JP2000251637A

JP2000251637A - 電子放出素子及びそれを用いた画像表示装置

Info

Publication number: JP2000251637A
Application number: JP4921999A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Takeda; 俊彦武田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】素子駆動による特性劣化のない電子放出素子
を提供することを課題とする。また、長寿命、高信頼
性、高輝度で高品位な画像が得られる画像表示装置を提
供することを課題とする。【解決手段】基体１と、基体表面上に配置した相対向
する一対の電極２，３と、一対の電極間に導電性薄膜４
及び炭素を含有する膜７を有し、導電性薄膜が電極間で
間隙６を有して対向しており、間隙６を境にして、一方
の導電性薄膜が一対の電極の一方の電極と電気的に接続
され、他方の導電性薄膜が一対の電極の他方の電極と電
気的に接続され、炭素を含有する膜７が少なくとも導電
性薄膜４上に配置され、炭素を含有する膜は、４５０℃
以上の耐熱性を有し、且つ加熱処理後の膜厚減少が５パ
ーセント未満である構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子放出素子としては、大別
して熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた２種
類のものが知られている。冷陰極電子放出素子には電界
放出型（以下、「ＦＥ型」という。）、金属／絶縁層／
金属型（以下、「ＭＩＭ型」という。）や表面伝導型電
子放出素子等がある。

【０００３】ＦＥ型の例としてはＷ．Ｐ．Ｄｙｋｅ＆
Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈ
ｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓ
ｐｉｎｄｔ，”ＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄｅｍｉｓ
ｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄ
ｅｎｉｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，４７，５２４８（１９７６）等に開示されたもの
が知られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ、”ＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＴｕｎｎｅｌ−Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｐ
ｈｙｓ．３２，６４６（１９６１）等に開示されたもの
が知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ、ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．、１０，１２９０，（１９６
５）等に開示されたものがある。

【０００６】表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成
された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことに
より、電子放出が生ずる現象を利用するものである。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等
によるＳｎＯ₂薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの
〔Ｇ．Ｄｉｔｍｍｅｒ，ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌ
ｍｓ，９，３１７（１９７２）〕Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄
膜によるもの〔Ｍ．ＨａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．
Ｇ．Ｆｏｎｓｔｅｄ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣ
ｏｎｆ．，５１９（１９７５）〕，カーボン薄膜による
もの〔荒木久他：真空、第２６巻、第１号、２２頁（１
９８３）〕等が報告されている。

【０００７】本出願人は、表面伝導型電子放出素子とそ
の応用に関し、多数の提案を行っている。その構成、製
造方法などは、例えば特開平７−２３５２５５号公報、
特開平８−１７１８４９号公報などに開示されている。
以下ではその要点を簡単に説明する。

【０００８】上記の表面伝導型電子放出素子は、図１
（ａ），（ｂ）に模式的に示すように、基体１上に対向
する一対の素子電極２，３と、該素子電極に接続されそ
の一部に電子放出部５を有する導電性膜４とを有してな
る。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図である。
電子放出部５は、上記導電性薄膜の一部が、破壊・変形
ないし変質され、間隙が形成された部分であり、間隙内
部及びその近傍の導電性薄膜４上及び相対向する電極
２、３上には、活性化と呼ばれる工程により、炭素及び
／または炭素化合物を主成分とする堆積物が形成されて
いる（不図示）。これにより放出される電子の量が大幅
に増大する。

【０００９】上記導電性膜４は、後述する通電による処
理（フォーミング工程）で間隙部を好ましい状態に形成
するために、導電性微粒子により構成される。また、前
述の炭素化合物を主成分とする堆積物を形成するための
原料は、真空ポンプから真空中に拡散する油が利用され
る場合や、炭化水素系の化合物を含有する有機物を真空
中に積極的に導入する方法がある。その一例としては、
真空中に前記電極と導電性薄膜からなる電子放出素子を
置き、フォーミングと呼ばれる通電処理を行って導電性
薄膜中に間隙部を形成したうえで、気化したアセトンを
ガスとして所望の圧力まで導入し、前記電極間に適当な
電圧を印加する方法が挙げられる。

【００１０】上記手法を用いると、前記間隙部及び導電
性薄膜上に炭素を主成分とする堆積物を形成することが
できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】表面伝導型電子放出素
子については、適用した画像表示装置が明るい表示画像
を長期にわたり安定して提供できるよう、更に安定で長
寿命な電子放出特性が要望されている。安定的に制御し
得る電子放出特性と長寿命化がなされれば、例えば蛍光
体を画像形成部材とする画像表示装置においては、明る
い高品位な画像表示装置、例えばフラットテレビの実現
が期待される。

【００１２】しかし、前述したエリンソン等によるＳｎ
Ｏ₂薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの〔Ｇ．Ｄｉ
ｔｍｍｅｒ，ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ，９，
３１７（１９７２）〕、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜による
もの〔Ｍ．ＨａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓ
ｔｅｄ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎｆ．，５
１９（１９７５）〕、カーボン薄膜によるもの〔荒木久
他：真空、第２６巻、第１号、２２頁（１９８３）〕等
は電子放出素子の駆動時における不安定性、例えば放出
される電流値の時間的変動、揺らぎが大きく、画像表示
装置に応用した場合には表示画像のむら、輝度変動等の
点で問題となり満足しうる画像表示装置を実現すること
は困難であった。

【００１３】また、従来の表面伝導型電子放出素子で
は、上述した短時間の電流変動とともに、長期にわたる
素子特性の変化、具体的には電子放出素子の経時劣化が
大きいという欠点があり、画像表示装置としての寿命を
十分保証できなかった。そのため、構造が簡単であり、
且つ微細な素子を形成可能であるという、面状配置に適
した素子の利点を生かした画像表示装置等への応用、実
用化を妨げていた。

【００１４】一方、アセトンを原料として、通電処理を
行って炭素膜を形成した表面伝導型電子放出素子の場合
には、上記従来の電子放出素子に比べ短期、長期にわた
る電流変動の少ない素子が得られるが、画像表示装置に
求められる数万時間の寿命を保証することは困難であ
る。

【００１５】実際に、アセトン雰囲気中で通電処理を行
って炭素膜を形成した表面伝導型電子放出素子の寿命評
価を行った時の放出電流の時間変化の模式図を図１０に
示す。同図における駆動条件は、パルス幅１００マイク
ロ秒、パルス間隔１６．６ミリ秒、素子印加電圧１５ボ
ルトである。

【００１６】上記条件下で素子駆動を行ったとき、素子
駆動初期の放出電流値を１とすると、１００００分後に
は放出電流はゼロとなる。画像表示装置への応用を考え
た場合、初期値の二分の一になるまでの時間を寿命と定
義すると、上記素子の寿命は１００分程度であり画像表
示装置に必要な条件を満たすことはできないことが分か
る。

【００１７】よって、本発明は、素子駆動による特性劣
化のない電子放出素子を提供することを課題とする。ま
た、本発明は、長寿命、高信頼性、高輝度で高品位な画
像が得られる画像表示装置を提供することを課題とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の手段にお
ける電子放出素子は、基体と、該基体表面上に配置した
相対向する一対の電極と、該一対の電極間に導電性薄膜
及び炭素を含有する膜を有し、該導電性薄膜が前記電極
間で間隙を有して対向しており、該間隙を境にして、一
方の導電性薄膜が前記一対の電極の一方の電極と電気的
に接続され、他方の導電性薄膜が前記一対の電極の他方
の電極と電気的に接続され、前記炭素を含有する膜が少
なくとも前記導電性薄膜上に配置され、該炭素を含有す
る膜は、４５０℃以上の耐熱性を有し、且つ加熱処理後
の膜厚減少が５パーセント未満である構成とした。

【００１９】本発明の第２の手段では、第１の手段にお
ける炭素を含有する膜として、真空雰囲気中で４５０℃
の加熱処理後の膜厚減少が５パーセント未満である膜を
採用することもできる。

【００２０】本発明の第３の手段では、第１の手段にお
ける炭素を含有する膜として、不活性ガス雰囲気中で４
５０℃の加熱処理後の膜厚減少が５パーセント未満であ
る膜を採用することもできる。

【００２１】本発明の第４の手段では、前記第１〜第３
の手段における炭素を含有する膜について、導電性薄膜
上及びその間隙内の前記基体表面上に配置した構成を採
用することもできる。

【００２２】本発明の第５の手段では、前記第１〜第３
の手段における炭素を含有する膜について、前記導電性
薄膜上及びその間隙内の前記基体表面上及び前記相対向
する一対の電極上に配置した構成を採用することもでき
る。

【００２３】本発明の第６の手段における画像表示装置
は、前記第１の手段から第５の手段の何れかに記載の電
子放出素子を基体上に複数配列した電子放出部材と、該
電子放出部材から放出された電子の照射を受けて発光す
る画像形成部材とを含む構成とした。以下に、本発明を
さらに詳述する。

【００２４】既に述べたように、従来の表面伝導型と称
されるＳｎＯ₂薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるも
の、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるものの電子放出素子
は、素子駆動時の真空雰囲気中に残留するガス分子の吸
着、あるいは駆動による電界脱離によって素子の電子放
出部表面の状態が変化するため放出電流は極めて不安定
であった。この要因として、電子放出点を構成する材料
のガス吸着による仕事関数変化が考えられ、上記材料の
清浄表面とガス吸着した表面との仕事関数の違いが電流
変動として観測されるものである。吸着、脱離のくりか
えしは短時間での電流変動として現れるとともに、吸着
のみが進行する場合には長時間での電流変化、具体的に
は放出電流の減少として観測され、これは電子放出素子
の劣化を意味することになる。

【００２５】従って、前記材料を用いた従来型の表面伝
導型電子放出素子は揺らぎが大きく、且つ寿命が短いと
いう欠点によって実用には至らなかった。一方、こうし
たガスの吸着、脱離の影響を受けにくいとされているカ
ーボン材料を用いた表面伝導型電子放出素子の場合に
は、短時間での電流変動という点では上記材料の欠点を
補った素子を得られると考えられるが、本発明者らが鋭
意検討を行った結果では、素子部を構成するカーボンの
質によって長時間での電流変動や寿命に大きく変化が現
れ、概して、質の低いカーボンとなった場合には素子寿
命が著しく短くなることを見出した。

【００２６】質の低いカーボン、例えばアモルファスカ
ーボンの素子を形成した場合、素子駆動するにしたがっ
て放出電流の減少が見られ、画像表示装置に応用した場
合に必要とされる素子寿命〜1万時間を達成することは
極めて困難であることが分かっている。

【００２７】この劣化が何に起因するかを検討したとこ
ろ、電子放出部を構成するカーボンが素子劣化するに従
って消失してゆくことが明らかになっており、素子駆動
時の強電界と電流が流れることによる放出部の発熱によ
って質の低いカーボンが焼失あるいは昇華してカーボン
膜そのものが減少し、電子を放出する強電界部分のカー
ボン膜間距離が広がってしまい、電界強度が低下するこ
とで電流が減少してゆくものと考えられる。

【００２８】そこで、本発明では電子放出部を形成する
カーボン膜を耐熱性の高い材料とすることで長時間にわ
たる素子劣化を抑制した表面伝導型素子を得ている。具
体的には、素子の放出部に存在するカーボンを、真空中
あるいは１気圧の不活性ガス雰囲気中で４５０℃、ある
いは不活性ガス中で３５０℃の加熱処理を行っても、カ
ーボン膜厚あるいは体積が減少しない膜質のカーボン膜
を用いることで寿命の改善をはかっている。

【００２９】上記のような耐熱性の高いカーボン膜の形
成方法としては、本発明では後述する活性化工程におい
て、トルニトリルあるいはベンゾニトリルの希薄ガス雰
囲気中で素子に電圧を印加し、雰囲気ガスを分解させて
カーボン膜を生成させるという手法を用いている。

【００３０】こうして生成されるカーボン膜は、間隙を
有する導電性薄膜上、導電性薄膜の間隙間の基体表面
上、及び相対向する一対の電極上に堆積し、その膜厚は
５ナノメートルから100ナノメートルとしている。

【００３１】上記トルニトリルまたはベンゾニトリルの
希薄ガス雰囲気中で形成される素子上のカーボン膜は、
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２００Å程度で結晶構造がやや乱れ
たもの、ＧＣは結晶粒が２０Å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）であると
本発明者は確認している。

【００３２】また、こうして得られた素子上に形成され
たカーボン膜は真空雰囲気下で加熱、焼成を行うとそれ
ぞれ４５０℃、３５０℃までは何ら形態変化は見られ
ず、素子自体の電子放出特性にも変化が見られない。さ
らには、本発明の素子を長時間、一定の印加電圧で駆動
しても素子を流れる電流及び放出電流には目立った減少
はなく、画像表示装置に応用した場合の駆動デューティ
ーでは1万時間以上の素子寿命を達成できることを確認
している。

【００３３】さらには、後述する活性化と称する、トリ
ニトリル、ベンゾニトリル雰囲気下での通電処理時の電
圧波形を高デューティー比とすることでより耐熱性の高
い炭素膜を得ることができる。

【００３４】具体的には、活性化時の波形において、パ
ルス幅／パルス間隔の比が大きくなるほど耐熱性が上が
り、素子の駆動時の劣化が小さくなることを本発明者ら
は見い出している。活性化工程における駆動デューティ
ー比が大きいほど望ましい炭素膜が形成され、より具体
的には１／１０から１／２のデューティー比が適当であ
る。

【００３５】活性化時の駆動デューティー比１／５、ト
リニトリル雰囲気下で炭素膜を形成した電子放出素子の
寿命評価の結果を図１０に示す。トリニトリル雰囲気下
で高デューティー比活性化を行った電子放出素子はアセ
トン活性化を行った素子に比べはるかに長寿命であるこ
とを確認している。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の電子放出素子について説明する。図２（ａ）、（ｂ）
は本発明の電子放出素子を模式的に現した平面図と断面
図である。基板１上に一対の素子電極２，３が対向して
配置されており、後述するフォーミング工程等により導
電性薄膜４の一部に形成された間隙６が形成されてお
り、導電性薄膜４は基板１表面に対して横方向に対向し
ている。そして、導電性薄膜４が素子電極２，３の表面
を覆うことで、一対の電極と導電性薄膜とが電気的に接
続されている。

【００３７】さらに、後述する活性化工程により、間隙
６内の基板１上およびその近傍の導電性薄膜４上、さら
には対向する電極上に、堆積物である、炭素を有する膜
７が形成されている。尚、本発明に於いては、堆積物
と、炭素を有する膜は同一のものを指す。

【００３８】次に本発明の実施態様の製造方法におい
て、素子電極、導電性膜を形成する工程、フォーミング
工程を、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて、簡単に説明す
る。１）基板１を洗剤、純粋および有機溶剤等を用いて十分
に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等により素子電極材
料を堆積後、例えばフォトリソグラフィー技術を用いて
基板１上に素子電極２，３を形成する（図３ａ）。

【００３９】２）素子電極２、３を設けた基板１に、有
機金属化合物の溶液を塗布して、有機金属化合物薄膜を
形成する。有機金属化合物薄膜を加熱焼成処理し、リフ
トオフ、エッチング等によりパターニングし、導電性薄
膜４を形成する（図３ｂ）。

【００４０】ここでは、有機金属溶液の塗布法を挙げて
説明したが、導電性薄膜４の形成方法はこれに限られる
ものでなく、真空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積
法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法等を用
いることもできる。また、上記の有機金属化合物の溶液
をインクジェット装置により所望の位置に液滴として付
与する方法を用いることもでき、この場合はリフトオフ
やエッチングによるパターニング工程は不要となる。

【００４１】３）つづいて、フォーミング工程を施す。
このフォーミング工程の方法の一例として通電処理によ
る方法を説明する。導電性薄膜を形成した上記電子放出
素子を、真空装置内に設置し、内部を例えば１×１０^-5
Ｔｏｒｒ程度の圧力となるように排気し、素子電極２，
３間に、不図示の電源を用いて、通電を行うと、導電性
薄膜４に、間隙６が形成される（図３Ｃ）。

【００４２】電圧波形は、パルス波形が好ましい。これ
にはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加
する図４ａに示した手法と、パルス波高値を増加させな
がら電圧パルスを印加する図４ｂに示した手法がある。

【００４３】図４（ａ）におけるＴ１及びＴ２は電圧波
形のパルス幅とパルス間隔である。通常Ｔ１は１μｓｅ
ｃ．〜１０ｍｓｅｃ．、Ｔ２は、１０μｓｅｃ．〜数１
００ｍｓｅｃ．の範囲で設定される。三角波の波高値
は、表面伝導型電子放出素子形態に応じて適宜選択され
る。このような条件のもと、例えば、数秒から数十分間
電圧を印加する。パルス波形は三角波に定されるもので
はなく、矩形波など所望の波形を採用することができ
る。

【００４４】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。三角波
の波高値は、例えば０．１Ｖステップ程度づつ、適当な
レートで増加させることができる。

【００４５】通電フォーミング処理の終了は、上記のフ
ォーミング用のパルス電圧の間に、導電性薄膜４を局所
的に破壊、変形しない程度のパルス電圧を挿入し、その
時の電流を測定して抵抗値を検知することにより決定す
ることができる。例えば０．１Ｖ程度の電圧印加により
流れる素子電流を測定し、抵抗値を求めて、１ＭΩ以上
の抵抗を示した時、通電フォーミングを終了させる。

【００４６】なお、フォーミング工程の方法としては、
上記の方法以外でも、間隙６が適切に形成される方法で
あれば採用することができる。４）次いで活性化工程を行う。本発明の活性化工程は、
有機物質のガスを含有する雰囲気下で、上記一対の素子
電極間にパルス電圧を繰り返し印加して、間隙６内の基
板上及びその周囲に炭素を有する膜７を堆積させる工程
である。この工程により素子に流れる電流である素子電
流Ｉｆは著しく変化し、また、電子放出電流Ｉｅも増大
する。活性化工程の終了判定は、素子電流Ｉｆを測定し
ながら、適宜行う。なおパルス幅、パルス間隔、パルス
波高値などは適宜設定される。

【００４７】ここで本発明の活性化工程においては、用
いられる有機物質のガスを含有する雰囲気として、蒸気
圧があまり高くなく、かつ重合しやすい有機物質のガス
を含有する雰囲気が好ましい。この条件を満たすものと
しては具体的には、気化したトルニトリを含有する雰囲
気が挙げられるが、間隙６内及びその周囲の堆積物であ
る炭素を有する膜７の形成に不都合がなければ、特別に
制限されるものではない。

【００４８】またこの雰囲気は、例えばイオンポンプな
どにより一旦十分に排気した真空中に適当な有機物質の
ガスを導入することなどによって得られる。さらにこの
ときの好ましい有機物質のガス圧は、前述の応用の形
態、真空容器の形状や、有機物質の種類などにより異な
るため場合に応じ適宜設定される。

【００４９】またここで堆積物である炭素を有する膜７
を構成する炭素とは、例えばグラファイト（いわゆるＨ
ＯＰＧ，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２００Å程度
で結晶構造がやや乱れたもの、ＧＣは結晶粒が２０Å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）であり、その膜厚としては、５〜１００ｎ
ｍの範囲とするのが好ましい。

【００５０】５）以上のような工程を経て得られた電子
放出素子は、安定化工程を行うことが好ましい。この工
程は、電子放出素子に吸着している余分な有機物質分子
などを除去する工程である。上記電子放出素子を真空容
器内に設置し、容器内を排気する。これに用いる真空排
気装置は、装置から発生するオイルが真空容器内に拡散
しないよう、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とイオンポンプ
を組み合わせた真空排気装置等が望ましい。

【００５１】真空容器内の有機成分の分圧は、炭素及び
炭素化合物が素子上にほぼ新たに堆積しない分圧で１×
１０^-8Ｔｏｒｒ以下が好ましく、さらには１×１０^-10
Ｔｏｒｒ以下が特に好ましい。さらに真空容器内を排気
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余分な有機物質分子を排気
しやすくするのが好ましい。真空容器内の圧力は極力低
くすることが必要で、１×１０^-7Ｔｏｒｒ以下が好まし
く、さらに１×１０^-8Ｔｏｒｒ以下が特に好ましい。

【００５２】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
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く、有機物質が十分に除
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できる。

【００５３】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。

【００５４】上述した工程を経て得られた本発明を適用
可能な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。図５は、真空処理装置の一例を示
す摸式図であり、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、５５は真
空容器であり、５６は排気ポンプである。真空容器５５
内には電子放出素子が配されている。また、１は電子放
出素子を構成する基体（基板）であり、２及び３は素子
電極、４は導電性薄膜、５は前記間隙及びその近傍の領
域である電子放出部である。

【００５５】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は素子電極２，３間の導電性薄
膜４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、５
４は電子放出部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は素子の電子放出
による放出電流Ｉｅを測定するための電流計である。

【００５６】一例として、アノード電極の電圧を１ｋＶ
〜１０ｋＶの範囲とし、アノード電極と電子放出素子と
の距離Ｈを２ｍｍ〜８ｍｍの範囲として測定を行うこと
ができる。

【００５７】真空容器５５内に、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
雰囲気での測定評価を行えるようになっている。電源５
１が十分な電力を供給できるものであればこの装置によ
り上記フォーミング工程を行うことができるのは言うま
でもない。

【００５８】また、真空処理装置の全体を、ヒーターに
より加熱できるようにすれば、上記の安定化工程に使用
することもできる。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。同図におい
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・横軸ともリ
ニアスケールである。

【００５９】図６からも明らかなように、本発明を適用
可能な表面伝導型電子放出素子は、放出電流Ｉｅに関し
て対する三つの特徴的性質を有する。（ｉ）本素子はある電圧（しきい値電圧と呼ぶ、図６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。

【００６０】（ｉｉ）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。（ｉｉｉ）アノード電極５４に捕捉される放出電子の量
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に捕捉される電子の量は、素子電圧Ｖ
ｆを印加する時間により制御できる。

【００６１】以上の説明より理解されるように、本発明
を適用可能な表面伝導型電子放出素子は、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。

【００６２】上記の特性を利用して、上記電子放出素子
を基体上に複数配置した電子源を作成することが可能で
ある。また電子放出素子の配列については、種々のもの
が採用できる。一例として、並列に配置した多数の電子
放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を多
数個配し（行方向と呼ぶ）、この配線と直交する方向
（列方向と呼ぶ）で、該電子放出素子の上方に配した制
御電極（グリッドとも呼ぶ）により、電子放出素子から
の電子を制御駆動するいわゆる、はしご型配置のものが
ある。

【００６３】これとは別に、電子放出素子をＸ方向及び
Ｙ方向に行列状に複数個配置し、同じ行に配置された複
数の電子放出素子の電極の一方を、Ｘ方向の配線に共通
に接続し、同じ列に配置された複数の電子放出素子の電
極の他方を、Ｙ方向の配線に共通に接続するものが挙げ
られる。このようなものはいわゆる単純マトリクス配置
である。まず単純マトリクス配置について説明する。

【００６４】表面伝導型電子放出素子については、前述
したとおり（ｉ）ないし（ｉｉｉ）の特性がある。即
ち、表面伝導型電子放出素子からの放出電子は、しきい
値電圧以上では、対向する素子電極間に印加するパルス
状電圧の波高値と幅で制御できる。一方、しきい値電圧
以下では、殆ど放出されない。この特性によれば、多数
の電子放出素子を配置した場合においても、個々の素子
に、パルス状電圧を適宜印加すれば、入力信号に応じ
て、表面伝導型電子放出素子を選択して電子放出量を制
御できる。

【００６５】以下この原理に基ずき、本発明を適用可能
な電子放出素子を複数配して得られる電子源基板につい
て、図７を用いて説明する。同図において、７１は電子
源基板、７２はＸ方向配線、７３はＹ方向配線である。
７４は表面伝導型電子放出素子、７５は結線である。

【００６６】ｍ本のＸ方向配線７２は、Ｄｘ１，Ｄｘ
２，……，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、巾は、適宜設計され
る。Ｙ方向配線７３は、Ｄｙ１，Ｄｙ２，……，Ｄｙｎ
のｎ本の配線よりなり、Ｘ方向配線７２と同様に形成さ
れる。これらｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線
７３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。

【００６７】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７２を形成した基板７１の
全面或は一部に所望の形状で形成され、特にＸ方向配線
７２とＹ方向配線７３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
７２とＹ方向配線７３は、それぞれ外部端子として引き
出されている。

【００６８】表面伝導型放出素子７４を構成する一対の
電極（不図示）は、ｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方
向配線７３と導電性金属等からなる結線７５によって電
気的に接続されている。

【００６９】配線７２と配線７３を構成する材料、結線
７５を構成する材料及び一対の素子電極を構成する材料
は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、またそれぞれ異なってもよい。これら材料は、例え
ば前述の素子電極の材料より適宜選択される。素子電極
を構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子
電極に接続した配線は素子電極ということもできる。

【００７０】Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に配列した表
面伝導型放出素子７４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接続される。一
方、Ｙ方向配線７３には、Ｙ方向に配列した表面伝導型
放出素子７４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。各電子放出
素子に印加される駆動電圧は、当該素子に印加される走
査信号と変調信号の差電圧として供給される。

【００７１】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。上述した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について、図８と図９を
用いて説明する。図８は、画像表示装置の表示パネルの
一例を示す摸式図であり、図９は、図８の画像表示装置
に使用される蛍光膜の摸式図である。

【００７２】図８において、８１は表面伝導型電子放出
素子を複数配した電子源の基板、８０１は基板８１を固
定したリアプレート、８６はガラス基板８３の内面に蛍
光膜８４とメタルバック８５等が形成されたフェースプ
レートである。８２は支持枠であり、該支持枠８２に
は、リアプレート８０１、フェースプレート８６が低融
点のフリットガラスなどを用いて接合される。８０４
は、電子放出素子である。８０２、８０３は、表面伝導
型電子放出素子の一対の素子電極と接続されたＸ方向配
線及びＹ方向配線である。

【００７３】外囲器（真空容器）８７は、上述の如く、
フェースプレート８６、支持枠８２、リアプレート８０
１で構成される。リアプレート８０１は主に基板８１の
強度を補強する目的で設けられるため、基板８１自体で
十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート８０１は不
要とすることができる。即ち、基板８１に直接支持枠８
２を封着し、フェースプレート８６、支持枠８２及び基
板８１で外囲器８７を構成しても良い。

【００７４】一方、フェースプレート８６、リアプレー
ト８０１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もつ
外囲器８７を構成することもできる。

【００７５】図９は、蛍光膜を示す摸式図である。蛍光
膜９０は、モノクロームの場合は蛍光体９２のみから構
成することができる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体
の配列によりブラックストライプあるいはブラックマト
リクスなどと呼ばれる黒色導電材９１と蛍光体９２とか
ら構成することができる。

【００７６】ブラックストライプ、ブラックマトリクス
を設ける目的は、カラー表示の場合、必要となる三原色
蛍光体の各蛍光体９２間の塗り分け部を黒くすることで
混色等を目立たなくすることと、蛍光膜９０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。ブラックストライプの材料としては、通常用いられ
ている黒鉛を主成分とする材料の他、導電性があり、光
の透過及び反射が少ない材料を用いることができる。

【００７７】ガラス基板に蛍光体を塗布する方法は、モ
ノクローム、カラーによらず、沈殿法、印刷法等が採用
できる。蛍光膜９０の内面側には、通常メタルバックが
設けられる。メタルバックを設ける目的は、蛍光体９２
の発光のうち内面側への光をフェースプレート側へ鏡面
反射させることにより輝度を向上させること、電子ビー
ム加速電圧を印加するための電極として作用させるこ
と、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダメージ
から蛍光体を保護すること等である。

【００７８】メタルバックは、蛍光膜作製後、蛍光膜９
０の内面側表面の平滑化処理（通常、「フィルミング」
と呼ばれる。）を行い、その後Ａｌを真空蒸着等を用い
て堆積させることで作製できる。

【００７９】前述の封着を行う際には、カラーの場合は
各色蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、
十分な位置合わせを行う。

【００８０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を用いて説明
する。「実施例１」本発明を用いて作製した電子放出素子は、
図２ａ，ｂに模式的に示される構成を有する。以下に本
実施例で作製した電子放出素子の製造工程を図３を用い
て説明する。

【００８１】（工程−ａ）基板１として石英を用い、こ
れを洗剤、純水及び有機溶剤により洗浄した後、フォト
レジストＲＤ−２０００Ｎ（日立化成（株）製）をスピ
ンナーにより塗布（２５００ｒｐｍ、４０秒）し、８０
℃２５分間のプリベークを行った。

【００８２】次いで、素子電極のパターンに対応するマ
スクを用いて、密着露光し、現像液を用いて現像、１２
０℃，２０分間のポストベークを行って、レジストマス
クを形成した。

【００８３】次いでＮｉを真空蒸着法より成膜した。成
膜レートは０．３ｍｍ／ｓｅｃ．で膜圧を１０ｎｍとし
た。次いで、上記基板をアセトンに浸してレジストマス
クを溶解し、リフトオフによりＮｉの素子電極２，３を
形成した。電極間隙Ｈは２μｍ、電極長Ｗは５００μｍ
である。（図３ａ）（工程−ｂ）電極が形成された基板を温水洗浄、乾燥を
行った後に、パラジウム金属の有機錯体を含有する溶液
をインクジェット法によって電極ギャップ上に所望の量
を配置し、３５０℃で３０分間の大気中焼成を行い導電
性薄膜４を形成した。（図３ｂ）（工程−ｃ）次いで、上記の素子を図５に模式的に示し
た真空装置内に設置し、排気装置により真空チャンバー
内を排気し、圧力が１×１０-5Ｔｏｒｒ以下となってか
ら素子電極２，３の間に図４ｂに示すような、波高値の
漸増する三角波パルスを印加した。パルス幅Ｔ１は１ｍ
ｓｅｃ．、パルス間隔Ｔ２は１０ｍｓｅｃ．とした。波
高値が約５．０Ｖと成ったところで、フォーミングが完
了し、導電性薄膜４中に間隙６が形成された。（図３
ｃ）（工程−ｄ）次いで、排気装置により真空チャンバー５
５内を更に排気し、圧力が１×１０^-7Ｔｏｒｒ以下とな
ってから、トルニトリルガスを導入し、圧力を１×１０
^-6Ｔｏｒｒとした。次に、素子電極間に波高値を漸増さ
せながら極性を反転させる矩形波パルスを繰り返し印加
した。

【００８４】ここでパルス幅Ｔ３は１ｍｓｅｃ．、パル
ス間隔Ｔ４は１０ｍｓｅｃ．とし、波高値を１０Ｖから
１５Ｖまで３５分間かけて漸増させた。その後に、素子
電極間に波高値１５Ｖ、パルス幅は１ｍｓｅｃ、パルス
間隔は１０ｍｓｅｃで極性を反転させる矩形波パルスを
３０分間繰り返し印加し、素子の活性化を行った。

【００８５】（工程−ｅ）次いで、排気装置により真空
チャンバー内を排気しながら、素子を２５０℃に加熱
し、素子上に吸着した不要な有機成分を除去し、真空チ
ャンバー内を１×１０^-8Ｔｏｒｒの圧力まで排気した。

【００８６】次いで素子を室温に戻した後、アノード電
極５４に８ｋＶの電圧を印加し、素子電極間に波高値一
定の矩形波パルスの電圧を印加して特性の測定を行っ
た。なお、アノード電極と素子の間隔Ｈは４ｍｍにセッ
トした。

【００８７】本実施例の素子を前記条件で一定の時間駆
動したところ、素子電流ＩｆおよびＩｅはほとんど減少
しなかった。また、さらに高いデューティーで素子を駆
動し、寿命の加速試験を行ったが、実時間換算で1万時
間以上の間特に目立った劣化もなく駆動できることを確
認した。

【００８８】また、同一条件で作製、活性化工程を終了
した素子を、１×１０^-9Ｔｏｏｒの真空雰囲気中で４５
０℃、１時間の加熱処理を行った後の炭素膜の形態を観
察した結果、炭素膜の膜厚、形態ともに変化は見られ
ず、前記条件で活性化を行った素子に形成される炭素膜
の耐熱性が確認された。

【００８９】また、耐熱性の高い炭素膜を詳細に分析し
た結果、導電性薄膜の間隙内のみならず、その周囲の導
電性薄膜上にも炭素を有する膜が１０ｎｍ程度以上の厚
さで形成されていることがわかった。さらに、炭素膜の
格子縞の間隔を測定したところ、概ね３．５〜４．７Å
の範囲にあることが観察され、グラファイトライクな微
結晶を多く含有した炭素膜であることが分かった。

【００９０】

【比較例】以下にアセトン雰囲気下で炭素膜を形成した
電子放出素子の比較例について説明する。

【００９１】実施例１の工程−ａ、工程−ｂ、工程−ｃ
と同様の手法により、電子放出素子の電極及び導電性薄
膜を作成した。次に、排気装置により真空チャンバー内
を更に排気し、圧力が１×１０^-7Ｔｏｒｒ以下となって
から、アセトンガスを導入し、圧力を１×１０^-4Ｔｏｒ
ｒとした。次に、素子電極間に波高値を漸増させながら
極性を反転させる短形波パルスを繰り返し印加した。こ
こでパルス幅Ｔ３は１ｍｓｅｃ、パルス間隔Ｔ４は１０
ｍｓｅｃとし、波高値を１０Ｖから１５Ｖまで３５分か
けて漸増させた。

【００９２】その後に素子電極間に波高値１５Ｖ、パル
ス幅は１ｍｓｅｃ、パルス間隔は１０ｍｓｅｃで極性を
反転させる短形波パルスを３０分間繰り返し印加し、素
子の活性化を行った。

【００９３】次いで、排気装置により真空チャンバー内
を排気しながら、素子を２５０℃に加熱し、素子上に吸
着した不要な有機成分を除去し、真空チャンバー内を１
×１０−８Ｔｏｒｒの圧力まで排気した。

【００９４】次いで素子を室内に戻した後、実施例１と
同様にアノード電極５４に８ｋＶの電圧を印加し、素子
電極間に波高値一定の短形波パルスの電圧を印加して特
性の測定を行った。なお、アノード電極と素子の間隔は
４ｍｍにセットした。

【００９５】この素子を前記条件で一定時間駆動したと
ころ、放出電流ｌｅは減少を続け、図１０に示したよう
に、１００００分後には放出電流がほぼゼロまで劣化し
た。また、同一条件で作製、活性化工程を終了した素子
を、実施例１と同様に１×１０^-9Ｔｏｒｒの真空雰囲気
中で４５０℃、１時間の加熱処理を行った後の炭素膜の
形態を観察した結果、間隙部、導電性薄膜上、及び素子
電極上に活性化工程で形成されていた炭素膜はほぼ完全
に消失しており、アセトン雰囲気中で形成された炭素膜
は真空中、４５０℃焼成には耐えられないものであるこ
とが確認された。

【００９６】また、同一条件で作製した素子の炭素膜を
詳細に分析した結果、導電性薄膜の間隙内のみならず、
その周囲に導電性薄膜上の炭素膜は２から４ナノメート
ル程度の厚さで形成されていることがわかった。さらに
同炭素膜は格子縞がほとんど見られず、結晶性を持たな
い炭素の集合体であることが確認された。

【００９７】「実施例２」本実施例では、図８に模式的
に示したマトリクス配線の電子源と、これを用いた画像
形成装置を作製した。以下に電子源の製造工程及び画像
形成装置の製造工程を説明する。

【００９８】（工程−Ａ）洗浄した青板ガラス上にシリ
コン酸化膜をスパッタリング法により０．５μｍ形成
し、これを基板として、この上にＣｒ５ｎｍ、Ａｕ６０
０ｎｍを真空蒸着法により順次成膜した後、フォトレジ
ストＡＺ１３７０（ヘキスト社製）を用い、フォトリソ
グラフィー技術により下配線８０２を形成した。

【００９９】（工程−Ｂ）次いで厚さ１μｍのシリコン
酸化膜より成る層間絶縁層（不図示）をスパッタリング
法により堆積する。（工程−Ｃ）層間絶縁層にコンタクトホールを形成する
ためのフォトレジストパターンを作成、これをマスクと
してＣＦ4とＨ2を用いたＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩ
ｏｎＥｃｈｉｎｇ）方により、層間絶縁層をエッチン
グした。

【０１００】（工程−Ｄ）素子電極のパターンに対応す
る開口を有するフォトレジスト（ＲＤ−２０００Ｎ−４
１；日立化成社製）のマスクパターンを形成し、真空蒸
着法により５ｎｍのＴｉ、１００ｎｍのＮｉを順次堆
積、次いで有効溶剤によりフォトレジストを除去してリ
フトオフにより素子電極を形成した。素子電極の間隔Ｈ
は３μｍとした。

【０１０１】（工程−Ｅ）工程−Ａと同様のフォトレジ
ストを用いたフォトソリグラフィー法により、５ｎｍの
Ｔｉ、５００ｎｍのＡｕの積層構造を有する上配線８０
３を形成した。

【０１０２】（工程−Ｆ）実施例１同様、インクジェッ
ト法により、ＰｄＯ微粒子より成る導電性膜を形成し
た。（工程−Ｇ）コンタクトホール以外を覆うレジストパタ
ーンを形成し、真空蒸着により、５ｎｍのＴｉ、５００
ｎｍのＡｕを順次堆積し、レジストパターンを除去して
不要な積層膜を除去してコンタクトホールの埋め込みを
行い、フォーミング前の電子源基板を作成した。

【０１０３】次に、前記工程によって作製した電子源の
基板１を、リアプレート８０１に固定し、基板の５ｍｍ
上方にフェースプレートを支持枠８２を介して配置し、
接合部にフリットガラスを塗布し窒素雰囲気中で４００
℃に１０分間保持して接合し、外囲器を形成した。

【０１０４】フェースプレートの内面には蛍光膜８４と
メタルバック８５が形成されている。蛍光膜８４は図９
（ａ）のストライプ形状のものを採用し、印刷法により
形成した。黒色導電材はグラファイトを主成分とする材
質を用いた。メタルバックは、蛍光膜の内面を平滑処理
（フィルミング）した後、Ａｌを真空蒸着することによ
り形成した。

【０１０５】上記の組立を行う際、蛍光体と電子放出素
子との対応を正確に行う必要があるため、十分に位置合
わせを行った。なお、外囲器内にはゲッタ装置（不図
示）も取り付けられている。

【０１０６】（工程−H）上記外囲器内を不図示の排気
装置で排気し、実施例１の工程cと同様に三角波パルス
を印加しフォーミング工程を行い、各導電性薄膜に間隙
を形成した。

【０１０７】（工程−I）続いて、実施例１の工程ｄと
同様にして、外囲器内にトリニトリルを導入して活性化
工程を行った。（工程−Ｊ）ついで、実施例１の工程eと同様に外囲器
内を排気しながら加熱し、安定化工程をおこなった結
果、約３時間で内部の圧力が１×１０^-8Ｔｏｏｒに到達
した。

【０１０８】以上の工程により作成された外囲器に不図
示の駆動回路を取り付け、メタルバックに１０ｋVの高
電圧を印加し、ＴＶ信号を入力して画像を表示させたと
ころ、特に目立った劣化はなく、高輝度で高精細な画像
が長時間に渡って安定に得られた。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による電子
放出素子は、導電性薄膜、電極、基板の少なくとも導電
性薄膜上に、４５０℃以上の耐熱性を有し、且つ加熱処
理後の膜厚減少が５パーセント未満である炭素膜からな
る表面伝導型電子放出素子であり、素子駆動による特性
劣化のない電子放出素子を提供できる。

【０１１０】また、本発明の電子放出素子を用いた電子
源あるいは画像表示装置に於いては、高精細な画像を得
るために多数の電子放出素子を高密度に配列しても非常
に安定であり、寿命が長く、信頼性が高く、高輝度で高
品位な画像が得られる装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図1】従来の表面伝導型電子放出素子の構成を示す模
式図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は断面図であ
る。

【図２】本発明の電子放出素子の構成を示す模式図であ
り、（ａ）はその平面図、（ｂ）は断面図である。

【図３】本発明の電子放出素子の製造工程の一部を示す
模式図である。

【図４】本発明の電子放出素子の製造工程の一部である
フォーミング工程に用いることのできる電圧波形の一例
を示す模式図である。

【図５】測定評価機能を備えた真空処理装置の一例を示
す模式図である。

【図６】本発明の電子放出素子の放出電流Ｉｅ、素子電
流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係を示す模式図である。

【図７】本発明の電子放出素子を単純マトリクス配置し
た電子源に適用した一例を示す模式図である。

【図８】本発明の電子放出素子を画像表示装置に適用し
た一例を示す模式図である。

【図９】蛍光膜の例を示す模式図である。

【図１０】電子放出素子の寿命評価を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１基板２、３電極４導電性薄膜５電子放出部６間隙７堆積物５０電流計５１電源５２電流計５３高圧電源５４アノード電極５５真空容器５６真空ポンプ７１電子源基板７２Ｘ方向配線７３Ｙ方向配線７４電子放出素子７５結線８０１リアプレート８０２下配線８０３上配線８０４電子放出素子８１基板８２支持枠８１ガラス基板８４蛍光膜８５メタルバック８６フェースプレート８７外囲器９０蛍光膜９１黒色導電材９２蛍光体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体と、該基体表面上に配置した相対向
する一対の電極と、該一対の電極間に導電性薄膜及び炭
素を含有する膜を有し、該導電性薄膜が前記電極間で間
隙を有して対向しており、該間隙を境にして、一方の導
電性薄膜が前記一対の電極の一方の電極と電気的に接続
され、他方の導電性薄膜が前記一対の電極の他方の電極
と電気的に接続され、前記炭素を含有する膜が少なくと
も前記導電性薄膜上に配置され、該炭素を含有する膜
は、４５０℃以上の耐熱性を有し、且つ加熱処理後の膜
厚減少が５パーセント未満であることを特徴とする電子
放出素子。
【請求項２】前記炭素を含有する膜は、真空雰囲気中
で４５０℃の加熱処理後の膜厚減少が５パーセント未満
であることを特徴とする請求項１記載の電子放出素子。
【請求項３】前記炭素を含有する膜は、不活性ガス雰
囲気中で４５０℃の加熱処理後の膜厚減少が５パーセン
ト未満であることを特徴とする請求項１記載の電子放出
素子。
【請求項４】前記炭素を含有する膜が、前記導電性薄
膜上及びその間隙内の前記基体表面上に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子放
出素子。
【請求項５】前記炭素を含有する膜が、前記導電性薄
膜上及びその間隙内の前記基体表面上及び前記相対向す
る一対の電極上に配置されていることを特徴とする請求
項１〜３の何れかに記載の電子放出素子。
【請求項６】請求項１〜５の何れかに記載の電子放出
素子を基体上に複数配列した電子放出部材と、該電子放
出部材から放出された電子の照射を受けて発光する画像
形成部材とを含むことを特徴とする画像表示装置。