(57)【要約】【課題】長期に渡って変動の少ない安定した電子放出特性を有する電子放出素子を提供する。【解決手段】基板１上に距離Ｌをおいて対向する素子電極２，３と、該素子電極２，３にそれぞれ接続された複数の導電性膜４ａ，４ｂと、該導電性膜４ａ，４ｂ間の間隙５近傍に堆積するカーボン膜６ａ，６ｂとからなり、導電性膜４ａ，４ｂのシート抵抗が１×１０2乃至１×１０7Ω／□であり、導電性膜４ａ，４ｂの幅Ｗ１と素子電極２，３間の距離Ｌ１との関係がＷ１／Ｌ１≦０．１８となるように形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、絶縁性基板の上に形成された一対の素子電極と、該素子電極間をつなぐように形成された複数の導電性膜とを備えた電子放出素子であって、
上記各導電性膜が素子電極間において間隙を有し、
素子電極間の距離をＬ１、素子電極の対向方向に直交する方向の導電性膜の幅をＷ１とすると、
Ｗ１／Ｌ１≦０．１８であり、
導電性膜のシート抵抗が１×１０2乃至１×１０7Ω／□であることを特徴とする電子放出素子。
【請求項２】
少なくとも、絶縁性基板の上に形成された一対の素子電極と、該素子電極間をつなぐように形成された導電性膜とを備えた電子放出素子であって、
上記導電性膜が、素子電極間において、素子電極の対向方向に直交する方向に複数の開口部を有し、
素子電極の対向方向に直交する方向において、上記導電性膜の、上記開口部に隣接する領域に間隙を有し、
上記領域における、素子電極の対向方向に平行な方向の導電性膜の長さをＬ２、直交する方向の導電性膜の幅をＷ１とすると、
Ｗ１／Ｌ２≦０．１８であり、
導電性膜のシート抵抗が１×１０2乃至１×１０7Ω／□であることを特徴とする電子放出素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子放出素子が複数配置された第１の基板と該電子放出素子と対向して該電子放出素子から放出された電子が照射される画像表示部材が配置された第２の基板とを対向配置させてなることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子放出素子及びそれを用いた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子には電界放出型や表面伝導型などの電子放出素子がある。図２０，２１を用いて従来の表面伝導型電子放出素子とその製造工程を模式的に示す。
【０００３】
図２０は従来の表面伝導型電子放出素子の一例の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面模式図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した場合の斜視図である。図２１は係る電子放出素子の製造工程を示す図であり、図２０（ｃ）に対応する斜視図である。
【０００４】
係る素子の作製工程としては、先ず、絶縁性基板１上に一対の素子電極２，３を設ける〔図２１（ａ）〕。次に、一対の素子電極２，３間を導電性膜４で接続する〔図２１（ｂ）〕。そして、素子電極２，３間に電圧を印加することで、導電性膜４の一部に第１の間隙５を形成する「通電フォーミング」と呼ばれる処理を施す〔図２１（ｃ）〕。通電フォーミング処理は、導電性膜４に電流を流し、その電流に起因したジュール熱で導電性膜４の一部に第１の間隙５を形成する工程である。この通電フォーミング処理により、第１の間隙５を挟んで対向する一対の導電性膜４ａ，４ｂが設けられる。そして、「活性化」と呼ばれる処理を施す。活性化処理は、炭素含有ガス雰囲気中で、一対の素子電極２，３間に電圧を印加する処理である。これによって、第１の間隙５内の基板１上及び第１の間隙５近傍の導電性膜４ａ，４ｂ上に導電性のカーボン膜６ａ，６ｂを設けることができる〔図２０（ｃ）〕。以上により電子放出素子が形成される。
【０００５】
図２０に示す上記電子放出素子から電子を放出させる際には、一方の素子電極２又は３に印加する電位を他方の素子電極３又は２に印加する電位よりも高くする。この様に素子電極２と３の間に電圧を印加する事で、第２の間隙７に強い電界が生じる。その結果、低電位側の素子電極３又は２に接続するカーボン膜６ａ又は６ｂの端縁であって、第２の間隙７の外縁を構成する部分の多数の箇所（複数の電子放出部）から電子がトンネルし、その電子の一部が放出されると考えられている。
【０００６】
特許文献１乃至３には、導電性膜４の形状制御や、複数分割した導電性膜４により、通電フォーミング処理時の第１の間隙５のバラツキや活性化処理時における電子放出部の放電破壊、駆動時のイオン衝撃等による電子放出部破壊を抑制する技術が開示されている。
【０００７】
このような電子放出素子を複数個配列することで構成した電子源を備えた基板と、蛍光体等からなる発光体膜を備えた基板とを対向させて内部を真空に維持することで画像表示装置を構成することができる。
【０００８】
【特許文献１】特許第２６２７６２０号公報
【特許文献２】特開２００２−３５２６９９号公報
【特許文献３】特開２００４−５５３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年の画像表示装置では、表示画像を長期に渡って輝度の変動が少なく、安定して表示できることが求められる。そのため、電子放出素子を複数個配列した電子源を備えた画像表示装置においては、各電子放出素子が良好な特性を長期に渡って変動が少ない状態を維持することが求められる。
【００１０】
しかしながら、従来の表面伝導型電子放出素子を駆動させた場合、上記導電性膜４のシート抵抗が低い場合には、電子放出量のゆらぎ（短時間に電子放出電流の変動が起こる現象）が生じてしまう問題があった。
【００１１】
また、前述したように一方のカーボン膜６ａ又は６ｂの端縁の一部であって、間隙７の外縁を構成する多数の箇所から、電子がトンネルすると考えられている。例えば、素子電極２の電位を素子電極３の電位よりも高くして駆動させた時には、素子電極３に導電性膜４ｂを介して接続するカーボン膜６ｂがエミッタに相当する。その結果、カーボン膜６ｂの端縁であって、第２の間隙７の外縁を構成する部分に多数の電子放出部が存在するものと想定される。即ち、第２の間隙７に沿って、低電位が印加される素子電極３に接続するカーボン膜６ｂの端縁に、電子放出部が多数並んでおり、個々の電子放出部は、カーボン膜６ｂが有する抵抗値で電気的に連結されていると考えられている。よって、例えカーボン膜６ｂより高いシート抵抗を持った導電性膜を配置しても、カーボン膜６ｂの端縁に配置された電子放出部同士の連結抵抗により、電子放出量の「ゆらぎ」は十分に抑制されない場合があった。
【００１２】
そのため、上記電子放出素子を多数配列した電子源では、導電性膜４ａ，４ｂの抵抗値、或いは、カーボン膜６ａ又は６ｂによる電子放出部同士の連結抵抗に起因すると見られる、電子放出量のゆらぎが生じていた。また、上記電子放出素子を用いた画像表示装置では、上記電子放出量のゆらぎに起因すると見られる、隣接画素の輝度バラツキや輝度変動が生じる場合があった。そのため、高精細で良好な表示画像を得ることが難しかった。
【００１３】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、長期に渡って変動の少ない安定した電子放出特性を有する電子放出素子を提供することを目的とする。そして、また、本発明は、長期に渡って変動の少ない安定した電子放出特性を有する電子放出素子を用いて、長期に変動の少ない長寿命な画像表示装置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】
【００１４】
本発明の第１は、少なくとも、絶縁性基板の上に形成された一対の素子電極と、該素子電極間をつなぐように形成された複数の導電性膜とを備えた電子放出素子であって、
上記各導電性膜が素子電極間において間隙を有し、
素子電極間の距離をＬ１、素子電極の対向方向に直交する方向の導電性膜の幅をＷ１とすると、
Ｗ１／Ｌ１≦０．１８であり、
導電性膜のシート抵抗が１×１０2乃至１×１０7Ω／□であることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の第２は、少なくとも、絶縁性基板の上に形成された一対の素子電極と、該素子電極間をつなぐように形成された導電性膜とを備えた電子放出素子であって、
上記導電性膜が、素子電極間において、素子電極の対向方向に直交する方向に複数の開口部を有し、
素子電極の対向方向に直交する方向において、上記導電性膜の、上記開口部に隣接する領域に間隙を有し、
素子電極間の距離をＬ２、素子電極の対向方向に直交する方向に開口部に隣接する導電性膜の幅をＷ１とすると、
Ｗ１／Ｌ２≦０．１８であり、
導電性膜のシート抵抗が１×１０2乃至１×１０7Ω／□であることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の第３は、上記本発明の電子放出素子が複数配置された第１の基板と該電子放出素子と対向して該電子放出素子から放出された電子が照射される画像表示部材が配置された第２の基板とを対向配置させてなることを特徴とする画像表示装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、良好な電子放出特性を長期に渡って維持でき、その結果、輝度変化の少ない高品位な表示画像を表示できる画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の電子放出素子及びその製造方法について説明するが、以下に示す材料や値は一例である。本発明の目的、効果を奏する範囲内であれば、上記材料や数値などは、その応用に適するように、種々の材料や値の変形例を採用することができる。
【００１９】
以下に本発明の電子放出素子の様々な形態を説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の電子放出素子の最も典型的な形態例の基本的な構成について図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本例における典型的な構成を示す模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面模式図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した場合の斜視図である。
【００２１】
本発明において、素子電極２，３の対向方向をＸ方向、該対向方向に直交する方向をＹ方向、基板１の法線方向をＺ方向とする。
【００２２】
絶縁性基板１上には素子電極２と３とが距離Ｌ１離れて配置されている。そして、導電性膜４ａは、素子電極２とカーボン膜６ａとを接続しており、導電性膜４ｂは、素子電極３とカーボン膜６ｂとを接続している。導電性膜４ａと導電性膜４ｂとは第１の間隙５を挟んで対向しており、またカーボン膜６ａ，６ｂは、第２の間隙７を挟んで対向している。このような導電性膜４ａ、カーボン膜６ａ、導電性膜４ｂ、カーボン膜６ｂの構成が、一対の素子電極２と３に複数配置されている。
【００２３】
間隙７の幅は、ドライバーのコストなどを考慮して駆動電圧を３０Ｖ以下にするため、及び、駆動時の予期せぬ電圧変動による放電を抑制するために、実用的には１ｎｍ以上１０ｎｍ以下に設定される。
【００２４】
尚、図１では、カーボン膜６ａとカーボン膜６ｂを完全に分離された２つの膜として示した。しかし、間隙７は上述したように非常に狭い幅であるので、間隙７とカーボン膜６ａとカーボン膜６ｂとをまとめて、「間隙を備えるカーボン膜」と表現することができる。そのため、本発明の電子放出素子は、駆動する際に、間隙を備えるカーボン膜の一方の端部と他方の端部との間に電圧を印加することで電子を放出する電子放出素子、ということができる。
【００２５】
また、カーボン膜６ａとカーボン膜６ｂは極めて微小な領域で繋がっている場合もある。極めて微小な領域であれば、その領域は高抵抗であるので電子放出特性への影響は限定的であるため許容できる。この様な、カーボン膜６ａとカーボン膜６ｂが一部で繋がった形態も、「間隙を備えるカーボン膜」と表現することができる。
【００２６】
図１（ａ）では、間隙７が直線形状である例を示した。しかしながら、間隙７は、直線形状であることが好ましいが、直線形状に限定されるものではない。特定の周期性をもって折れ曲がったり、円弧状であったり、円弧と直線を組み合わせた形態などの所定の形態であっても良い。
【００２７】
ここで、間隙７は、カーボン膜６ａの端縁（外縁）とカーボン膜６ｂの端縁（外縁）とが対向することで構成されている。
【００２８】
そして、この電子放出素子では、駆動時（電子放出時）に、例えば素子電極２の電位よりも高い電位を素子電極３に印加する場合、カーボン膜６ａの端縁の一部であって、間隙７の外縁を構成する部分に、多数の電子放出部が存在すると考えられる。素子電極２に接続するカーボン膜６ａがエミッタに相当すると考えられる。即ち、カーボン膜６ａの端縁の一部であって、間隙７の外縁を構成する部分に多数の電子放出部が存在すると考えられる。
【００２９】
間隙７は、ＦＩＢ（集束イオンビーム）などのナノスケールの各種高精細な加工方法を導電性膜に施すことによっても形成することができる。そのため、本発明の電子放出素子の間隙７は、上記複数の導電性膜が電気的に独立していれば、後述する「通電フォーミング」処理や「活性化」処理で形成するものに限定されることはない。
【００３０】
また、上記複数のカーボン膜６ａ，６ｂは、それぞれＹ方向に隣り合うカーボン膜が電気的に独立しており、複数の導電性膜４ａ，４ｂも、それぞれＹ方向に隣り合う導電性膜が電気的に独立している。
【００３１】
また、本例では、上記複数のカーボン膜６ａ，６ｂと導電性膜４ａ，４ｂが形成されていない領域には、活性化抑制層（不図示）がそれぞれの膜に接するように形成されている。この活性化抑制層は、多数の電子放出部が存在する間隙７を、後述する活性化処理で形成する場合において設けることが好ましい。その理由は、基板１の主成分が活性化促進材料（ＳｉＯ2）の場合、この活性化抑制層を配置させないと、カーボン膜６ａ，６ｂが基板１上に広がって堆積し、隣り合う導電性膜の間で電気的に短絡が生じてしまうためである。
【００３２】
ただ、間隙７をＦＩＢ（集束イオンビーム）などのナノスケールの各種高精細な加工方法を導電性膜に施すことによって形成する場合等、即ち活性化工程を用いない場合には、上記活性化抑制層は無くてもかまわない。
【００３３】
この様な構成を採用することで、電子放出量のゆらぎを抑制することができる。
【００３４】
導電性膜４ａ，４ｂの材料としては、金属や半導体などの導電性材料を用いることができる。例えばＰｄ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属又は酸化物、或いはそれらの合金、或いはカーボン等を用いることができる。
【００３５】
導電性膜４ａ，４ｂは、本発明の効果である電子放出量のゆらぎ抑制のために、Ｒｓ（シート抵抗）が１×１０2乃至１×１０7Ω／□の抵抗値の範囲で形成される。上記抵抗値を示す膜厚としては、具体的には５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲にあることが好ましい。尚、Ｒｓは、厚さがｔ、幅がｗで長さがｌの膜の長さ方向に測定した抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒｓ（ｌ／ｗ）とおいたときに現われる値で、抵抗率をρとすればＲｓ＝ρ／ｔである。また、導電性膜４ａ，４ｂを形成する領域幅Ｗ３は、好ましくは素子電極２，３の幅Ｗ２よりも小さく設定される〔図１（ａ）参照〕。
【００３６】
素子電極２と３とが対向する方向（Ｘ方向）における距離Ｌ１及びそれぞれの膜厚は、電子放出素子の応用形態等によって適宜設計される。例えば、後述するテレビジョン等の画像表示装置に用いる場合では、解像度に対応して設計される。とりわけ、高品位（ＨＤ）テレビでは高精細さが要求されるため、画素サイズを小さくする必要がある。そのため、電子放出素子のサイズが限定された中で、十分な輝度を得るために、十分な放出電流Ｉｅが得られるように設計される。
【００３７】
本発明において、電子放出量のゆらぎ抑制のためには、素子電極２，３間の距離をＬ１、素子電極の対向方向に直交する方向（Ｙ方向）の導電性膜の幅をＷ１とすると、Ｗ１／Ｌ１≦０．１８である。上記素子電極２，３間の距離Ｌ１の実用的な範囲としては５０ｎｍ以上２００μｍ以下、好ましくは、１μｍ以上１００μｍ以下に設定される。よって、個々の導電性膜４ａ，４ｂの最小幅Ｗ１の好ましい範囲としては９ｎｍ以上３６μｍ以下である。素子電極２，３の膜厚は、実用的には１００ｎｍ以上１０μｍ以下である。
【００３８】
基板１としては、石英ガラス、青板ガラス、ガラス基板に酸化シリコン（典型的にはＳｉＯ2）を積層したガラス基板、或いは、アルカリ成分を減らしたガラス基板を用いることができる。
【００３９】
素子電極２，３の材料としては、金属や半導体などの導電性材料を用いることができる。例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或いは合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ2、Ｐｄ−Ａｇ等の金属或いは金属酸化物等を用いることができる。
【００４０】
活性化抑制層の材料としては、金属や半導体などの酸化物、窒化物又はそれらの混合物が好ましく用いられる。例えば、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇｅ等の酸化物、又は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ等の窒化物、或いはそれらの混合物が挙げられる。これらの活性化抑制層の実用的なシート抵抗の範囲は、素子電極２，３のショート防止、駆動時のリーク電流防止という意味で、１×１０4Ω／□以上が好ましい。シート抵抗の上限値に特に制限はないが、本発明の電子放出素子を画像表示装置に用いるにあたり、帯電防止膜としての機能も同時に持たせるのであれば、１×１０11Ω／□以下が好ましい。また、活性化抑制層は、導電性膜４ａ，４ｂが形成されていない領域にのみ形成されていることが好ましい。しかしながら、間隙５を形成する以前の導電性膜上に活性化抑制層が形成されていても、後のフォーミング処理、活性化処理の熱により、少なくとも間隙５付近から消失或いは凝集離散すればかまわない。
【００４１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の電子放出素子の形態例の基本的な構成について図３を用いて説明する。図３（ａ）は、本例の構成を示す模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面模式図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した場合の斜視図である。尚、図３において、図１で用いた部材と同じ部材には、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４２】
実施形態１では、複数の導電性膜４ａ，４ｂを電気的に独立させて複数配置させる例を示したが、本例では、素子電極間において、連続する導電性膜４ａ，４ｂに複数の開口部が設けられている例を示す。係る開口部は素子電極２，３間において、素子電極２，３の対向方向に平行な方向（Ｙ方向）に複数個設けられている。Ｙ方向において導電性膜４ａ，４ｂの開口部に隣接する領域について、Ｘ方向の長さＬ２、幅Ｗ１とすると、本発明においては、Ｗ１／Ｌ２≦０．１８を満たすように形成される。この場合間隙７は、導電性膜４ａ，４ｂの、Ｙ方向において開口部に隣接する領域に形成される。
【００４３】
（第３の実施形態）
特開２００１−１４３６０６号公開公報等に開示されたように、垂直型の表面伝導型電子放出素子も提案されており、これらの素子においても本発明を応用することができる。
【００４４】
図４は、本発明の電子放出素子を垂直型に応用した例であり、図４（ａ）は、本例における典型的な構成を示す模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面模式図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した場合の斜視図である。尚、図４において、図１で用いた部材と同じ部材には、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図４に示した本例の電子放出素子は、第１の実施形態で説明した電子放出素子におけるカーボン膜６ａと６ｂとが対向する方向を、基板１の表面に対して交差する（好ましくは実質的に垂直になる）様に配置した構成である。
【００４６】
尚、ここで示した例では、第２の間隙７が配置される、積層体の側面が、基板１表面に対して実質的に垂直に配置されている。第１の実施形態では、カーボン膜６ａと６ｂとが対向する方向が基板１の平面方向（Ｘ方向）であった。しかしながら、カーボン膜６ａと６ｂとが対向する方向が基板１表面に対して垂直（Ｚ方向）であることが電子放出効率（η）を向上させる観点から好ましい。
【００４７】
本発明の電子放出素子では、駆動時において、図６を用いて後述するように、基板１の平面に対してＺ方向に離れてアノード電極２４が配置される。
【００４８】
そのため、本実施形態のように、カーボン膜６ａと６ｂとが対向する方向がアノード電極２４に向かっていると、電子放出効率ηを高くすることができる。尚、電子放出効率ηとは、電子放出量Ｉｅ／素子電流Ｉｆで表される値である。ここで、電子放出量Ｉｅはアノード電極２４に流れ込む電流であり、素子電流Ｉｆは素子電極２と３との間を流れる電流で規定することができる。
【００４９】
但し、本例において、積層体の側面が基板１の表面に対し垂直に限定されることはない。実効的には、積層体の側面が基板１の表面に対して、３０°以上９０°以下に設定されることが好ましい。
【００５０】
本例の電子放出素子の駆動時には、素子電極２の電位に比べて素子電極３の電位を高く設定する。従って、駆動時には、第１の実施形態で説明したように、素子電極２側に接続されるカーボン膜６ａが電子放出体（エミッタ）になる。
【００５１】
また、図４に示したように、間隙７が配置される積層体は、活性化促進層１１と活性化促進層１１より熱伝導率が高い高熱伝導層１０からなっている。これは、通電フォーミング処理の際に第１の間隙５を所定の位置（活性化促進層１１の位置）に形成させるために好ましい構造である。
【００５２】
尚、本例において素子電極２，３間の距離Ｌ１は、素子電極３から高熱伝導層１０までの距離Ｌ３と基板１から素子電極２間での距離Ｌ４との和で示され、導電性膜４ａ，４ｂの幅Ｗ１との間に、Ｗ１／（Ｌ３＋Ｌ４）≦０．１８の関係を満たすように形成される。
【００５３】
次に、本発明の電子放出素子の製造方法について、第１の実施形態の電子放出素子を例にして、以下に具体的に説明する。図２は、当該工程を示す図であり、図１（ｃ）に相当する斜視図である。本発明の製造方法は、例えば以下の工程１乃至工程５によって行うことができる。
【００５４】
（工程１）
基板１を十分に洗浄し、素子電極２，３を形成するための材料を、真空蒸着法、スパッタ法等により堆積する。そして、フォトリソグラフィー技術などを用いてパターニングすることにより、素子電極２，３を基板１上に設ける〔図２（ａ）〕。素子電極２，３の材料、膜厚、距離（Ｌ１）、幅（Ｗ２）などは、前述した実施形態で述べた値を適宜適用すれば良い。
【００５５】
（工程２）
続いて、基板１上に設けられた素子電極２と３の間を接続する複数の導電性膜４を形成する〔図２（ｂ）〕。
【００５６】
導電性膜４の形成方法としては、例えば、先ず、有機金属溶液を塗布して乾燥することにより、有機金属膜を形成する。そして、有機金属膜を加熱焼成処理し、金属膜或いは金属酸化物膜などの金属化合物膜とする。その後、リフトオフ、エッチング等によりパターニングすることで所定のパターンの導電性膜４を得ることができる。
【００５７】
導電性膜４の材料としては、金属や半導体などの導電性材料を用いることができる。例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或いは金属化合物（合金や金属酸化物など）を用いることができる。
【００５８】
尚、ここでは、有機金属溶液の塗布法により説明したが、導電性膜４の形成法はこれに限られるものではない。例えば、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法、インクジェット法等の公知の手法によっても形成することも出来る。
【００５９】
導電性膜４は、Ｒｓ（シート抵抗）が１×１０2Ω／□乃至１×１０7Ω／□の抵抗値の範囲で形成される。
【００６０】
尚、工程２と工程１は順序を入れ替えることも可能である。
【００６１】
（工程３）
続いて、導電性膜４を所定のパターンにパターニングした基板１上に、活性化抑制層（不図示）を形成する。前述したように、活性化抑制層の材料としては、金属や半導体などの酸化物、窒化物又はそれらの混合物が好ましく用いられる。例えば、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇｅ等の酸化物、又は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ等の窒化物、或いはそれらの混合物が挙げられる。
【００６２】
活性化抑制層の形成方法としては、特に限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法、インクジェット法等の公知の手法によって形成することが出来る。
【００６３】
（工程４）
続いて、導電性膜４に第１の間隙５を形成する〔図２（ｃ）〕。間隙５の形成方法としては、ＥＢリソグラフィー法を用いたパターニング法を採用できる。また、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）を導電性膜４の間隙５を形成したい箇所に照射する事によって、導電性膜４の所定の箇所に間隙５を設ける事ができる。
【００６４】
勿論、公知の「通電フォーミング」処理によって、導電性膜４に電流を流すことにより導電性膜４の一部に間隙５を設けることもできる。導電性膜４に電流を流すためには、具体的には、素子電極２と３の間に電圧を印加することで行うことができる。
【００６５】
本工程により、第１の間隙５を挟んで、Ｘ方向に、導電性膜４ａと４ｂとが対向して配置される。尚、導電性膜４ａと４ｂとは微小な部分で繋がっている場合もある。
【００６６】
工程４以降の処理は、例えば、図６に示す真空装置内に上記工程１乃至３を終えた基板１を配置し、内部を真空にした後で行うことができる。
【００６７】
尚、図６に示した測定評価装置は真空装置（真空チャンバー）を備えており、該真空装置には不図示の排気ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が具備されている。内部は、所望の真空下で種々の測定評価を行えるようになっている。
【００６８】
また、本測定評価装置には、不図示のガス導入装置を付設することで、後述する活性化処理に用いる炭素含有ガスを所望の圧力で真空装置内に導入することができる。また、真空装置全体、及び真空装置内に配置された基板１は、不図示のヒーターにより加熱することができる。
【００６９】
通電フォーミング処理は、パルス波高値が定電圧（一定）であるパルス電圧を繰り返し素子電極２と素子電極３との間に印加することによって行うことができる。また、パルス波高値を徐々に増加させながら、パルス電圧を印加することによって行うこともできる。パルス波高値が一定である場合のパルス波形の例を図７（ａ）に示す。図７（ａ）中、Ｔ１及びＴ２は電圧波形のパルス幅とパルス間隔（休止時間）であり、Ｔ１は１μｓｅｃ乃至１０ｍｓｅｃ、Ｔ２は１０μｓｅｃ乃至１００ｍｓｅｃとすることができる。印加するパルス波形自体は、三角波や矩形波を用いることができる。
【００７０】
次に、パルス波高値を増加させながら、パルス電圧を印加する場合のパルス波形の例を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）中、Ｔ１及びＴ２は電圧波形のパルス幅とパルス間隔（休止時間）であり、Ｔ１は１μｓｅｃ乃至１０ｍｓｅｃ、Ｔ２は１０μｓｅｃ乃至１００ｍｓｅｃとすることができる。印加するパルス波形自体は、三角波や矩形波を用いることができる。印加するパルス電圧の波高値は、例えば０．１Ｖステップ程度ずつ、増加させる。
【００７１】
尚、図７には三角波を示したが、素子電極２，３間に印加する波形は三角波に限定することはなく、矩形波など所望の波形を用いてもよい。また、その波高値及びパルス幅、パルス間隔等についても上述の値に限ることはない。第１の間隙５が良好に形成されるように、電子放出素子の抵抗値等にあわせて、適切な値を選択することができる。
【００７２】
（工程５）
次に、活性化処理を施す。活性化処理は、例えば、図６に示した真空装置内に炭素含有ガスを導入し、炭素含有ガスを含む雰囲気下で、素子電極２，３間に図８（ａ）や図８（ｂ）に示す様な、両極性のパルス電圧を複数回印加することで行う。即ち、導電性膜４ａと４ｂとの間に、両極性のパルス電圧を複数回印加する。
【００７３】
この処理により、雰囲気中に存在する炭素含有ガスから、カーボン膜６ａと６ｂを基板１上に設けることができる。具体的には、導電性膜４ａと４ｂとの間の基板１上及びその近傍の導電性膜４ａ，４ｂ上にカーボン膜６ａ，６ｂが堆積する。即ち、カーボン膜６ａとカーボン膜６ａとが間隙７を介して配置される。
【００７４】
上記炭素含有ガスとしては例えば有機物質ガスを用いることができる。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。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が使用できる。また、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、プロピオン酸等も使用できる。特にはトルニトリルが好ましく用いられる。
【００７５】
上記活性化処理中に印加する両極性のパルス電圧の波形は、素子電極２又は導電性膜４ａの電位と、素子電極３又は導電性膜４ｂの電位との関係を所定のタイミング又は所定の周期で逆転させる波形である〔図８（ａ）、（ｂ）参照〕。上記電位の関係の逆転は、交互に逆転する波形であることが好ましいが、必ずしも交互に逆転させる形態に本発明は限定されるものではない。
【００７６】
両極性のパルス電圧の印加としては、例えば、以下のように行うことで実現することができる。即ち、素子電極２又は導電性膜４ａの電位を、素子電極３又は導電性膜４ｂの電位よりも高くせしめるパルス電圧を印加する。その後、素子電極２又は導電性膜４ａの電位を素子電極３又は導電性膜４ｂの電位よりも低くせしめるパルス電圧を印加する。そして、この行為を繰返すことが好ましい。尚、素子電極２又は導電性膜４ａの電位と、素子電極３又は導電性膜４ｂの電位とのどちらを先に高電位にするかは任意に設定することができる。
【００７７】
印加する最大電圧値（絶対値）は、実用的には、１０Ｖ以上２５Ｖ以下の範囲で適宜選択することが好ましい。
【００７８】
図８（ａ）中、Ｔ１は、印加するパルス電圧のパルス幅、Ｔ２はパルス間隔である。この例では、電圧値は正負の絶対値が等しい場合を示しているが、電圧値は正負の絶対値が異なる場合もある。また、図８（ｂ）中、Ｔ１は正の電圧値のパルス電圧のパルス幅であり、Ｔ１’は負の電圧値のパルス電圧のパルス幅である。Ｔ２はパルス間隔である。尚、この例においては、Ｔ１＞Ｔ１’に設定し、電圧値は正負の絶対値が等しく設定されている場合を示しているが、電圧値は正負の絶対値が異なる場合もある。活性化処理は、素子電流Ｉｆの上昇が緩やかになった後に終了することが好ましい。
【００７９】
以上の工程１乃至工程５により図１に示した電子放出素子を形成することができる。
【００８０】
作製された電子放出素子は、駆動を行う前（画像表示装置に適用する場合には画像形成部材に電子線を照射する前）に、好ましくは、真空中で加熱する処理である「安定化」処理を行う。
【００８１】
安定化処理を行うことで、前述した活性化処理などによって基板１の表面や、その他の箇所に付着した余分な炭素や有機物を除去することが好ましい。
【００８２】
具体的には、真空装置内で、余分な炭素や有機物質を排気する。真空装置内の有機物質は極力排除することが望ましいが、有機物質の分圧としては１×１０-8Ｐａ以下まで除去することが好ましい。また、有機物質以外の他のガスをも含めた真空容器内の全圧力は、３×１０-6Ｐａ以下が好ましい。
【００８３】
安定化処理を行った後に、電子放出素子を駆動する時の雰囲気は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ましいが、これに限るものではない。有機物質が十分除去されていれば、圧力自体は多少上昇しても十分に安定な特性を維持することができる。
【００８４】
以上の工程により、本発明の電子放出素子を形成することができる。
【００８５】
また、図４に示した電子放出素子は、例えば、以下の様にして形成することができる。一例を図５を用いて説明する。
【００８６】
まず、上記工程１で説明した基板１上に、高熱伝導層１０を構成する材料層、活性化促進層１１を構成する材料層を、この順番で積層する。これらの各層は、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により基板１上に堆積させることができる。次に、素子電極２，３を構成する材料層を活性化促進層１１を構成する材料層上に真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により堆積させる。
【００８７】
活性化促進層１１を構成する材料層としては、ＳｉＯ2が好ましく用いられる。高熱伝導層１０を構成する材料としては、活性化促進層１１よりも熱伝導率が高い材料が選択される。具体的には、窒化シリコン、アルミナ、窒化アルミニウム、五酸化タンタル、酸化チタン等を用いることができる。
【００８８】
その後、フォトリソグラフィー技術など公知のパターニング方法により、基板１表面の一部に段差形状を備える積層体を形成する。
【００８９】
次に、素子電極３を基板１上に形成する〔図５（ａ）〕。
【００９０】
続いて、積層体の側面上を被覆するように、且つ、素子電極２と３の間を接続するように、前述した工程２と同様にして、導電性膜４を形成する〔図５（ｂ）〕。
【００９１】
そして、前述した工程３、工程４と同様の処理を行い、導電膜４ａ，４ｂを形成する〔図５（ｃ）〕。最後に、前述の工程５を行い、図４に示した電子放出素子を形成することができる。
【００９２】
尚、ここで示した前述した電子放出素子の製造方法は一例であり、これらの製造方法により製造された電子放出素子に上述した第１乃至第３の実施形態の電子放出素子は限定されることはない。
【００９３】
次に、上述した本発明の電子放出素子の基本特性について、図９を用いて説明する。図６に示した測定評価装置により測定される、本発明の電子放出素子の放出電流Ｉｅ及び素子電流Ｉｆと素子電極２，３に印加する素子電圧Ｖｆの関係の典型的な例を図９に示す。尚、図９は、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著しく小さいので、任意単位で示されている。図９からも明らかなように、本発明の電子放出素子は放出電流Ｉｅに対する３つの性質を有する。
【００９４】
先ず第１に、本発明の電子放出素子は、ある電圧（しきい値電圧と呼ぶ；図９中のＶｔｈ）以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流Ｉｅが増加する。一方で、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。即ち、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。
【００９５】
第２に、放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに依存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖｆで制御できる。
【００９６】
第３に、アノード電極２４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２４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。
【００９７】
以上のような電子放出素子の特性を用いると、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。
【００９８】
次に、上述した第１乃至第３の実施形態に示した本発明の電子放出素子の応用例について以下に述べる。
【００９９】
本発明の電子放出素子を複数個基板上に配列することで、電子源が構成され、該電子源を用いて、フラットパネル型テレビジョンなどの画像表示装置を構成することができる。具体的には、上記本発明の電子放出素子が複数配置された第１の基板と該電子放出素子と対向して該電子放出素子から放出された電子が照射される画像表示部材が配置された第２の基板とを対向配置させて画像表示装置が構成される。
【０１００】
基板上の電子放出素子の配列形態としては、例えば、マトリクス型配列が挙げられる。この配列形態では、前述の素子電極２が基板上に配置されたｍ本のＸ方向配線のうちの１本に接続される。そして、前述の素子電極３が基板上に配置されたｎ本のＹ方向配線のうちの１本に電気的に接続される。尚、ｍ、ｎは、共に正の整数である。
【０１０１】
次に、このマトリクス型配列の電子源基板の構成について、図１０を用いて説明する。
【０１０２】
上述したｍ本のＸ方向配線３２は、Ｄｘ１，Ｄｘ２，……，Ｄｘｍからなり、絶縁性基板３１上に、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成される。Ｘ方向配線３２は、金属等の導電性材料からなる。ｎ本のＹ方向配線３３は、Ｄｙ１，Ｄｙ２，…，Ｄｙｎのｎ本の配線よりなり、Ｘ方向配線３２と同様の手法、同様の材料により形成することができる。これらｍ本のＸ方向配線３２とｎ本のＹ方向配線３３との間（交差部）には、不図示の絶縁層が配置される。絶縁層は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成することができる。
【０１０３】
また、前記Ｘ方向配線３２には、走査信号を印加する不図示の走査信号印加手段が電気的に接続される。一方、Ｙ方向配線３３には、走査信号に同期して、選択された各電子放出素子３４から放出される電子を変調するための変調信号を印加する不図示の変調信号発生手段が電気的に接続される。各電子放出素子に印加される駆動電圧Ｖｆは、印加される走査信号と変調信号との差電圧として供給される。
【０１０４】
次に、上記のようなマトリクス配列の電子源基板を用いた電子源、及び、画像表示装置の一例について、図１１と図１２を用いて説明する。図１１は画像表示装置を構成する表示パネルを一部切除して示した基本構成図であり、図１２は図１１の表示パネルに用いた蛍光体膜４４の構成を示す模式図である。
【０１０５】
図１１において、電子源基板（リアプレート、第１の基板）３１上に本発明の電子放出素子３４をマトリクス状に複数配列している。フェースプレート（第２の基板）４６はガラスなどの透明基板４３の内面に蛍光体膜４４とメタルバック４５等が形成されてなる。支持枠４２はフェースプレート４６とリアプレート３１の間に配置される。リアプレート３１、支持枠４２及びフェースプレート４６は、接合部にフリットガラスやインジウムなどの接着剤を付与することにより封着されている。この封着された構造体で外囲器が構成される。尚、上記メタルバック４５は、図６を用いて説明したアノード電極２４に相当する部材である。
【０１０６】
また、フェースプレート４６とリアプレート３１との間に、必要に応じて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を構成することができる。
【０１０７】
図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図１１で示した蛍光体膜４４の具体的な構成例である。蛍光体膜４４は、モノクロームの場合は単色の蛍光体５２のみから成る。カラーの画像表示装置を構成する場合には、蛍光体膜４４は、少なくともＲＧＢ３原色の蛍光体５２と、各色の間に配置される光吸収部材５１とを含む。光吸収部材５１は好ましくは、黒色の部材を用いることができる。図１２（ａ）は、光吸収部材５１をストライプ状に配列した形態である。図１２（ｂ）は、光吸収部材５１をマトリクス状に配列した形態である。一般に、図１２（ａ）の形態は「ブラックストライプ」と呼ばれ、図１２（ｂ）の形態は「ブラックマトリクス」と呼ばれる。光吸収部材５１を設ける目的は、カラー表示の場合必要となる３原色蛍光体の各蛍光体５２間の塗り分け部における混色等を目立たなくすることと、蛍光体膜４４における外光反射によるコントラストの低下を抑制することにある。光吸収部材５１の材料としては、通常良く用いられている黒鉛を主成分とする材料だけでなく、光の透過及び反射が少ない材料であればこれに限るものではない。また、導電性であっても絶縁性であっても良い。
【０１０８】
また、蛍光体膜４４の内面側（電子放出素子３４側）には、メタルバックと呼ばれる導電性膜が設けられる。メタルバック４５の目的は、蛍光体５２からの発光のうち、電子放出素子３４側へ向かう光をフェースプレート４６側へ鏡面反射することで輝度を向上させることである。また、電子ビーム加速電圧を印加するためのアノードとして作用させること、及び、外囲器内で発生した負イオンの衝突による蛍光体のダメージを抑制すること等である。
【０１０９】
メタルバック４５は、好ましくは、アルミニウム膜で形成されることが好ましい。メタルバック４５は、蛍光体膜４４作製後、蛍光体膜４４の表面の平滑化処理（通常、「フィルミング」と呼ばれる）を行い、その後Ａｌを真空蒸着等で堆積することで作製できる。
【０１１０】
フェースプレート４６には、更に蛍光体膜４４の導電性を高めるため、蛍光体膜４４と透明基板４３との間にＩＴＯなどからなる透明電極（不図示）を設けてもよい。
【０１１１】
上記外囲器内の各電子放出素子３４は前述したＸ方向配線３２及びＹ方向配線３３に接続している。そのため、各電子放出素子３４に接続する端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍ、Ｄｙ１乃至Ｄｙｎを通じて電圧を印加することにより、所望の電子放出素子３４から電子放出させることができる。この時、高圧端子４７を通じ、メタルバック４５に５ｋＶ以上３０ｋＶ以下、好ましくは１０ｋＶ以上２５ｋＶ以下の電圧を印加する。尚、フェースプレート４６と基板３１との間隔は１ｍｍ以上５ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定される。この様にする事で、選択した電子放出素子から放出された電子は、メタルバック４５を透過し、蛍光体膜４４に衝突する。そして蛍光体５２を励起・発光させることで画像を表示するものである。
【０１１２】
尚、以上述べた構成においては、各部材の材料等、詳細な部分は上記した内容に限られるものではなく、目的に応じて適宜変更される。
【０１１３】
また、図１１を用いて説明した本発明の画像表示装置を情報再生装置に応用することができる。
【０１１４】
かかる情報再生装置は、受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報及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本発明の画像表示装置とを少なくとも備える。
【０１１５】
具体的には、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信号を、画像表示装置に出力してスクリーンに表示又は再生させる。上記受信装置は、テレビジョン放送などの放送信号を受信することができる。また、上記選曲した信号に含まれる信号としては、映像情報、文字情報及び音声情報の少なくとも１つを指す。尚、上記スクリーンは、図１１で示した表示パネルにおいては、蛍光体膜４４に相当すると言うことができる。この構成によりテレビジョンなどの情報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、係る情報再生装置はデコーダ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、画像表示装置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。
【０１１６】
また、映像情報又は文字情報を画像表示装置に出力してスクリーンに表示及び／或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。
【０１１７】
先ず、受信した映像情報や文字情報から、画像表示装置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、画像表示装置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、駆動回路から画像表示装置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。
【０１１８】
図１３は、本発明に係るテレビジョン装置のブロック図である。受信器であるところの受信回路Ｃ２０は、チューナーやデコーダ等からなり、衛星放送や地上波等のテレビ信号、ネットワークを介したデータ放送等を受信し、復号化した映像データをＩ／Ｆ部（インターフェース部）Ｃ３０に出力する。Ｉ／Ｆ部Ｃ３０は、映像データを表示装置の表示フォーマットに変換して図１１の表示パネルＣ１１に画像データを出力する。画像表示装置Ｃ１０は、表示パネルＣ１１、駆動回路Ｃ１２及び制御回路Ｃ１３を含む。制御回路は、入力した画像データに表示パネルに適した補正処理等の画像処理を施すともに、駆動回路Ｃ１２に画像データ及び各種制御信号を出力する。駆動回路Ｃ１２は、入力された画像データに基づいて、表示パネルＣ１１の各配線（図１１のＤｘ１乃至Ｄｘｍ、Ｄｙ１乃至Ｄｙｎ参照）に駆動信号を出力し、テレビ映像が表示される。受信回路Ｃ２０とＩ／Ｆ部Ｃ３０は、セットトップボックス（ＳＴＢ）として画像表示装置Ｃ１０とは別の筐体に収められていてもよいし、また画像表示装置Ｃ１０と同一の筐体に収められていてもよい。
【０１１９】
また、インターフェースには、プリンター、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）などの画像記録装置や画像出力装置に接続することができる構成とすることもできる。そして、このようにすれば、画像記録装置に記録された画像を表示パネルＣ１１に表示させることもできる。また、表示パネルＣ１１に表示させた画像を、必要に応じて加工し、画像出力装置に出力させることもできる情報再生装置（又はテレビジョン）を構成することができる。
【０１２０】
ここで述べた情報再生装置の構成は、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、係る情報再生装置は、テレビ会議システムやコンピュータ等のシステムと接続することで、様々な情報再生装置を構成することができる。
【実施例】
【０１２１】
以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに詳述する。
【０１２２】
（実施例１）
本実施例では、第１の実施形態で説明した電子放出素子を、図２の工程に従って作製した。本例の電子放出素子の構成は、図１と同様である。
【０１２３】
（工程−ａ）
最初に、清浄化した石英基板１上に、スパッタ法を用いてＴｉを厚さ５ｎｍ形成し、その後Ｔｉ上にＰｔを厚さ４０ｎｍ形成した。その後、フォトリソを用いて素子電極２，３を基板１上にパターン形成した。素子電極２，３間の距離Ｌ１が２０μｍと１００μｍ、２種類のものをそれぞれ９個ずつ作製した。また、素子電極２，３の幅Ｗ２（図１参照）は５００μｍとした〔図２（ａ）〕。
【０１２４】
（工程−ｂ）
続いて、各基板１の上に、有機パラジウム化合物溶液を回転塗布した後に、加熱焼成処理をした。こうしてＰｄを主元素として含む導電性膜４が形成された。続いて導電性膜４をステッパーを用いたフォトリソでパターニングし、電気的に独立させた複数の導電性膜４を素子電極２と３とをつなぐように形成した〔図２（ｂ）〕。工程−ａで作製した２種類それぞれ９個の素子に対して、独立した導電性膜４の幅Ｗ１が、２００ｎｍ、１μｍ、３μｍ、３．６μｍ、４μｍ、１８μｍ、２０μｍ、６０μｍ、１８０μｍとなるように条件を振り分けた。
【０１２５】
隣り合う導電性膜４の間隔Ｗ４は、幅Ｗ１と同じに設置した。導電性膜４の正味の全幅Ｗ３は１８０μｍに統一した。よってそれぞれの素子の独立した導電性膜４の本数は、１８０／（２×Ｗ１）本である。
【０１２６】
形成された導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、１×１０4Ω／□であり、膜厚は、１０ｎｍとした。
【０１２７】
（工程−ｃ）
続いて、各基板１上に、活性化抑制層として、スパッタ法を用い、Ｗ（タングステン）とＧｅＮ（窒化ゲルマニウム）の混合物層を形成させた。形成された混合物層の膜厚は１０ｎｍ、Ｒｓ（シート抵抗）は、２×１０10Ω／□であった。
【０１２８】
（工程−ｄ）
次に、各基板１を図６の真空装置内に設置し、真空ポンプにて排気した。装置内が１×１０-6Ｐａの真空度に達した後、電源２１を用いて素子電極２，３間に電圧Ｖｆを印加し、フォーミング処理を行い、導電性膜４に間隙５を形成して、導電性膜４ａ，４ｂを形成した〔図２（ｃ）〕。フォーミング処理における電圧波形は図７（ｂ）に示したものを用いた。本例では図７（ｂ）中のＴ１を１ｍｓｅｃ、Ｔ２を１６．７ｍｓｅｃとし、三角波の波高値は０．１Ｖステップで昇圧させることで、フォーミング処理を行った。また、フォーミング処理中は、間欠的に、０．１Ｖの電圧の抵抗測定パルスを素子電極２，３間に印加し、抵抗を測定した。尚、フォーミング処理の終了は、抵抗測定パルスでの測定値が、約１ＭΩ以上になった時とした。
【０１２９】
（工程−ｅ）
続いて、活性化処理を行った。具体的には、トルニトリルを真空装置内に導入した。その後、図８（ａ）に示した波形のパルス電圧を、最大電圧値±２０Ｖ、Ｔ１が１ｍｓｅｃ、Ｔ２が１０ｍｓｅｃの条件で、素子電極２，３間に印加した。活性化処理を開始後、素子電流Ｉｆが緩やかな上昇に入ったことを確認し、電圧の印加を停止し、活性化処理を終了した。その結果、カーボン膜６ａ，６ｂを形成した。
【０１３０】
以上の工程で電子放出素子を形成した。
【０１３１】
（工程−ｆ）
次に、それぞれの電子放出素子に対し、安定化処理を行った。具体的には、真空装置及び電子放出素子をヒーターにより加熱して約２５０℃に維持しながら真空装置内の排気を続けた。２０時間後、ヒーターによる加熱を止め、室温に戻したところ真空装置内の圧力は１×１０-8Ｐａ程度に達した。
【０１３２】
続いて、図６に示した測定装置で、各素子に対し実用的な駆動を行い、放出電流Ｉｅを長時間に渡り測定した。実用的な駆動では、アノード電極２４と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとする。高圧電源２３によりアノード電極２４に５ｋＶの電位を与え、電源２１を用いて各電子放出素子の素子電極２，３の間に、波高値１７Ｖ、パルス幅１００μｓ、周波数６０Ｈｚの矩形パルス電圧を印加した。
【０１３３】
電流計２２により、本実施例の電子放出素子の放出電流Ｉｅを測定し、放出電流Ｉｅのゆらぎ値は、全ての素子において、同じ測定時間間隔で複数回行い、得られた複数データの（標準偏差／平均値×１００（％））を計算することで求めた。以下の表１に各素子の放出電流Ｉｅのゆらぎ値を示す。また、放出電流Ｉｅのゆらぎ値とＷ１／Ｌ１の関係をプロットしたグラフを図１４に示す。
【０１３４】
【表１】
2009277458.tif 000003
【０１３５】
表１、図１４より、Ｗ１／Ｌ１が０．１８以下の場合に、放出電流Ｉｅのゆらぎ値が減少した。
【０１３６】
また、上記放出電流Ｉｅの測定後、それぞれの素子をＳＥＭ（電子顕微鏡）で観察したところ、全ての素子において、隣り合う導電性膜４ａ，４ｂはカーボン膜６ａ，６ｂによる短絡を生じてはいなかった。
【０１３７】
（実施例２）
本実施例では、第１の実施形態で説明した電子放出素子において、導電性膜４のＲＳ（シート抵抗）を変化させた場合の例を示す。本例にかかわる基本的な電子放出素子の構成は、図１と同様である。
【０１３８】
（工程−ａ）
最初に、清浄化した石英基板１を５個用意し、それぞれの基板１上に、スパッタ法を用いてＴｉを厚さ５ｎｍ形成し、その後Ｔｉ上にＰｔを厚さ４０ｎｍ形成した。その後、フォトリソを用いて素子電極２，３を基板１上にパターン形成した。素子電極２，３間の距離Ｌ１が２０μｍのものを５個作製した。また、素子電極２，３の幅Ｗ２（図１参照）は５００μｍとした〔図２（ａ）〕。
【０１３９】
（工程−ｂ）
続いて、各基板１上に、有機パラジウム化合物溶液を回転塗布した後に、加熱焼成処理をした。有機パラジウム化合物の濃度と塗布時の回転数を調整し、膜厚が、１０ｎｍと１００ｎｍとなるように、２枚の基板にそれぞれ施した。形成処理後の導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、膜厚１０ｎｍ、１００ｎｍそれぞれ、１×１０4Ω／□、１×１０3Ω／□であった。
【０１４０】
また、工程−ａを経た他の基板１上に、スパッタ法を用いて、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3：９５重量％、ＳｎＯ2：５重量％）薄膜を、膜厚が２０ｎｍ、１００ｎｍとなるように、２枚の基板にそれぞれ形成した。形成後の導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、膜厚２０ｎｍ、１００ｎｍそれぞれ、１００Ω／□、２５Ω／□であった。
【０１４１】
また、工程−ａを経た残りの基板１上に、電子ビーム蒸着法を用いて、Ａｕ薄膜を、膜厚が１００ｎｍとなるように形成した。形成後の導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、０．８Ω／□であった。
【０１４２】
こうして、Ｒｓ（シート抵抗）が異なる導電性膜４がそれぞれ１基板ずつに形成された。
【０１４３】
続いて導電性膜４をステッパーを用いたフォトリソでパターニングし、電気的に独立させた複数の導電性膜４を素子電極２と３とをつなぐように形成した〔図２（ｂ）〕。上記導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）が異なる５種類それぞれ１個の素子に対して、独立した導電性膜４の幅Ｗ１が、１μｍとなるように形成した（Ｗ１／Ｌ１＝０．０５）。
【０１４４】
隣り合う導電性膜４の間隔Ｗ４は、１μｍとした。導電性膜４の正味の全幅Ｗ３は１００μｍにした。よってそれぞれ独立した導電性膜４の本数は、１００μｍ／（２×１μｍ）＝５０本である。
【０１４５】
続いて、工程−ｂを経た各基板１に実施例１で説明した工程−ｃ乃至工程−ｆと同じ処理を施し、電子放出素子を作製した。
【０１４６】
続いて、図６に示した測定装置で、各素子に対し実用的な駆動を行い、放出電流Ｉｅを長時間に渡り測定した。アノード電極４と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとした。高圧電源２３によりアノード電極２４に５ｋＶの電位を与え、電源２１を用いて各電子放出素子の素子電極２，３の間に、波高値１７Ｖ、パルス幅１００μｓ、周波数６０Ｈｚの矩形パルス電圧を印加した。
【０１４７】
電流計２２により、本実施例の電子放出素子の放出電流Ｉｅを測定し、放出電流Ｉｅのゆらぎ値は、全ての素子において、同じ測定時間間隔で複数回行い、得られた複数データの（標準偏差／平均値×１００（％））を計算することで求めた。以下の表２に各素子の放出電流Ｉｅのゆらぎ値を示す。また、放出電流Ｉｅのゆらぎ値と導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）の関係をプロットしたグラフを図１５に示す。
【０１４８】
【表２】
2009277458.tif 000004
【０１４９】
表１、図１５より、導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）が１００Ω／□以上の場合に、放出電流Ｉｅのゆらぎ値が減少した。
【０１５０】
また、上記放出電流Ｉｅの測定後、それぞれの素子をＳＥＭ（電子顕微鏡）で観察したところ、全ての素子において、隣り合う導電性膜４ａ，４ｂはカーボン膜６ａ，６ｂによる短絡を生じてはいなかった。
【０１５１】
（実施例３）
本実施例では、第２の実施形態で説明した電子放出素子を作製した。本例の電子放出素子の構成は、図３と同様である。
【０１５２】
（工程−ａ）
最初に、清浄化した石英基板１を１８個用意し、それぞれの基板１上に、スパッタ法を用いてＴｉを厚さ５ｎｍ形成し、その後Ｔｉ上にＰｔを厚さ４０ｎｍ形成した。その後、フォトリソを用いて素子電極２，３を基板１上にパターン形成した。素子電極２，３間の距離Ｌ１が４０μｍと１２０μｍ、２種類のものをそれぞれ９個ずつ作製した。また、素子電極２，３の幅Ｗ２は、５００μｍとした。
【０１５３】
（工程−ｂ）
続いて、各基板１上に、有機パラジウム化合物溶液を回転塗布した後に、加熱焼成処理をした。こうしてＰｄを主元素として含む導電性膜４が形成された。続いて導電性膜４をステッパーを用いたフォトリソでパターニングし、複数の開口部を設けた導電性膜４を素子電極２と３とをつなぐように形成した。
【０１５４】
開口部に挟まれた導電性膜４のＸ方向の長さＬ２を、素子電極２，３間の距離Ｌ１が４０μｍの素子は２０μｍに設定し、Ｌ１が１２０μｍの素子は、１００μｍに設定した。
【０１５５】
また、長さＬ２の２種類それぞれ９個の素子に対して、開口部に挟まれた導電性膜４の幅Ｗ１が、２００ｎｍ、１μｍ、３μｍ、３．６μｍ、４μｍ、１８μｍ、２０μｍ、６０μｍ、１８０μｍとなるように条件を振り分けた。
【０１５６】
隣り合う導電性膜４の間隔Ｗ４は、幅Ｗ１と同じに設置した。導電性膜４の正味の全幅Ｗ３は１８０μｍに統一した。よってそれぞれの素子の開口部に挟まれた導電性膜４の本数は、１８０／（２×Ｗ１）本である。
【０１５７】
形成された導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、１×１０4Ω／□であり、膜厚は、１０ｎｍであった。
【０１５８】
続いて、工程−ｂを経た各基板１に実施例１で説明した工程−ｃ乃至工程−ｆと同じ処理を施し、電子放出素子を作製した。
【０１５９】
続いて、図６に示した測定装置で、各素子に対し実用的な駆動を行い、放出電流Ｉｅを長時間に渡り測定した。アノード電極２４と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとした。高圧電源２３によりアノード電極２４に５ｋＶの電位を与え、電源２１を用いて各電子放出素子の素子電極２，３の間に、波高値１７Ｖ、パルス幅１００μｓ、周波数６０Ｈｚの矩形パルス電圧を印加した。
【０１６０】
電流計２２により、本実施例の電子放出素子の放出電流Ｉｅを測定し、放出電流Ｉｅのゆらぎ値は、全ての素子において、同じ測定時間間隔で複数回行い、得られた複数データの（標準偏差／平均値×１００（％））を計算することで求めた。測定結果は、実施例１の結果とほぼ同様であった。
【０１６１】
（実施例４）
本実施例では、第２の実施形態で説明した電子放出素子において、導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）を変化させた場合の例を示す。本例にかかわる基本的な電子放出素子の構成は、図３と同様である。
【０１６２】
（工程−ａ）
最初に、清浄化した石英基板１を５個用意し、それぞれの基板１上に、スパッタ法を用いてＴｉを厚さ５ｎｍ形成し、その後Ｔｉ上にＰｔを厚さ４０ｎｍ形成した。その後、フォトリソを用いて素子電極２，３を基板１上にパターン形成した。素子電極２，３間の距離Ｌ１が４０μｍのものを５個作製した。また、素子電極２，３の幅Ｗ２（図３参照）は５００μｍとした。
【０１６３】
（工程−ｂ）
続いて、工程−ａを経た基板１上に、有機パラジウム化合物溶液を回転塗布した後に、加熱焼成処理をした。有機パラジウム化合物の濃度と塗布時の回転数を調整し、膜厚が、１０ｎｍと１００ｎｍとなるように、２枚の基板にそれぞれ施した。形成処理後の導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、膜厚１０ｎｍ、１００ｎｍそれぞれ、１×１０4Ω／□、１×１０3Ω／□であった。
【０１６４】
また、工程−ａを経た他の基板１上に、スパッタ法を用いて、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3：９５重量％、ＳｎＯ2：５重量％）薄膜を、膜厚が２０ｎｍ、１００ｎｍとなるように、２枚の基板にそれぞれ形成させた。形成後の導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、膜厚２０ｎｍ、１００ｎｍそれぞれ、１００Ω／□、２５Ω／□であった。
【０１６５】
また、工程−ａを経た残りの基板１上に、電子ビーム蒸着法を用いて、Ａｕ薄膜を、膜厚が１００ｎｍとなるように、残り１基板に対して形成させた。形成後の導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、０．８Ω／□であった。
【０１６６】
こうして、Ｒｓ（シート抵抗）が異なる導電性膜４がそれぞれ１基板ずつに形成された。
【０１６７】
続いて導電性膜４をステッパーを用いたフォトリソでパターニングし、図３（ａ）のように複数の開口部を設けた導電性膜４を素子電極２と素子電極３とをつなぐように形成した。
【０１６８】
開口部に挟まれた導電性膜４のＸ方向への長さＬ２を、２０μｍに設定した。
【０１６９】
上記導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）が異なる５種類それぞれ１個の素子に対して、開口部に挟まれた導電性膜４の幅Ｗ１が、１μｍとなるように形成した（Ｗ１／Ｌ２＝０．０５）。隣り合う導電性膜４の間隔Ｗ４は、１μｍとした。導電性膜４の正味の全幅Ｗ３は１００μｍにした。よってそれぞれの素子の開口部に挟まれた導電性膜４の本数は、１００μｍ／（２×１μｍ）＝５０本である。
【０１７０】
続いて、工程−ｂを経た各基板１に実施例１で説明した工程−ｃ乃至工程−ｆと同じ処理を施し、電子放出素子を作製した。
【０１７１】
続いて、図６に示した測定装置で、各素子に対し実用的な駆動を行い、放出電流Ｉｅを長時間に渡り測定した。アノード電極２４と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとした。高圧電源２３によりアノード電極２４に５ｋＶの電位を与え、電源２１を用いて各電子放出素子の素子電極２，３の間に、波高値１７Ｖ、パルス幅１００μｓ、周波数６０Ｈｚの矩形パルス電圧を印加した。
【０１７２】
電流計２２により、本実施例の電子放出素子の放出電流Ｉｅを測定し、放出電流Ｉｅのゆらぎ値は、全ての素子において、同じ測定時間間隔で複数回行い、得られた複数データの（標準偏差／平均値×１００（％））を計算することで求めた。測定結果は、実施例２とほぼ同様であった。
【０１７３】
（実施例５）
本実施例では、第３の実施形態で説明した電子放出素子を図５の工程に従って作製した例を示す。本実施例の電子放出素子の構成は、図４と同様である。
【０１７４】
（工程−ａ）
最初に、清浄化した石英基板１を１８個用意した。そして、それぞれの基板１上に、高熱伝導層１０を形成する材料として、Ｓｉ3Ｎ4を堆積させた。Ｓｉ3Ｎ4はプラズマＣＶＤ法により形成した。同時に熱伝導率測定用の別の基板にも上記各材料を堆積させ、熱伝導率を測定したところ、室温における熱伝導率が、２５Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【０１７５】
その後、活性化促進層１１を形成する材料として、プラズマＣＶＤ法により酸化シリコン（ＳｉＯ2）を全ての基板１上に堆積させた。同時に熱伝導率測定用の基板にもＳｉＯ2を堆積させ、熱伝導率を測定したところ、室温における熱伝導率が、１．４Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【０１７６】
さらに活性化促進層１１の上に、素子電極２を形成する材料として、厚さ５ｎｍのＴｉと厚さ４０ｎｍのＰｔを順次堆積させた。
【０１７７】
その後、フォトレジストのスピンコーティング、マスクパターンの露光及び現像を行い、ドライエッチングで高熱伝導層１０と活性化促進層１１とで構成された積層体と、該積層体上に配置された素子電極３を形成した。
【０１７８】
次に、フォトレジストを剥離した後、再度フォトレジストのスピンコーティング、マスクパターンの露光及び現像を行い、素子電極３のパターンに相当する開口を備えるフォトレジストを形成した。続いて、開口内に厚さ５ｎｍのＴｉと厚さ４０ｎｍのＰｔを順次堆積させた。続いて、フォトレジストのリフトオフを行い、素子電極３を形成した〔図５（ａ）〕。
【０１７９】
素子電極３と２の幅Ｗ２は５００μｍとした。高熱伝導層１０の膜厚は５００ｎｍとした。活性化促進層１１の膜厚は５０ｎｍとした。従って、Ｌ４は５５０ｎｍである。
【０１８０】
素子電極２，３の距離（Ｌ３＋Ｌ４）が、２０μｍと１００μｍの２種類の基板１をそれぞれ９個作製した。
【０１８１】
（工程−ｂ）
続いて、工程−ａを経た各基板１上に、有機パラジウム化合物溶液を回転塗布した後に、加熱焼成処理をした。こうしてＰｄを主元素として含む導電性膜４が形成された。続いて導電性膜４をステッパーを用いたフォトリソでパターニングし、電気的に独立させた複数の導電性膜４を素子電極２と素子電極３とをつなぐように形成した〔図５（ｂ）〕。工程−ａで作製した２種類それぞれ９個の素子に対して、独立した導電性膜４の幅Ｗ１が、２００ｎｍ、１μｍ、３μｍ、３．６μｍ、４μｍ、１８μｍ、２０μｍ、６０μｍ、１８０μｍとなるように条件を振り分けた。
【０１８２】
隣り合う導電性膜４の間隔Ｗ４は、幅Ｗ１と同じに設置した。導電性膜４の正味の全幅Ｗ３は１８０μｍに統一した。よってそれぞれの素子の独立した導電性膜４の本数は、１８０／（２×Ｗ１）本である。
【０１８３】
形成された導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、１×１０4Ω／□であり、膜厚は、１０ｎｍとした。
【０１８４】
後の工程は、実施例１の工程−ｃ乃至工程−ｆと同様の工程を行うことで電子放出素子を形成した。
【０１８５】
続いて、図６に示した測定装置で、各素子に対し実用的な駆動を行い、放出電流Ｉｅを長時間に渡り測定した。アノード電極２４と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとした。高圧電源２３によりアノード電極２４に５ｋＶの電位を与え、電源２１を用いて各電子放出素子の素子電極２，３の間に、波高値１７Ｖ、パルス幅１００μｓ、周波数６０Ｈｚの矩形パルス電圧を印加した。
【０１８６】
電流計２２により、本実施例の電子放出素子の放出電流Ｉｅを測定し、放出電流Ｉｅのゆらぎ値は、全ての素子において、同じ測定時間間隔で複数回行い、得られた複数データの（標準偏差／平均値×１００（％））を計算することで求めた。以下の表３に各素子の放出電流Ｉｅのゆらぎ値を示す。また、放出電流Ｉｅのゆらぎ値とＷ１／（Ｌ３＋Ｌ４）の関係をプロットしたグラフを図１６に示す。
【０１８７】
【表３】
2009277458.tif 000005
【０１８８】
表３、図１６より、Ｗ１／（Ｌ３＋Ｌ４）が０．１８以下の場合に、放出電流Ｉｅのゆらぎ値が減少した。
【０１８９】
また、上記放出電流Ｉｅの測定後、それぞれの素子をＳＥＭ（電子顕微鏡）で観察したところ、全ての素子において、隣り合う導電性膜４ａ，４ｂはカーボン膜６ａ，６ｂによる短絡を生じてはいなかった。
【０１９０】
（実施例６）
本実施例では、第３の実施形態で説明した電子放出素子において、導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）を変化させた場合の例を示す。本例にかかわる基本的な電子放出素子の構成は、図４と同様である。
【０１９１】
（工程−ａ）
実施例５の工程−ａと同様の工程で、図５（ａ）に示した構造の基板１を５枚用意した。素子電極２と３の幅Ｗ２は５００μｍとした。高熱伝導層１１の膜厚は５００ｎｍ、活性化促進層１１の膜厚は５０ｎｍとした。素子電極２，３の距離（Ｌ３＋Ｌ４）は２０μｍとした。
【０１９２】
（工程−ｂ）
続いて、工程−ａを経た基板１上に、有機パラジウム化合物溶液を回転塗布した後に、加熱焼成処理をした。有機パラジウム化合物の濃度と塗布時の回転数を調整し、膜厚が、１０ｎｍと１００ｎｍとなるように、２枚の基板にそれぞれ施した。形成処理後の導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、膜厚１０ｎｍ、１００ｎｍそれぞれ、１×１０4Ω／□、１×１０3Ω／□であった。
【０１９３】
また、工程−ａを経た他の基板１上に、スパッタ法を用いて、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3：９５重量％、ＳｎＯ2：５重量％）薄膜を、膜厚が２０ｎｍ、１００ｎｍとなるように、２種類それぞれ１基板に対して形成させた。形成後の導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、膜厚２０ｎｍ、１００ｎｍそれぞれ、１００Ω／□、２５Ω／□であった。
【０１９４】
また、工程−ａを経た残りの基板１上に、電子ビーム蒸着法を用いて、Ａｕ薄膜を、膜厚が１００ｎｍとなるように、残り１基板に対して形成させた。形成後の導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、０．８Ω／□であった。
【０１９５】
こうして、Ｒｓ（シート抵抗）が異なる導電性膜４がそれぞれ１基板ずつに形成された。
【０１９６】
続いて導電性膜４をステッパーを用いたフォトリソでパターニングし、電気的に独立させた複数の導電性膜４を素子電極２と３とをつなぐように形成した〔図５（ｂ）〕。上記導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）が異なる５種類それぞれ１個の素子に対して、独立した導電性膜４の幅Ｗ１が、１μｍとなるように形成した（Ｗ１／（Ｌ３＋Ｌ４）＝０．０５）。
【０１９７】
隣り合う導電性膜４の間隔Ｗ４は、１μｍとした。導電性膜４の正味の全幅Ｗ３は１００μｍにした。よってそれぞれ独立した導電性膜４の本数は、１００μｍ／（２×１μｍ）＝５０本である。
【０１９８】
続いて、工程−ｂを経た各基板１に実施例１で説明した工程−ｃ乃至工程−ｆと同じ処理を施し、電子放出素子を作製した。
【０１９９】
続いて、図６に示した測定装置で、各素子に対し実用的な駆動を行い、放出電流Ｉｅを長時間に渡り測定した。アノード電極２４と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとした。高圧電源２３によりアノード電極２４に５ｋＶの電位を与え、電源２１を用いて各電子放出素子の素子電極２，３の間に、波高値１７Ｖ、パルス幅１００μｓ、周波数６０Ｈｚの矩形パルス電圧を印加した。
【０２００】
電流計２２により、本例の電子放出素子の放出電流Ｉｅを測定し、放出電流Ｉｅのゆらぎ値は、全ての素子において、同じ測定時間間隔で複数回行い、得られた複数データの（標準偏差／平均値×１００（％））を計算することで求めた。以下の表４に各素子の放出電流Ｉｅのゆらぎ値を示す。また、放出電流Ｉｅのゆらぎ値と導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）の関係をプロットしたグラフを図１７に示す。
【０２０１】
【表４】
2009277458.tif 000006
【０２０２】
表４、図１７より、導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）が１００Ω／□以上の場合に、放出電流Ｉｅのゆらぎ値が減少した。
【０２０３】
また、上記放出電流Ｉｅの測定後、それぞれの素子をＳＥＭ（電子顕微鏡）で観察したところ、全ての素子において、隣り合う導電性膜４ａ，４ｂはカーボン膜６ａ，６ｂによる短絡を生じてはいなかった。
【０２０４】
（実施例７）
本実施例では、上述した実施例１で作製した電子放出素子と同様の製造方法によって形成した電子放出素子を多数基板上にマトリクス状に配列して電子源を形成した。そして、この電子源を用いて図１１に示した画像表示装置を作製した。図１８乃至図１９−ｄに製造工程を示す。
【０２０５】
〈素子電極作製工程〉
先ず、素子電極２，３を、基板３１上に多数形成した（図１８）。具体的には、チタニウムＴｉと白金Ｐｔとの積層膜を４０ｎｍの厚みで基板３１上に成膜した後、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。また、素子電極２と３との間隔Ｌ１を２０μｍとし、幅Ｗ２を２００μｍとした。
【０２０６】
〈Ｙ方向配線形成工程〉
次に、図１９−ａに示すように、銀を主成分とするＹ方向配線３３を、素子電極３に接続するように形成した。このＹ方向配線３３は変調信号が印加される配線として機能する。
【０２０７】
〈絶縁層形成工程〉
次に図１９−ｂに示すように、次の工程で作製するＸ方向配線３２と前述のＹ方向配線３３を絶縁するために、酸化シリコンからなる絶縁層６１を配置した。絶縁層６１は後述するＸ方向配線３２の下であって、且つ、先に形成したＹ方向配線３３を覆うように配置する。Ｘ方向配線３２と素子電極２との電気的接続が可能なように、絶縁層６１の一部にコンタクトホールを開けて形成した。
【０２０８】
〈Ｘ方向配線形成工程〉
図１９−ｃに示すように、銀を主成分とするＸ方向配線３２を、先に形成した絶縁層６１の上に形成した。Ｘ方向配線３２は、絶縁層６１を挟んでＹ方向配線３３と交差しており、絶縁層６１のコンタクトホール部分で素子電極２に接続される。このＸ方向配線３２は走査信号が印加される配線として機能する。このようにしてマトリクス配線を有する基板３１が形成される。
【０２０９】
〈導電性膜形成工程〉
上記マトリクス配線が形成された基板３１上の素子電極２と素子電極３の間にインクジェット法により、導電性膜４を形成した（図１９−ｄ）。本例では、インクジェット法に用いるインクとして、有機パラジウム錯体溶液を用いた。この有機パラジウム錯体溶液を、素子電極２と３とをつなぐように付与した後、この基板３１を空気中にて、加熱焼成処理をして酸化パラジウム（ＰｄＯ）からなる導電性膜４とした。
【０２１０】
その後、上記導電性膜４にＦＩＢを用いて、Ｗ１が１μｍで隣り合う導電性膜４の間隔Ｗ４が１μｍの電気的に独立した５０本の導電性膜４を全ての素子に対し形成させた。
【０２１１】
その後、実施例１と同様にして、各導電性膜４に間隙５を形成し、その後、活性化処理を行った。活性化処理において、各ユニットに印加する電圧の波形などは、実施例１の電子放出素子の作製方法で示した通りである。
【０２１２】
以上の工程で、本実施例の電子源（複数の電子放出素子）が配置された基板３１が形成された。
【０２１３】
次いで、図１１に示したように、上記基板３１の２ｍｍ上方に、ガラス基板４３の内面に蛍光体膜４４とメタルバック４５とが積層されているフェースプレート４６を支持枠４２を介して配置した。
【０２１４】
そして、フェースプレート４６、支持枠４２、基板３１の接合部を、低融点金属であるインジウム（Ｉｎ）を加熱し冷却することによって封着した。また、この封着工程は、真空チャンバー中で行ったため、排気管を用いずに、封着と封止を同時に行った。
【０２１５】
本例では、画像形成部材である蛍光体膜４４は、カラー表示するために、ストライプ形状〔図１２（ａ）〕の蛍光体とした。そして、先ず光吸収部材５１を所望の間隔を置いて形成した。続いて、光吸収部材５１間にスラリー法により各色蛍光体５２を塗布して蛍光体膜４４を作製した。光吸収部材５１としては、通常よく用いられている黒鉛を主成分とする材料を用いた。
【０２１６】
また、蛍光体膜４４の内面側（電子放出素子側）にはアルミニウムからなるメタルバック４５を設けた。メタルバック４５は、蛍光体膜４４の内面側に、Ａｌを真空蒸着することで作製した。
【０２１７】
以上のようにして完成した画像表示装置のＸ方向配線３２及びＹ方向配線３３を通じて、所望の電子放出素子を選択し、１７Ｖのパルス電圧を印加した。そして同時に、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック４５に１０ｋＶの電圧を印加したところ、輝度むらが少なく、輝度の変動も少ない明るい良好な画像を長時間に渡り表示することができた。
【０２１８】
以上説明した実施形態及び実施例は、本発明の一例に過ぎず、上記した各材料、サイズなどについての様々な変形例を本発明は除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０２１９】
【図１】本発明の第１の電子放出素子の構成例を模式的に示す図である。
【図２】図１の電子放出素子の製造工程を示す模式図である。
【図３】本発明の第２の電子放出素子の構成例を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第１の電子放出素子のさらに別の構成例を模式的に示す図である。
【図５】図４の電子放出素子の製造工程を示す模式図である。
【図６】電子放出素子の測定評価機能を備えた真空装置の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の電子放出素子のフォーミング処理時に印加するパルスの一例を示す模式図である。
【図８】本発明の電子放出素子の活性化処理時に印加するパルスの一例を示す模式図である。
【図９】本発明の電子放出素子の電子放出特性を示す模式図である。
【図１０】本発明の電子放出素子を複数個マトリクス配置した構成を模式的に示す平面図である。
【図１１】本発明の電子放出素子を用いた表示パネルの構成を示す模式図である。
【図１２】本発明の画像表示装置に用いられる蛍光体膜の模式図である。
【図１３】本発明の画像表示の応用例であるテレビジョン装置のブロック図である。
【図１４】本発明の実施例１における放出電流のゆらぎとＷｌ／Ｌ１の関係を示す図である。
【図１５】本発明の実施例２における放出電流のゆらぎと導電性膜のシート抵抗との関係を示す図である。
【図１６】本発明の実施例５における放出電流のゆらぎとＷｌ／（Ｌ３＋Ｌ４）関係を示す図である。
【図１７】本発明の実施例６における放出電流のゆらぎと導電性膜のシート抵抗との関係を示す図である。
【図１８】本発明の実施例７の電子源の製造工程を示す平面模式図である。
【図１９−ａ】本発明の実施例７の電子源の製造工程を示す平面模式図である。
【図１９−ｂ】本発明の実施例７の電子源の製造工程を示す平面模式図である。
【図１９−ｃ】本発明の実施例７の電子源の製造工程を示す平面模式図である。
【図１９−ｄ】本発明の実施例７の電子源の製造工程を示す平面模式図である。
【図２０】従来の電子放出素子の一例を示す模式図である。
【図２１】図２０の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】
【０２２０】
１  絶縁性基板
２，３  素子電極
４ａ，４ｂ  導電性膜
５  第１の間隙
６ａ，６ｂ  カーボン膜
７  第２の間隙
【図１】
2009277458.tif 000007
【図２】
2009277458.tif 000008
【図３】
2009277458.tif 000009
【図４】
2009277458.tif 000010
【図５】
2009277458.tif 000011
【図６】
2009277458.tif 000012
【図７】
2009277458.tif 000013
【図８】
2009277458.tif 000014
【図９】
2009277458.tif 000015
【図１０】
2009277458.tif 000016
【図１１】
2009277458.tif 000017
【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−ａ】
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【図１９−ｂ】
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【図１９−ｃ】
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【図１９−ｄ】
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【図２０】
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【図２１】
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