】
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【図３４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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