JP2007035365A - 電子放出素子及びそれを用いた電子源並びに画像表示装置および情報表示再生装置とそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子放出特性のバラツキが少なく、電子放出量の「ゆらぎ」が抑制された電子放出素子を提供する。
【解決手段】 酸化シリコンを含む第１部分と第１部分に並設された高い熱伝導率を有する第２部分とを備えた基体上に、間隙を備える導電性膜を配置し、第１および第２部分が導電性膜に比して高抵抗とし、間隙を第１部分の上に配置することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子放出素子及びそれを用いた電子源並びに画像表示装置に関する。また、本発明は、テレビジョン放送などの放送信号を受信し、放送信号に含まれる映像情報、文字情報、音声情報を表示および再生するテレビジョンなどの情報表示再生装置に関する。

図２４を用いて従来の表面伝導型電子放出素子の作成工程を模式的に示す。まず、実質的に絶縁性の基板（１）上に一対の補助電極（２，３）を形成する（図２４（ａ））。次に、一対の補助電極（２，３）間を導電性膜（４）で接続する（図２４（ｂ））。そして、一対の補助電極（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（７）を形成する「通電フォーミング」と呼ばれる処理を施す（図２４（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（７）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（７）を挟んで対向する一対の電極（４ａ、４ｂ）が形成されることになる。そして、好ましくは、「活性化」と呼ばれる処理を施す。「活性化」処理は、典型的には、炭素含有ガス雰囲気中で、一対の補助電極（２、３）間に電圧を印加する工程を含む。この処理により、第１の間隙（７）内の基板（１）上および第１の間隙（７）近傍の電極（４ａ、４ｂ）上に導電性膜であるところのカーボン膜（２１ａ、２１ｂ）を形成する（図２４（ｄ））。以上の工程により電子放出素子が形成される。

図８（ａ）は、上記「活性化」処理を行った後の電子放出素子を模式的に示した平面図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面模式図であり、図２４（ｄ）と基本的に同じである。図２４において、図８（ａ）および図８（ｂ）で用いた番号と同じ番号を付した部材は同じ部材を指す。上記電子放出素子から電子を放出させる際には、一方の補助電極（２または３）に印加する電位を他方の補助電極（３または２）に印加する電位よりも高くする。この様に補助電極（２）と補助電極（３）に電圧を印加する事で、第２の間隙（８）に強い電界が生じる。その結果、低電位側の補助電極（３または２）に接続するカーボン膜（２１ａまたは２１ｂ）の端縁であって、第２の間隙の外縁を構成る部分の多数の箇所（複数の電子放出部）から電子が放出されると考えられている。

特許文献１〜５には、上記した補助電極（２，３）の形状や導電性膜（４）の形状を制御することなどによって、間隙の位置を制御する技術が開示されている。

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。
特開平７−２０１２７４号公報 特開平４−１３２１３８号公報 特開平１−２７９５５７号公報 特開平２−２４７９４０号公報 特開平８−９６６９９号公報

近年の画像表示装置では、より明るい表示画像を均一性高く、しかも長期に渡って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、各電子放出素子が優れた電子放出特性を長期間安定に維持することが求められる。また、同時に、各電子放出素子からの電子放出量（Ｉｅ）のバラツキが少ないことも求められる。

上記した「通電フォーミング」処理では、第１の間隙（７）が形成される位置は、小さな要因でも変動してしまう傾向が強い。即ち、「通電フォーミング」処理中に発生するジュール熱が導電性膜（４）のどの部分に集中するかによって第１の間隙（７）の位置及びその形状が決まる。

導電性膜（４）が質的及び形状的に均一であり、補助電極（２）と補助電極（３）が対称であれば、導電性膜（４）に発生するジュール熱は均一となるはずである。そのため、周囲（例えば、補助電極２、３）への熱伝導を考慮すると、ジュール熱が最も集中する位置は、補助電極（２）と補助電極（３）のちょうど中間になると思われる。

しかし、現実には、導電性膜（４）の膜厚分布や補助電極（２，３）の形状誤差などが生じる。そのため、ほとんどの場合、図８（ａ）に示すように、間隙（第１の間隙（７）および第２の間隙（８））は、補助電極２と補助電極３との間の領域内を大きく蛇行してしまう。

尚、図８（ａ）は、「活性化」処理を行った後の模式図であるため、第１の間隙（７）の形状が描かれていないが、ほぼ、第２の間隙（８）と同様の蛇行形状である。但し、第１の間隙（７）の幅は、第２の間隙（８）の幅よりも広い。

このため、間隙（第１の間隙（７）、第２の間隙（８））の形状が電子放出素子毎に異なってしまい、結果、電子放出特性のバラツキを招く。

また、前述したように一方のカーボン膜（２１ａまたは２１ｂ）の端縁の一部であって、間隙（８）の外縁を構成する多数の箇所から、電子が放出すると考えられている。例えば、第１補助電極（２）の電位を第２補助電極（３）の電位よりも高くして駆動させた時には、第２補助電極（３）に第２電極（４ｂ）を介して接続する第２カーボン膜（２１ｂ）がエミッターになる。その結果、第２カーボン膜（２１ｂ）の端縁であって、第２の間隙（８）の外縁を構成する部分に多数の電子放出部が存在することになる。即ち、第２の間隙（８）に沿って、低電位が印加される補助電極（３または２）に接続するカーボン膜（２１ａまたは２１ｂ）の端縁に、電子放出部が多数並んでいると考えられている。

そのため、図８（ａ）などに模式的に示した様に、間隙（第２の間隙（８）、第１の間隙（７））が蛇行した場合、補助電極から各電子放出部までの実効的な抵抗値にバラツキが生じることになる。その結果、この様な電子放出素子では、ほとんどの場合、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。

また、間隙（第２の間隙（８）、第１の間隙（７））の蛇行を、従来技術で示した特許文献１〜５に開示される手法を用いて、低減させることはできる。しかし、間隙の蛇行を主因とした「ゆらぎ」は減少させることはできるが、それだけでは、電子放出量の「ゆらぎ」を減少させるには十分ではないことがわかった。

そのため、上記電子放出素子を多数配列した電子源では、上記間隙（７、８）の蛇行および電子放出量の「ゆらぎ」に起因すると見られる、電子放出特性のバラツキや電子放出量の変動が生じていた。また、上記電子放出素子を用いた画像表示装置では、上記間隙の蛇行および電子放出量の「ゆらぎ」に起因すると見られる、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。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、電子放出特性のバラツキが少なく、電子放出量の「ゆらぎ」が抑制された電子放出素子を提供することを目的とする。

また、同時に、本発明は、電子放出特性のバラツキが少なく、電子放出量の「ゆらぎ」の少ない電子放出素子の簡易で制御性に優れた製造方法を提供することをも目的とする。

そして、また、本発明は、電子放出特性のバラツキが少なく、安定な電子放出特性を有する電子源およびその製造方法を提供することをもその目的とする。そして、同時に、輝度のバラツキおよび変化が少ない画像表示装置およびその製造方法を提供することをも目的とする。

そこで、本発明は、上記課題を解決するものであって、基体と、該基体上に配置された、間隙を備える導電性膜と、を具備する電子放出素子であって、前記基体は、酸化シリコンを含む第１部分と該第１部分に並設された該第１部分よりも高い熱伝導率を有する第２部分とを少なくとも備えており、前記第１および第２部分は、前記導電性膜に比して高抵抗であり、前記導電性膜は、前記第１および第２部分の上に配置されており、前記間隙は、前記第１部分の上に配置されていることを特徴とする。

さらに、本発明は、「前記第２部分は、前記第１部分を挟むように、前記第１部分の両脇に並設されていること」、「前記第２部分の熱伝導率が、前記第１部分の熱伝導率の４倍以上であること」、「前記第１および第２部分を構成する材料の抵抗率が、１０^８Ωｍ以上であること」、「前記導電性膜のシート抵抗が１０^２Ω／□以上１０^７Ω／□以下であること」、「前記第１部分は酸化シリコンを主体とすること」をもその特徴とする。

また、本発明は、基体上に配置された一対の電極と、該一対の電極に接続した、一部に間隙を備える導電性膜と、を具備する電子放出素子であって、前記導電性膜よりも高抵抗な層が前記導電性膜上に配置されており、前記層は前記間隙を露出する開口を備え、前記開口の下に位置する部分における前記基体の熱伝導率が、前記層の熱伝導率よりも低いことを特徴とする。

本発明は、また、複数の上記本発明の電子放出素子を備える電子源、および、上記電子源と発光体とを有する画像表示装置をも、その特徴とするものである。

本発明は、また、受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも１つを出力する受信器と、該受信器に接続された上記画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置をも、その特徴とするものである。

また、本発明は、導電性膜の一部に間隙を備える電子放出素子の製造方法であって、第１部分と該第１部分に並設された該第１部分よりも高い熱伝導率を有する第２部分とを少なくとも備え、前記第１および第２部分に比して低抵抗な導電性膜で前記第１および第２部分が覆われた基体を用意する第１工程と、前記導電性膜に電流を流すことで、該導電性膜の一部であって、前記第１部分の上に、間隙を形成する第２工程と、を含む電子放出素子の製造方法を特徴とする。

さらに本発明は、また、導電性膜の一部に間隙を備える電子放出素子の製造方法であって、第１部分と該第１部分に並設された該第１部分よりも高い熱伝導率を有する第２部分とを少なくとも備え、前記第１および第２部分に比して低抵抗な導電性膜で前記第１および第２部分が覆われた基体を用意する第１工程と、前記導電性膜に電流を流すことで、該導電性膜の一部であって、前記第１部分の上に、間隙を形成する第２工程と、を含む電子放出素子の製造方法であることを特徴とする。

また、上記発明は、「前記第２部分の熱伝導率が、前記第１部分の熱伝導率の４倍以上であること」、「前記第１および第２部分を構成する材料の抵抗率が、１０^８Ωｍ以上であること」、「前記第１工程において、前記導電性膜のシート抵抗が１０^２Ω／□以上１０^７Ω／□以下であること」、「前記第１部分は酸化シリコンを主体とすること」をもその特徴とする。

さらに本発明は、基体上に配置された一対の電極と、該一対の電極に接続した、一部に間隙を備えた導電性膜と、を具備する電子放出素子の製造方法であって、（Ａ）一対の電極と、（Ｂ）該一対の電極間を接続する導電性膜と、（Ｃ）前記一対の電極間に位置し前記導電性膜の一部を露出する開口を備え、前記導電性膜上に配置された、前記導電性膜よりも高抵抗な層と、を具備した基体を用意する工程と、前記導電性膜に前記一対の電極を通じて電流を流すことで、前記導電性膜の一部であって、前記開口内に、間隙を形成する工程と、を含み、前記基体の少なくとも前記開口下に位置する部分の熱伝導率が前記層の熱伝導率よりも低い、ことを特徴とする電子放出素子の製造方法であることを特徴とする。

本発明は、また、複数の上記本発明の電子放出素子の製造方法を用いて製造する電子源の製造方法、および、上記電子源の製造方法を用いて製造する、発光体とを有する画像表示装置の製造方法をも、その特徴とするものである。

本発明によれば、「ゆらぎ」が少なく、バラツキの少ない良好な電子放出特性を長時間維持できる電子放出素子を実現することができる。また、導電性膜に形成される間隙（第１の間隙７）の位置、形状を制御することができるので、電子放出特性のバラツキの少ない電子放出素子および電子源を提供することができる。その結果、均一性に優れ、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や情報表示再生装置を提供することができる。

以下に、本発明の電子放出素子およ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。

（第１の実施形態例）
まず、本発明の電子放出素子の最も典型的な形態例である第１の実施形態例の基本的な構成について図２６（ａ）〜図２６（ｃ）を用いて説明する。

図２６（ａ）は、本実施形態例における典型的な構成を示す模式的な平面図である。図２６（ｂ）及び図２６（ｃ）は、それぞれ、図２６（ａ）のＢ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’における断面模式図である。

図２６（ａ）〜図２６（ｃ）に示す形態例では、基体（１００）を、実質的に絶縁性の基板（１）と、第１部分（５）と、第２部分（６）とで構成した例を示した。第２部分（６）は、第１部分（５）よりも高い熱伝導性を有する。そして、この形態例では第２部分（６）が２つの領域に分けて配置しており、且つ、第２部分（６）が第１部分（５）を挟むように配置させている。

基体（１００）上には第１補助電極（２）と第２補助電極（３）とが間隔Ｌ１離れて配置されている。そして、第１補助電極（２）には第１導電性膜３０ａが接続され、第２補助電極（３）には第２導電性膜３０ｂが接続されている。そして、第１導電性膜（３０ａ）と第２導電性膜（３０ｂ）が間隙（８）を挟んで対向している。即ち、間隙（８）は第補助１電極（２）と第２補助電極（３）との間に配置されていることになる。そして、間隙（８）が第１部分（５）の直上の領域内に配置されている。第２の間隙（８）の幅（Ｌ３）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、典型的には１ｎｍ以上１０ｎｍ以下に設定される。

尚、図２６では、第１導電性膜（３０ａ）と第２導電性膜（３０ｂ）を完全に分離された２つの膜として示した。しかし、間隙（８）は上述したように非常に狭い幅であるので、間隙（８）と第１導電性膜（３０ａ）と第２導電性膜（３０ｂ）とをまとめて、「間隙を備える導電性膜」と表現することができる。

また、第１導電性膜（３０ａ）と第２導電性膜（３０ｂ）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、第１導電性膜（３０ａ）と第２導電性膜（３０ｂ）が一部で繋がった形態も、「間隙を備える導電性膜」と表現することができる。

尚、図２６（ａ）では間隙（８）が特別な周期性をもたずに蛇行している例を示した。しかしながら、間隙（８）は、必ずしも蛇行している必要はない。直線状であったり、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望の形態であっても良い。

ここで、間隙（８）は、第１導電性膜（３０ａ）の端縁（外縁）と第２導電性膜（３０ｂ）の端縁（外縁）とが対向することで構成されている。

そして、一方の導電性膜（３０ａまたは３０ｂ）の端縁の一部であって、間隙（８）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。例えば、第１補助電極（２）の電位を第２補助電極（３）の電位よりも高くして駆動させた時には、第２補助電極（３）に接続する第２導電性膜（３０ｂ）がエミッターに相当する。即ち、第２導電性膜（３０ｂ）の端縁の一部であって、間隙（８）の外縁を構成する部分に多数の電子放出部が存在することになる。逆に、第２補助電極（３）の電位を第１補助電極（２）の電位よりも高くして駆動させた時には、第１補助電極（２）に接続する第１導電性膜（３０ａ）が電子放出膜（エミッターに相当する。即ち、第１導電性膜（３０ａ）の端縁の一部であって、間隙（８）の外縁を構成する部分に多数の電子放出部が存在することになる。

間隙（８）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（８）は、後述する「活性化」処理で形成するものに限定されることはない。

尚、図２６（ａ）〜図２６（ｃ）では、基板（１）と、その表面に別途設けられた第１部分（５）および第２部分（６）とで、基体（１００）を構成した例を示した。しかし、第１部分（５）は、基板（１）の一部で形成されていも良い。また、図１に示す様に、基板（１）表面に積層した別の部材で形成されても良い。同様に、第２部分（６）は、基板１の一部で構成されてもよいし、基板（１）表面に積層した別部材であっても良い。

但し、上述したように、第２部分（６）は第１部分（５）よりも熱伝導性が高い必要がある。また、基板（１）上であって、補助電極（２、３）や導電性膜（３０ａ、３０ｂ）が配置されていない領域には、第１部分（５）および第２部分（６）とは異なる熱伝導性を備えた部分が配置されていてもよい。その様な領域としては、例えば、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）の下の領域や、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）の間の領域を除いた領域などが挙げられる。

この様な構成を採用することで、電子放出量の「ゆらぎ」を低減することができる。この理由は定かではないが、おそらく、間隙（８）の両脇に熱伝導率の高い第２部分（６）が存在することで、駆動時の導電性膜（３０ａ、３０ｂ）の温度上昇を抑制できるためではないかと考えている。これにより、駆動中における、導電性膜（３０ａ、３０ｂ）の材料の拡散や変形、あるいは、基体１００中に存在する不純物イオンなどの拡散が抑制されるのではないかと考えている。即ち、補助電極（２または３）から各電子放出部に流れ込む電流や補助電極（２または３）から各電子放出部までの実効的な抵抗値のバラツキが抑制されるのではないかと考えている。また、駆動時の間隙（８）近傍の温度上昇も抑制されるので、間隙（８）近傍の基体（１００）表面の熱変形が抑制され、結果、間隙（８）の形状変化をも抑制できると考えられる。そのため、駆動時に間隙（８）への実効的に印加される電圧が安定になり、放出電流Ｉｅ（または輝度）の「ゆらぎ」が抑制されるものと考えている。

尚、ここでは、少なくとも第２部分（６）が導電性膜（３０ａ、３０ｂ）に直接接触した形態を示した。しかしながら、本発明の効果を奏する範囲内であれば、第２部分（６）と導電性膜（３０ａ、３０ｂ）との間に別の層が配置されていても良い。また、本発明の効果を奏する範囲内であれば、第２部分（６）がその全てに渡って均質である必要もない。同様に、本発明の効果を奏する範囲内であれば、第１部分（５）の上に別の層が配置されていたり、第１部分（５）がその全てに渡って均質である必要もない。

また、ここで示した導電性膜（３０ａ、３０ｂ）は後述する第２の実施形態例のように、カーボン膜（２１ａ、２１ｂ）と電極（４ａ、４ｂ）とで構成することもできる。

導電性膜（３０ａ、３０ｂ）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等の金属或はそれらの合金、あるいはカーボン等を用いることができる。特に、後述する「活性化」処理により形成することができるので、導電性膜（３０ａ、３０ｂ）はカーボン膜であることが好ましい。本実施形態例におけるカーボン膜は、後述する第２の実施形態例で説明するカーボン膜と同様の材料、組成で構成される。

導電性膜（３０ａ、３０ｂ）は、Ｒｓ（シート抵抗）が１０^２Ω／□以上１０^７Ω／□以下の抵抗値の範囲で形成されることが好ましい。上記抵抗値を示す膜厚としては、具体的には５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にあることが好ましい。なお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（３０ａ、３０ｂ）の幅Ｗ’は、好ましくは補助電極（２、３）の幅Ｗよりも小さく設定される（図２６（ａ）参照）。ＷをＷ’よりも広く設定することで、補助電極（２，３）から各電子放出部への距離のばらつきを低減できる。Ｗ’の値に特に制限はないが、実用的な範囲として１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。

尚、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）の主な役割は、導電性膜（３０ａ、３０ｂ）に電圧を印加するための端子である。そのため、間隙（８）に電圧が印加する別の手段があれば、補助電極（２、３）は省略することもできる。

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ＳｉＯ_２）を積層したガラス基板、あるいは、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。

第１部分（５）および第２部分（６）は、絶縁体で構成されることが好ましい。第１部分（５）が実質的な導電体であると、間隙（８）に強い電界を生じさせることができなくなり、最悪の場合、電子が放出されないためである。また、第２部分（６）が高い導電性を有すると、「活性化」処理や駆動時に放電が起きた場合に電子放出部が破壊される様な電流が間隙（８）に流れてしまう可能性がある。

そのため、第１部分（５）は実質的に絶縁体であることが重要である。そして、第２部分（６）は導電性膜（３０ａ、３０ｂ）よりも導電性が低い（典型的には高いシート抵抗値あるいは高い抵抗値を有する）ことが重要である。第１部分（５）を構成する材料の抵抗率は、実用的には、第２部分（６）を構成する材料の抵抗率（１０^８Ωｍ以上）と同じかそれ以上であることが好ましい。また、シート抵抗で換言すると、第１部分（５）の抵抗値（あるいはシート抵抗値）は、第２部分（６）のシート抵抗値（あるいはシート抵抗値）と同じかそれ以上であることが好ましい。

そこで、後述する厚みを考慮すると、第１部分（５）及び第２部分（６）のシート抵抗値は、具体的には、１０^１３Ω／□以上であることが好ましい。このようなシート抵抗値を実現するためには、第１部分（５）及び第２部分（６）は、実用的には１０^８Ωｍ以上の比抵抗を有する材料を用いることが好ましい。

第２部分（６）の材料としては、基板（１）及び第１部分（５）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、酸化チタンを用いることができる。

また、第２部分（６）の厚さ（図２６におけるＺ方向の厚み）は、材料にもよるが、本発明の効果上、実効的には１０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上であることがより好ましい。また、効果上の厚さの上限値はないが、プロセスの安定性や基板（１）との熱応力の関係上、実効的には、１０μｍ以下とすることが好ましい。

第１部分（５）は、後述する「活性化」処理で高い電子放出特性（特には高い電子放出量）を実現するためにも、また駆動時の安定性のためにも酸化シリコン（典型的にはＳｉＯ_２）を含むことが好ましい。そして、特には、第１部分（５）は、酸化シリコンを主体とすることが好ましい。酸化シリコンを主体とする場合には、実用的には、第１部分（５）中に含まれる酸化シリコンは、８０ｗｔ％以上、好ましくは９０ｗｔ％以上である。

間隙（８）の幅の実用的な範囲は、後述するように、１ｎｍ〜１０ｎｍである。そのため、駆動時に第１部分（５）の変形（熱膨張）が生じると、間隙（８）の形状に影響が生じ、放出電流（Ｉｅ）や素子電流（Ｉｆ）における変動を誘発してしまう。酸化シリコン（典型的にはＳｉＯ_２）は線熱膨張係数が非常に小さい。そのため、駆動時に間隙（８）近傍が高温になっても、「ゆらぎ」などの、放出電流（Ｉｅ）や素子電流（Ｉｆ）における変動を特に効果的に抑制することができる。また、このような効果を再現性良く発現するためには、第２部分（６）の熱伝導率が、第１部分（５）の熱伝導率の４倍以上であることが好ましい。

第１補助電極（２）と第２補助電極（３）とが対向する方向（Ｘ方向）における間隔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なかで、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。

第１補助電極（２）と第２補助電極（３）とのＸ方向（対向する方向）における間隔Ｌ１は、実用的には５μｍ以上１００μｍ以下に設定される。Ｌ１が５μｍ以上である理由としては、５μｍ未満であると、後述する「活性化」処理や駆動時に放電が生じた場合に電子放出素子に大きなダメージを与えてしまう場合があるためである。また、１００μｍ以上であると、高精細な高品位（ＨＤ）テレビに用いる場合に設計が難しくなるためである。補助電極（２、３）の膜厚は、実用的には１００ｎｍ以上１０μｍ以下である。

補助電極（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等の金属或は合金およびＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ_２、Ｐｄ−Ａｇ等の金属或は金属酸化物等を用いることができる。

導電性膜（３０ａ、３０ｂ）は補助電極（２、３）に比べて薄いので、補助電極（２、３）は）導電性膜（３０ａ、３０ｂ）に比べて十分に高い熱伝導性を備える。

第１部分（５）のＸ方向における幅Ｌ２は、間隔Ｌ１より十分に小さく設定される。電子放出量の「ゆらぎ」を効果的に低減する上で、Ｌ２はＬ１／２以下、好ましくはＬ１／１０以下であることがより好ましい。

第１部分（５）は間隙（８）の直下に位置し、Ｌ２の値はできる限り間隙（８）の幅（図１のＸ方向における幅Ｌ３）に近いことが望ましい。これは、導電性膜（３０ａ、３０ｂ）と、その直下に位置する第２部分（６）との接触面積をできるだけ大きくすることが上記した本発明の効果を奏する上で望ましいためである。しかしながら、間隙（８）は、作成方法にもよるが、後述する「活性化」処理を行う場合などの様に、その幅（Ｌ３）や蛇行形状を一様に形成できない場合も多い。

そのため、実効的には、Ｌ２の値は、間隙（８）の幅（Ｌ３）よりも大きく設定される。そして、実用的には、パターニング精度などを考慮してＬ２は１０ｎｍ以上好ましくは２０ｎｍ以上に設定されることが好ましい。

いずれにしても、上述した効果を奏するために、間隙（８）の少なくとも一部が、第１部分（５）の直上の領域内に納まっている必要がある。即ち、Ｙ方向に延在するＺ−Ｘ断面の少なくとも一部のＺ−Ｘ断面に存在する間隙（８）が、第１部分（５）の直上の領域内に納まっている必要がある。勿論、図２６に示す様に、Ｘ−Ｙ平面における間隙（８）が全て第１部分（５）の直上の領域内に納まっていることが好ましい。しかしながら、本発明の効果を奏する範囲内であれば、例えば、図２７に示す様に、Ｘ−Ｙ平面における間隙（８）の一部が第１部分（５）の直上の領域内からはみ出す形態を除外するものではない。

そのため、実用的には、Ｘ−Ｙ平面における間隙（８）の８０％以上が第１部分（５）の直上に納まっていることが好ましい。尚、上記８０％は、Ｘ−Ｙ平面における間隙（８）の面積の８０％に置き換えることができる。また、換言すると、実用的には、一対の導電性膜（３０ａ及び３０ｂ）の端縁の各々の、Ｘ−Ｙ平面における間隙（８）を構成する部分の長さの８０％以上が、第１部分（５）の直上に納まっていればよい。

また、間隙（８）内に位置する基体（１００）の表面（第１部分（５）の表面）は、後述する「活性化」処理で説明するように、凹状であることが好ましい。このような形態であれば、第１導電性膜（３０ａ）と第２導電性膜（３０ｂ）との沿面距離を長く保てるので、沿面耐圧を向上することができるので好ましい。

尚、第１部分（５）は、間隙（８）の直下に配置されていれば、補助電極（２）と補助電極（３）の間の中央に位置しなくても良い。また、第１部分（５）は、図２６（ａ）に示した例においては、Ｙ方向に直線状に形成した例を示したが、直線状でなくても構わない。

図２６（ｃ）では、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）の間であって、導電性膜（３０ａ、３０ｂ）が配置されていない領域においても、第２部分（６）に第１部分（５）が挟まれている場合を示している。しかし、本発明では、この形態に限定されることはなく、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）の間であって、導電性膜（３０ａ、３０ｂ）が配置されていない領域には第１部分がなくてもよい。すなわち、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）間における基体（１００）の表面であって、導電性膜（３０ａ、３０ｂ）が配置されていない領域は全て、第２部分で占められている形態であっても良い。

但し、いずれの形態においても、第２の間隙（８）の直下には、第１部分（５）が配置されている。従って、第１の間隙（７）も第１部分（５）の上に配置されている。

また、本発明の電子放出素子は、様々な変形例を採用することができる。

（第２の実施形態例）
本発明の電子放出素子の変形例である第２の実施形態例の基本的な構成について図１（ａ）〜図１（ｃ）を用いて説明する。

図１（ａ）は、本実施形態例における典型的な構成を示す模式的な平面図である。図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、それぞれ、図１（ａ）のＢ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’における断面模式図である。図１では、第１の実施形態例で説明した部材と同じ部材には同じ番号を付してある。この形態例における、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３などの大きさや、各部材の材料や大きさなどは、第１の実施形態例で既に説明したものと同様である。

本実施形態例においては、第１の実施形態例における導電性膜（３０ａ、３０ｂ）をカーボン膜（２１ａ、２１ｂ）と電極（４ａ、４ｂ）に置き換えた以外は、第１の実施形態例と同様である。尚、カーボン膜（２１ａ、２１ｂ）は導電性を備えている。

本実施形態例においては、基体（１００）上には、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）とが配置されている。そして、第１補助電極（２）に第１電極（４ａ）が接続され、第２補助電極（３）に第２電極（４ｂ）が接続されている。更に、第１電極（４ａ）に第１カーボン膜（２１ａ）が接続され、第２電極（４ｂ）に第２カーボン膜（２１ｂ）が接続されている。

また、第１電極（４ａ）と第２電極（４ｂ）は、第１の間隙（７）を挟んで対向している。そして第１の間隙（７）は、少なくともその一部（好ましくは全て）が第１部分（５）の直上に配置されている。

また、第１カーボン膜（２１ａ）と第２カーボン膜（２１ｂ）は、第２の間隙（８）を挟んで対向している。そして第２の間隙（８）は、第１の間隙（７）の内側に配置される。即ち、第１の間隙（７）の幅（電極（４ａ）と電極（４ｂ）との間隔）は、第２の間隙（８）の幅（第１カーボン膜（２１ａ）と第２カーボン膜（２１ｂ）との間隔）よりも大きい。

そして、本実施形態例における第２の間隙（８）が、第１の実施形態例における間隙（８）に対応する。そのため、この形態例では、第２の間隙（８）が、第１カーボン膜（２１ａ）の端縁（外縁）と第２カーボン膜（２１ｂ）の端縁（外縁）とが対向することで構成されている。

そして、一方のカーボン膜（２１ａまたは２１ｂ）の端縁の一部であって、第２の間隙（８）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。例えば、第１補助電極（２）の電位を第２補助電極（３）の電位よりも高くして駆動させた時には、第２補助電極（３）に接続する第２カーボン膜（３０ｂ）がエミッターに相当する。即ち、第２カーボン膜（３０ｂ）の端縁の一部であって、第２の間隙（８）の外縁を構成する部分に多数の電子放出部が存在することになる。

図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す形態例では、第１の実施形態例における第１導電性膜（３０ａ）を第１電極（４ａ）と第１カーボン膜（２１ａ）とで構成している。そして、第２導電性膜（３０ｂ）を第２電極（４ｂ）と第２カーボン膜（２１ａ）とで構成している。この様な形態を採用することで、導電性膜（３０ａ、３０ｂ）を、電子放出膜（エミッター）として機能するカーボン膜（２１ａ、２１ｂ）と、抵抗体として機能する電極（４ａ、４ｂ）とに機能を切り分ける事ができる。即ち、電極（４ａ、４ｂ）の抵抗値を制御することで、補助電極（２、３）から第２の間隙（８）までの実効的な抵抗値の大部分を制御することができる。その結果、第１カーボン膜（２１ａ）と第２カーボン膜（２１ｂ）との間の放電を抑制することができ、また、「ゆらぎ」の更なる抑制を行うことができる。

第１の間隙（７）の幅は、典型的には１０ｎｍ以上１μｍ以下に設定される。また、第２の間隙（８）は、ドライバーのコストを考慮して駆動電圧を４０Ｖ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、典型的には１ｎｍ以上１０ｎｍ以下に設定される。

尚、図１では、第１カーボン膜（２１ａ）と第２カーボン膜（２１ｂ）を完全に分離された２つの膜として示した。しかし、第２の間隙（８）は上述したように非常に狭い幅であるので、第２の間隙（８）と第１カーボン膜（２１ａ）と第２カーボン膜（２１ｂ）とをまとめて、「間隙を備える導電性膜」と表現することができる。

また、第１カーボン膜（２１ａ）と第２カーボン膜（２１ｂ）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ので許容できる。この様な、第１カーボン膜（２１ａ）と第２カーボン膜（２１ｂ）が一部で繋がった形態も、「間隙を備える導電性膜」と表現することができる。

尚、図１（ａ）では第２の間隙（８）が特別な周期性をもたずに蛇行している例を示した。しかしながら、本実施形態例において、間隙（８）は、必ずしも蛇行している必要はない。直線状であったり、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所望の形態であっても良い。

ここで、第２の間隙（８）は、第１カーボン膜（２１ａ）の端縁（外縁）と第２カーボン膜（２１ｂ）の端縁（外縁）とが対向することで構成されている。

そして、一方のカーボン膜（２１ａまたは２１ｂ）の端縁の一部であって、間隙（８）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。例えば、第１補助電極（２）の電位を第２補助電極（３）の電位よりも高くして駆動させた時には、第２補助電極（３）に接続する第２カーボン膜（２１ｂ）がエミッターに相当する。即ち、第２カーボン膜（２１ｂ）の端縁の一部であって、間隙（８）の外縁を構成する部分に多数の電子放出部が存在することになる。

第２の間隙（８）は、第１の実施形態例と同様に、その全てが第１部分（５）の直上に納まることが好ましいが、実用的には、８０％以上が第１部分（５）の直上に納まっていることが好ましい。

第１の間隙（７）は、電子ビームリソグラフィーやＦＩＢ（集束イオンビーム）などの各種加工技術を導電性膜に施すことによって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第１の間隙（７）は、後述する「通電フォーミング」処理で形成するものに限定されることはない。また、同様に、第２の間隙（８）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カーボン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第２の間隙（８）は、後述する「活性化」処理で形成するものに限定されることはない。

この様な構成を採用することで、実施形態例１と同様に電子放出量の「ゆらぎ」を低減することができる。この理由は定かではないが、おそらく、第２の間隙（８）の両脇に熱伝導率の高い第２部分（６）が存在することで、駆動時の電極（４ａ、４ｂ）の温度上昇を抑制できるためではないかと考えている。これにより、駆動中における、電極（４ａ、４ｂ）の材料の拡散や変形、あるいは、基体１００中に存在する不純物イオンなどの拡散が抑制されるのではないかと考えている。

即ち、補助電極（２または３）から各電子放出部に流れ込む電流や補助電極（２または３）から各電子放出部までの実効的な抵抗値のバラツキが抑制されるのではないかと考えている。その結果、駆動時に第２の間隙（８）への実効的に印加される電圧が安定になり、放出電流Ｉｅ（または輝度）の「ゆらぎ」が抑制されるものと考えている。

電極（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等の金属或はそれらの合金等を用いることができる。電極（４ａ、４ｂ）の抵抗値を大きくし過ぎると、所望の電子放出量を得ることができず、結果として「ゆらぎ」を低減できなくなってしまう場合がある。そのため、電極（４ａ、４ｂ）は、後述する「通電フォーミング」処理を良好に行う場合なども考慮して、Ｒｓ（シート抵抗値）が１０^２Ω／□以上１０^７Ω／□以下の範囲で形成されることが好ましい。上記抵抗値を示す膜厚としては、具体的には５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲にある。なお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、電極（４ａ、４ｂ）の幅Ｗ’（図１参照）は、好ましくは補助電極（２、３）の幅Ｗよりも小さく設定される。ＷをＷ’よりも広く設定することで、補助電極（２，３）から各電子放出部への距離のばらつきを低減できる。Ｗ’の値に特に制限はないが、実用的な範囲として１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。尚、電極（４ａ、４ｂ）は補助電極（２、３）に比べて薄いので、補助電極（２、３）は電極（４）に比べて十分に高い熱伝導性を備える。

カーボン膜（２１ａ、２１ｂ）は炭素を含む膜で構成される。そして、炭素を主成分とする膜であることが好ましい。尚、炭素を主成分とする膜は、実用的には、７０ｗｔ％以上、好ましくは８０ｗｔ％以上の炭素がカーボン膜中に含まれる。そして、カーボン膜（２１ａ、２１ｂ）は導電性である。また、カーボン膜（２１ａ、２１ｂ）は、グラファイト状炭素を含むことが好ましい。グラファイト状炭素とは、完全なグラファイトの結晶構造を有するもの（いわゆるＨＯＰＧ）を包含する。また、結晶粒が２０ｎｍ程度で結晶構造がやや乱れたもの（ＰＧ）を包含する。また、結晶粒が２ｎｍ程度になり結晶構造の乱れがさらに大きくなったもの（ＧＣ）を包含する。そして、また、非晶質カーボンであるもの（アモルファスカーボン及び／あるいは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）をも包含する。

すなわち、グラファイト粒子間の粒界などの層の乱れが存在していてもカーボン膜（２１ａ、２１ｂ）として好ましく用いることができる。

尚、補助電極（２、３）は第１の実施形態例で説明したように、省略することもできる。

基体（１００）については、第１の実施形態例で説明したものを採用することができる。

第１部分（５）は、「活性化」処理で高い電子放出特性（特には高い電子放出量）を実現するためにも、また駆動時の安定性のためにも、酸化シリコン（典型的にはＳｉＯ_２）を含むことが好ましい。そして、特には、第１部分（５）は、酸化シリコンを主体とすることが好ましい。酸化シリコンを主体とする場合には、実用的には、第１部分（５）中に含まれる酸化シリコンは、８０ｗｔ％以上、好ましくは９０ｗｔ％以上である。

第２の間隙（８）の幅は、１ｎｍ〜１０ｎｍナノメートルオーダーである。そのため、駆動時に第１部分（５）の変形が生じると、第２の間隙（８）の形状に影響が生じ、放出電流（Ｉｅ）や素子電流（Ｉｆ）における変動を誘発してしまう。酸化シリコン（典型的にはＳｉＯ_２）は線熱膨張係数が非常に小さいので、駆動時に第２の間隙（８）近傍が高温になっても、「ゆらぎ」などの、放出電流（Ｉｅ）や素子電流（Ｉｆ）における変動を特に効果的に抑制することができる。また、このような効果を再現性良く発現するためには、第２部分（６）の熱伝導率が、第１部分（５）の熱伝導率の４倍以上であることが好ましい。

第１部分（５）は第２の間隙（８）の直下に位置し、Ｌ２の値はできる限り第２の間隙（８）の幅（図１のＸ方向における幅）に近いことが望ましい。これは、電極（４ａ、４ｂ）と、その直下に位置する第２部分（６）との接触面積をできるだけ大きくすることが上記した本発明の効果を奏する上で望ましいためである。しかしながら、間隙（８）は、作成方法にもよるが、後述する「活性化」処理を行う場合などの様に、その幅（Ｌ３）や蛇行形状を一様に形成できない場合も多い。

そのため、実効的には、Ｌ２の値は、第２の間隙（８）の幅よりも大きく設定される。そして、実用的には、パターニング精度などを考慮してＬ２は１０ｎｍ以上好ましくは２０ｎｍ以上に設定されることが好ましい。

いずれにしても、上述した効果を奏するために、間隙（８）の少なくとも一部が、第１部分（５）の直上の領域内に納まっている必要がある。即ち、Ｙ方向に連続するＺ−Ｘ断面の少なくとも一部のＺ−Ｘ断面に存在する間隙（８）が、第１部分（５）の直上の領域内に納まっている必要がある。勿論、図１に示す様に、Ｘ−Ｙ平面における間隙（８）が全て第１部分（５）の直上の領域内に納まっていることが好ましい。しかし、第１の実施形態例で述べた様に、本発明の効果を奏する範囲であれば、図２７に示す様なＸ−Ｙ平面における間隙（８）の一部が第１部分（５）の直上の領域内からはみ出す形態を除外するものではない。

そのため、実用的には、Ｘ−Ｙ平面における間隙（８）の８０％以上が第１部分（５）の直上に納まっていることが好ましい。尚、上記８０％は、Ｘ−Ｙ平面における間隙（８）の面積の８０％に置き換えることができる。また、換言すると、実用的には、一対の導電性膜（３０ａ及び３０ｂ）の端縁の各々の、Ｘ−Ｙ平面における間隙（８）を構成する部分の長さの８０％以上が、第１部分（５）の直上に納まっていればよい。

尚、第１部分（５）は、第２の間隙（８）の直下に配置されていれば、補助電極（２）と補助電極（３）の間の中央に位置しなくても良い。また、第１部分（５）は、図１（ａ）に示した例においては、Ｙ方向に直線状に形成した例を示したが、直線状でなくても構わない。

図１（ｃ）では、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）の間であって、電極（４ａ、４ｂ）が配置されていない領域においても、第２部分（６）に第１部分（５）が挟まれている場合を示している。しかし、本発明では、この形態に限定されることはなく、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）の間であって、電極（４ａ、４ｂ）が配置されていない領域には第１部分がなくてもよい。すなわち、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）間における基体（１００）の表面であって、電極（４ａ、４ｂ）が配置されていない領域は全て、第２部分で占められている形態であっても良い。

但し、いずれの形態においても、第２の間隙（８）の直下には、第１部分（５）が配置されている。従って、第１の間隙（７）の少なくとも一部は第１部分（５）の上に配置されていることになる。

（第３の実施形態例）
本発明の電子放出素子の変形例である第３の実施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）は模式的な平面図である。図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、それぞれ、図３（ａ）のＢ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’における断面模式図である。図３では、第１〜第２の実施形態例で説明した部材と同じ部材には同じ番号を付してある。この形態例における、Ｌ１、Ｌ２などの大きさや、各部材の材料や大きさなどは、第１〜第２の実施形態例で既に説明したものと同様である。

図１に示した第２の実施形態例では、第１部分（５）が第２部分（６）で挟まれていたが、図３に示した本実施形態例では、第１部分（５）と第２部分（６）とが並設している。そのため、基体（１００）の構造と、それに伴う第２の間隙（８）の位置が第２の実施形態例と異なる以外は、本質的に図１に示した第２の実施形態例と同様である。

また、前述した「ゆらぎ」の抑制効果と同等の効果が、図３に示した形態であっても得ることができる。

但し、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示した形態においては、補助電極２が補助電極３よりも第２の間隙（８）の近傍に位置している。そのため、電子放出させる際（駆動時）には、第２補助電極（３）の電位を第１補助電極２よりも電位が低くなるようにして駆動することが好ましい。

この様に駆動することで、電位が低い側の補助電極（３）に接続する第２電極（４ｂ）がエミッタ側になる。そして、第２カーボン膜（２１ｂ）の端縁であって、第２の間隙（８）を構成する部分に電子放出部が存在することになる。そこで、エミッタ側の電極（４ｂ）の直下には高抵抗な第２部分（６）を配置することで、第１電極（４ａ）側を低電位に設定するよりも、放電が生じた場合でもダメージを低減することができる。

図３（ｃ）では、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）の間であって、電極（４ａ、４ｂ）が配置されていない領域でも、第２部分（６）と第１部分（５）とが並設された例を示している。また、補助電極（２、３）や電極（４ａ、４ｂ）が配置されていない領域には、第１部分（５）および第２部分（６）とは異なる熱伝導性を備えた部分が配置されていてもよい。また、補助電極（２）と補助電極（３）の間であって、電極（４ａ、４ｂ）およびカーボン膜（２１ａ、２１ｂ）が配置されていない領域には第１部分（５）がなくてもよい。すなわち、補助電極（２）と補助電極（３）間における基体（１００）の表面であって、電極（４ａ、４ｂ）が配置されていない領域は全て、第２部分（６）で占められている形態であっても良い。但し、いずれの形態においても、第２の間隙（８）の直下には、第１部分（５）が配置されている。従って、第１の間隙（７）も第１部分（５）の上に配置されている。

また、本実施形態例で示した基体（１００）の構造は、第１の実施形態例の基体（１００）の構造にも適用することができる。即ち、その場合は、図３で示した、第１電極（４ａ）と第１カーボン膜（２１ａ）が第１導電性膜（３０ａ）に置き換わり、第２電極（４ｂ）と第２カーボン膜（２１ｂ）が第２導電性膜（３０ｂ）に置き換わる。

（第４の実施形態例）
本発明の電子放出素子の変形例である第４の実施形態例の基本的な構成について図４を用いて説明する。

図４において、第１〜第３の実施形態例で説明した部材と同じ部材には同じ番号を付してある。この形態例における、Ｌ１、Ｌ２などの大きさや、各部材の材料や大きさなどは、第１〜第３の実施形態例で既に説明したものと同様である。

図４（ａ）は模式的な平面図であり、図４（ｂ）、図４（ｃ）はそれぞれ図４（ａ）のＢ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’における断面模式図である。

この変形例においては、図４（ｂ）に示す様に、電極（４ａ、４ｂ）上に、第２の間隙（８）が露出する開口を備えた第２部分６が配置されている。図１、図３で示した形態においては、第１部分（５）及び第２部分（６）が電極（４ａ、４ｂ）の下側に配置された場合を示したが、この例は、電極（４ａ、４ｂ）の上側に配置した。尚、本変形例における第１部分（５）は、開口に相当する。本発明の電子放出素子は真空中で駆動するものであるから、本変形例では、第１部分（５）が真空となる。

この形態例においては、第２の実施形態例と同様にカーボン膜（２１ａ、２１ｂ）を用いる場合には、図４（ｂ）に示すように、第２部分（６）の開口部の側面を導電性膜（２１ａ、２１ｂ）で覆うことが好ましい。第１の実施形態例で説明したように、第２部分（６）は高抵抗な部材であり、好ましくは絶縁体である。そのため、間隙（８）から放出された電子が、この開口を通過する際に、放出された電子の一部が第２部分（６）に衝突し、第２部分（６）の開口内がチャージアップする可能性がある。そこで、開口内の表面（開口内の側面）を導電性を有する導電性膜（２１ａ、２１ｂ）で覆うことが好ましい。この様にすることで、開口内の第２部分（６）の表面（側面）に電子が衝突しても、放出された電子のビーム軌道への影響を抑制することができる。また、間隙（８）から放出された電子の広がり（電子ビーム径）は、開口で規定することができる。そのため、前述した「ゆらぎ」の抑制効果に加え、開口の形状を制御するだけで、本実施形態例の電子放出素子では高精細な電子ビームを放出することができるという効果を備える。そして、本実施形態例の電子放出素子用いた画像表示装置においては、高精細で安定した表示画像を得ることができる。

（第５の実施形態例）
本発明の電子放出素子の変形例である第５の実施形態例の基本的な構成について図６を用いて説明する。

図６において、第１〜第４の実施形態例で説明した部材と同じ部材には同じ番号を付してある。この形態例における、Ｌ１、Ｌ２などの大きさや、各部材の材料や大きさなどは、第１〜第４の実施形態例で既に説明したものと同様である。

図６に示した本実施形態例では、第１のカーボン膜２１ａと第２のカーボン膜２１ｂとが対向する方向を、基板１の表面に対して交差するように配置した例である。より具体的には、第１部分（５）と第２部分（６）と第１補助電極（２）とを基板（１）上に積層した例である。この形態例においても、基板（１）と第１部分（５）と第２部分（６）とで基体（１００）が構成されている。

そのため、第２の間隙（８）が、第１部分（５）と第２部分（６）と第１補助電極（２）とで構成された積層体の側面（第１部分（５）の側面）に配置されている。それ以外は、本質的に、図１や図３に示した、第２および第３の実施形態例と同様である。また、前述した「ゆらぎ」の抑制効果と同等の効果が、図６に示した形態であっても得ることができる。

図６（ａ）は模式的な平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。図６（ｃ）および図６（ｄ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ’断面図における別の形態例である。

本実施形態例においても、前述した図１の様に、第１部分（５）は、第２部分（６）に挟まれて配置されていても良い（図６（ｂ））。即ち、基板（１）上に、第２部分（６）、第１部分（５）、第２部分（６）、第１補助電極（２）の順番で積層された形態でも良い。

また、前述した図３で示した形態例の様に、第１部分（５）と第２部分（６）とが並設された形態であっても良い。即ち、第１部分（５）が第１補助電極（２）と第２部分（６）との間に配置されていても良い（図６（ｃ））。即ち、基板（１）上に、第２部分（６）、第１部分（５）、第１補助電極（２）の順番で積層された形態でも良い。

また、図６（ｄ）のように第１補助電極（２）の端部が、第１部分（５）の端部から離れていてもかまわない。このようにすることで、第１補助電極と第１カーボン膜（２１ａ）との距離、即ち第１補助電極と第２の間隙（８）との距離を長くとることができる。その結果、第１電極４ａの抵抗値を制御することで、第３の実施形態例で既に述べたように、放電が起こっても、電子放出部へのダメージを抑制することができる。

尚、ここで示した例では、第２の間隙（８）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の実施形態例では、第１導電性膜（３０ａ）と第２導電性膜（３０ｂ）とが対向する方向が基板１の平面方向（Ｘ方向）であった。また、第２〜第４の実施形態例では、第１カーボン膜（２１ａ）と第２カーボン膜（２１ｂ）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、第１カーボン膜（２１ａ）と第２カーボン膜（２１ｂ）とが対向する方向が基板（１）表面に対して垂直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。

本発明の電子放出素子では、駆動時において、図１０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（４４）が配置される。

そのため、本実施形態例のように、第１カーボン膜（２１ａ）と第２カーボン膜（２１ｂ）とが対向する方向がアノード電極（４４）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。

但し、本実施形態例において、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度以上９０度以下に設定されることが好ましい。

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（４４）に流れ込む電流であり、素子電流（Ｉｆ）は第１補助電極（２）と第２補助電極（３）との間を流れる電流で規定することができる。

そして、電子放出効率（η）を高くするためには、図６で示した形態例において、第１補助電極（２）の電位を第２補助電極（３）の電位よりも高く設定して駆動することが好ましい。この様にすれば、間隙（８）近傍から放出される電子の出射方向がアノード補助電極（４４）に向いているために、素子電流（Ｉｆ）に対して、アノード補助電極に到達する電流（電子放出量）を多くすることができる。

このように、駆動時において、第２補助電極（３）の電位に比べて第１補助電極（２）の電位を高く設定する場合には、第２部分（６）は高い絶縁性を有することが好ましい。この様な駆動を行った際には、第３の実施形態例で説明したように、第２補助電極（３）側に接続される第２カーボン膜（２１ｂ）が電子放出体（エミッタ）になる。そのため、第２電極（４ｂ）の直下に位置する第２部分（６）が高い絶縁性であれば、仮に放電が起きたとしても電子放出部へのダメージを抑制することができる。

また、本実施形態例で示した基体（１００）の構造は、第１の実施形態例の基体（１００）の構造にも適用することができる。即ち、その場合は、図６で示した、第１電極（４ａ）と第１カーボン膜（２１ａ）が第１導電性膜（３０ａ）に置き換わり、第２電極（４ｂ）と第２カーボン膜（２１ｂ）が第２導電性膜（３０ｂ）に置き換わる。

次に、本発明の電子放出素子の製造方法について説明する。以下に説明する本発明の製造方法によれば、上述した第１〜第５の実施形態例の電子放出素子を形成することができる。

尚、上述した本発明の電子放出素子を形成するための製造方法は、前述したように、以下に示す「通電フォーミング」処理および「活性化」処理を用いた製造方法に限定されるものではない。

以下では、第１の間隙（７）を「通電フォーミング」処理により形成する手法を示す。以下の製造方法によれば、「通電フォーミング」処理において、第１の間隙（７）の位置および形状を簡易に制御することができる。その結果、更に、「活性化」処理を施すことで、第２の間隙（８）を前述した第１部分（５）の直上に配置することができるため、電子放出部の位置を制御することができる。

以下では、図１に示した第２の実施形態例の電子放出素子を「通電フォーミング」処理および「活性化」処理を用いて形成する場合の例について説明する。

まず、従来技術で述べた補助電極（２）と補助電極（３）とを接続した導電性に「通電フォーミング」処理を行う際における、第１の間隙（７）の生成過程について述べる。

第１の間隙（７）が形成される過程の極めて初期の段階では、まず、電極（４）の極めて微小な一部が、ジュール熱によって、高抵抗化する（亀裂が発生する）と考えられる。尚、この段階では、最終的に形成される第１の間隙（７）の一部が形成されるだけである。即ち、補助電極（２）と補助電極（３）とが対向する方向（Ｘ方向）に対しておおよそ垂直な方向（Ｙ方向）において、電極４の端から端まで間隙７が形成されている訳ではない。そして、上述した高抵抗化（亀裂の発生）により、「通電フォーミング」で印加する電圧に起因する電極４中を流れる電流分布が変化する。そのため、今度は、電極４中の別の部分に電流の集中が起こり、その部分の高抵抗化（亀裂の発生）が起こると考えられる。このような高抵抗化が次々と連鎖的に生じることによって、高抵抗化した部分（亀裂）同士が徐々に繋がっていき、最終的に、電極（４）のＸ方向における両端部（両端部近傍）をつなぐ第１の間隙７が形成されると考えられている。

以上を踏まえて、第２の実施形態例の電子放出素子を例にして、本発明の製造方法の一例を図２を用いて以下に具体的に説明する。本発明の製造方法は、例えば以下の工程（１）〜工程（５）によって行うことができる。

（工程１）
基板（１）を十分に洗浄し、フォトリソグラフィー技術（レジスト塗布、露光、現像、エッチング）を用いて、第１部分（５）を形成する。その後、第２部分を形成するための材料を、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により堆積する。その後、剥離剤を用いてリフトオフを行い、第２部分（６）が第１部分（５）を挟むように第１部分（５）と第２部分（６）を配置する（図２（ａ））。

このとき、第２部分（６）の表面と第１部分（５）の表面（即ち、基体（１００）の表面）がほぼ平らになる様に形成することが好ましい。しかし、後述する工程３で形成する導電性膜４の膜厚に特段の変化がなければ第２部分（６）の表面に対して第１部分（５）の表面が多少凹凸状になっていてもかまわない。

また、ここでは、第１部分（５）および第２部分（６）を基板（１）上に形成する例を示す。しかしながら、第１部分（５）と第２部分（６）の一方または両方が、基板（１）の一部で形成されていても良い。

基板（１）としては、石英ガラス、青板ガラス、ガラス基板にスパッタ法等公知の成膜方法により形成した酸化シリコン（典型的にはＳｉＯ_２）を積層したガラス基板、あるいは、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。本発明では、基板（１）として、酸化シリコン（典型的にはＳｉＯ_２）を含んだ材料が望ましい。

第１部分（５）は、第２の間隙（８）の直下に位置する。そのため、間隙（８）において、電子の量子力学的なトンネル現象を効率良く行うために、第１部分（５）は、十分に高い絶縁性を有することが必要である。

そのため、第１部分（５）は絶縁性材料で構成されていることが好ましい。具体的には、第１部分（５）を構成する材料の抵抗率は、実用的には、第２部分（６）を構成する材料の抵抗率（１０^８Ω・ｍ以上）と同じかそれ以上であることが好ましい。また、シート抵抗値で換言すると、第１部分（５）のシート抵抗値は、第２部分（６）のシート抵抗値（１０^１３Ω／□以上）と同じかそれ以上であることが好ましい。

そして、後述する「活性化」処理によって良好な電子放出特性を得る上で、酸化シリコン（典型的にはＳｉＯ_２）を含む絶縁体であることが望ましい。そして、特には、第１部分（５）は、酸化シリコンを主体とすることが好ましい。酸化シリコンを主体とする場合には、実用的には、第１部分（５）中に含まれる酸化シリコンは、８０ｗｔ％以上、好ましくは９０ｗｔ％以上である。

第２部分（６）には、第１部分（５）よりも高い熱伝導性を示す部材を用いる。具体的には、第１部分（５）の熱伝導率の４倍以上であることで、第１の間隙（７）の位置を第１部分（５）上に高い確率で配置することができるので好ましい。また、第２部分（６）には、後述する工程３で形成する導電性膜（４）よりも高抵抗な材料を用いる。工程３で形成される導電性膜（４）より第２部分（６）が高抵抗であると、導電性膜（４）によって繋がれる補助電極（２，３）間の抵抗値が導電性膜（４）の抵抗よりも下がることがない。その結果、後述する「活性化」処理の際に放電が生じる可能性を低くすることができる。また、仮に放電が生じた場合においても、第２部分（６）に存在する電子の量が少ないので、放電の影響を低減することができる。また、駆動の際の放出電流（Ｉｅ）を安定させることができるので、画像表示装置に用いる場合、良好な画像を維持できない場合がある。

そのため、第２部分（６）は電極（４）よりも高抵抗であり、その材料としては、抵抗率が１０^８Ωｍ以上の材料が好ましい。また、シート抵抗値で換言すると、第２部分（６）のシート抵抗は、１０^１３Ω／□以上以上であることが好ましい。

第２部分（６）を形成するための材料としては、前述した様に、第１部分（５）の材料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、酸化チタンを用いることができる。また、第２部分（６）を上記した材料で形成し、第１部分（５）を酸化シリコンを主体とする絶縁体で形成すれば、後述する「活性化」処理により、実効的な電子放出部（第２の間隙（８））を第１部分（５）の直上に配置することができる。これは、後述する「活性化」処理が、酸化シリコンを含む部材上で効果的に行われるためである。上述したような、第２部分（６）に用いる材料では、「活性化」処理を行っても、電子放出特性が向上せず、良好な電子放出特性を生み出す第２の間隙（８）が形成されないためであると考えている。従って、例え「通電フォーミング」処理で第１の間隙（７）の一部が第１部分（５）の直上から外れても、「活性化」処理を施すことで、電子放出部を実効的に第１部分（５）上にのみ形成することができる。

また、第２部分（６）の厚さは、上記材料の選択にもよるが、本発明の効果上、１０ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは、１００ｎｍ以上である。また、厚みに上限はないが、プロセスの安定性や基板１との熱応力の関係上１０μｍ以下が好ましい。

第１の間隙（７）の形状の制御を行う上で、第１部分（５）のＸ方向における幅Ｌ２は、間隔Ｌ１より十分に小さく設定される。電子放出量の「ゆらぎ」を効果的に低減する上で、実用的には、Ｌ２はＬ１／２以下、好ましくはＬ１／１０以下に設定される。また、第１の間隙（７）の蛇行の範囲を抑制する効果を実用的に発現するためには、第２部分（６）の熱伝導率が、第１部分（５）の熱伝導率の４倍以上であることが好ましい。

（工程２）
次に、補助電極（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、第１補助電極（２）および第２補助電極（３）を形成する（図２（ｂ））。

このとき第１部分（５）と第２部分（６）の境界が第１補助電極（２）と第２補助電極（３）との間に位置するように形成する。ここでは、第１部分（５）を第２部分（６）で挟んだ形態であるので、第１部分（５）と第２部分（６）との２つの境界が、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）との間に位置するように形成する。図３で示した実施形態例では、第１部分（５）と第２部分（６）との１つの境界が、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）との間に位置するように形成する。

補助電極（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等の金属或は合金およびＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ_２、Ｐｄ−Ａｇ等の金属或は金属酸化物、半導体等を用いることができる。補助電極（２、３）の膜厚や、間隔（Ｌ１）や、幅（Ｗ）などは、前述した第１〜第２の実施形態例で述べた値を適宜適用すれば良い。

（工程３）
続いて、基板１上に設けられた第１補助電極（２）と第２補助電極（３）との間を接続する導電性膜４を形成する（図２（ｃ））。

導電性膜４の製造方法としては、例えば、まず、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、金属膜ある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導電性膜４を得る方法を採用とすることができる。

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。

なお、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。

次の工程で「通電フォーミング」処理を良好に行うために、導電性膜４は、Ｒｓ（シート抵抗）が１０^２Ω／□以上１０^７Ω／□以下の抵抗値の範囲で形成される。

なお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。

上記抵抗値を示す膜厚としては、実用的には、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲にある。また、導電性膜４の幅Ｗ’（図１参照）は補助電極（２、３）の幅Ｗよりも小さく設定される。

尚、工程３と工程２は順序を入れ替えることも可能である。

（工程４）
つづいて、「通電フォーミング」処理を行う。具体的には、導電性膜（４）に電流を流すことにより行う。導電性膜（４）に電流を流すためには、具体的には、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）の間に電圧を印加することで行うことができる。

導電性膜（４）に電流を流すことにより、導電性膜（４）の一部（第１部分（５）上）に第１の間隙（７）が形成される。その結果、第１の間隙（７）を挟んで、Ｘ方向に、第１電極（４ａ）と第２電極（４ｂ）とが対向して配置される。（図２（ｄ））。尚、第１電極（４ａ）と第２電極（４ｂ）は微小な部分で繋がっている場合もある。

「通電フォーミング」処理以降の処理は、例えば、図１０に示す真空装置内に上記工程１〜３を終えた基体（１００）を配置し、内部を真空にした後で行うことができる。

なお、図１０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。

なお、排気ポンプ（不図示）は、磁気浮上ターボポンプ、ドライポンプ等のオイルを使用しない高真空装置用と、イオンポンプからなる超高真空装置系用とを備えることができる。

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体（１００）は、不図示のヒーターにより加熱することができる。

「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第１補助電極（２）と第２補助電極（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１１（ａ）に示す。図１１（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〜１０ｍｓｅｃ、Ｔ２は１０μｓｅｃ〜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。

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１１（ｂ）に示す。図１１（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〜１０ｍｓｅｃ、Ｔ２は１０μｓｅｃ〜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。

以上説明した例においては、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）との間に三角波パルスを印加している。しかしながら、補助電極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ない。第１の間隙（７）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。

次に、図９を用いて、「通電フォーミング」処理において、本発明の製造方法で、第１の間隙（７）の形状が制御される理由について説明する。

従来の「通電フォーミング」処理を施した場合の通電中における温度分布を図９（ｂ）に示す。この場合には、ジュール熱による温度分布が補助電極２，３間でブロードになる。その結果、前述したようなさまざまな不均一性により、図８（ａ）に示したように第１の間隙（７）が大きく蛇行する場合がある。一方、本発明の製造方法では、「通電フォーミング」処理を施した場合の通電中における温度分布は図９（ａ）のように急峻にすることができる。

本発明の場合には、第１部分（５）よりも熱伝導率が高い第２部分（６）へ熱が拡散するため、ジュール熱による温度分布は、従来の「通電フォーミング」よりも急峻になる。前述した様な様々な不均一性が多少あっても、第１部分（５）の幅Ｌ２の直上に第１の間隙（７）を配置することができる。Ｌ２の幅を前述した範囲をあまり大きく外れると、図２５に示すように、第１の間隙（７）の全てが、第１部分（５）の直上に納まらなくなる場合もある。しかし、その場合でも、前述したように、第１部分（５）と第２部分（６）の材料を選択することで、後述する「活性化」処理により、実効的に、第１部分（５）上にのみ電子放出部を配置することができる。

（工程５）
次に、好ましくは、「活性化」処理を施す（図２（ｅ））。

「活性化」処理は、例えば、図１０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、補助電極２，３間に両極性の電圧を印加することで行うことができる。

この処理により、雰囲気中に存在する炭素含有ガスから、カーボン膜（２１ａ、２１ｂ）を形成することができる。具体的には、第１電極（４ａ）と第２電極（４ｂ）との間の基体（１００）上（第１部分（５）上）およびその近傍の電極（４ａ、４ｂ）上にカーボン膜（２１ａ、２１ｂ）を堆積させることができる。

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、具体的には、メタン、エタン、プロパンなどＣｎ Ｈ２ｎ＋２で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどＣｎ Ｈ２ｎ等の組成式で表される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用できる。

また、真空装置内の好ましい炭素含有ガスの分圧は、電子放出素子の形態、真空容器の形状や、用いる炭素含有ガスの種類などにより異なるため、適宜設定される。

上記「活性化」処理中に補助電極２，３間に印加する電圧波形としては、例えば図１２（ａ）あるいは図１２（ｂ）に示したパルス波形を用いることもできる。印加する最大電圧値（絶対値）は、１０〜２５Ｖの範囲で適宜選択することが好ましい。

図１２（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１２（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。

また、図１２に示したどちらの波形を用いても、素子電流（Ｉｆ）の上昇が緩やかになるまで「活性化」処理を行うことで、図２（ｅ）に示す様に基体表面に変質部（凹部）２２を形成することができる。この変質部（凹部）２２については、次のように考えている。

炭素の近くにＳｉＯ_２（基体の材料）が存在する条件下で基体の温度が上昇すると、Ｓｉが消費される。
ＳｉＯ_２＋Ｃ→ＳｉＯ↑＋ＣＯ↑
この様な反応が起こることによって基体中のＳｉが消費され、基体表面（第１部分（５）の表面）が削れた形状（凹部）が形成されるのではないかと考える。

変質部（凹部）２２を有すると、第１カーボン膜２１ａと第２カーボン膜２１ｂとの沿面距離を増やすことができる。そのため、第１カーボン膜２１ａと第２カーボン膜２１ｂとの間に駆動時に印加される強電界に起因するとみられる放電現象や、過剰な素子電流（Ｉｆ）の発生を抑制することができる。

「活性化」処理で形成されるカーボン膜（２１ａと２１ｂ）は、第２の実施形態例で説明したグラファイト状炭素を含むカーボン膜とすることができる。

以上の工程１〜工程５により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発光体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。

「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体（１００）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。

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。

「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。

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。

尚、図４に示した実施形態例の電子放出素子は、例えば、以下のよう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。

即ち、上記工程１で説明した基板（１）として、上記した第１部分（５）に相当する材料の基板を用い、その上に、上記した工程２および工程３と同様の工程を行う（図５（ａ）、図５（ｂ）。そして、次に、上記した第２部分（６）に相当する材料からなる層６を、導電性膜４上に成膜する。このとき、第２部分（６）に相当する材料からなる層の第１の間隙（７）を形成したい箇所に、フォトリソ技術等を用いて、開口を設けておく（図５（ｃ））。そして上記した工程４と同様の工程を施せば、開口内に第１の間隙（７）を形成することができる（図５（ｄ））。続いて、工程５と同様の工程を施す（図５（ｅ））ことで、図４に示した構成の電子放出素子を得ることができる。

また、図６（ｂ）に示した実施形態例の電子放出素子は、例えば、以下の様にして形成することができる。一例を図７を用いて説明する。

まず、上記工程１で説明した基板（１）上に、第２部分（６）を構成する材料層、第１部分（５）を構成する材料層、第２部分（６）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、第１補助電極（２）を構成する材料層を第２部分（６）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（図７（ａ）参照）。

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、段差形状を備える積層体を形成する（図７（ｂ））。

次に、第２補助電極（３）を基板（１）上に形成する（図７（ｃ））。

続いて、積層体の側面上を被覆するように、且つ、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）の間を接続するように、前述した工程３と同様にして、導電性膜４を形成する（図７（ｄ））。

そして、前述した工程４、工程５と同様に、「通電フォーミング」および「活性化」処理を行う（図７（e）、（ｆ））。

以上のようにして、図６（ｂ）に示した実施形態例の電子放出素子を形成することができる。尚、図６（ｃ）に示した形態例は、上記工程において第２部分（６）を構成する材料からなる層の一方を省けば、形成することができる。また、図６（ｄ）に示した形態例は、図６（ｃ）に示した形態例の作成方法にさらに、第１補助電極（２）の端部の位置をずらしただけであるので、パターニング工程を加えれば問題なく形成することができる。

尚、ここで示した前述した実施形態例の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〜第５の実施形態例の電子放出素子は限定されることはない。

次に、上述した第１〜第５の実施形態例で示した本発明の電子放出素子の基本特性について、図１３を用いて説明する。図１０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）と補助電極（２，３）印加する素子電圧（Ｖｆ）の関係の典型的な例を図１３に示す。

なお、図１３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１３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。

まず第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１３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。すなわち、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。

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。

第３に、アノード電極４４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４４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。

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。

図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に、電子放出素子を長時間駆動した場合の放出電流Ｉｅ（または輝度）を示す。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）において、縦軸および横軸は同じスケールで表している。

図８に示した従来例のような第２の間隙（８）の蛇行が大きい（即ち第１の間隙（７）の蛇行が大きい）場合、図１４（ａ）に示す様に、放出電流Ｉｅ（または輝度）のゆらぎが大きい。

また、図１４（ｂ）は、第２の間隙（８）の蛇行を小さく抑えてはいるが、基体（１００）の表面を全面酸化シリコンで構成した電子放出素子における放出電流Ｉｅ（または輝度）の変動の様子を示している。典型的には、図１に示した構成における第１部分（５）と第２部分（６）とを単一の酸化シリコン層に置き換えた形態と同等の構成の場合である。この場合、図１４（ｂ）に示したように放出電流Ｉｅ（または輝度）のゆらぎは図１４（ａ）に比べて多少改善されるが十分ではない。

図１４（ｃ）は、図１に示した第２の実施形態例の電子放出素子における放出電流Ｉｅ（または輝度）の変動の様子を示している。尚、この特性は、本発明の他の実施形態例の電子放出素子においても同様である。第１部分（５）上にある第２の間隙（８）近傍において駆動時に生じる熱が、高熱伝導材料を用いた第２部分（６）へ直ちに拡散すると考えられる。その結果、第１の実施形態例で既に述べたように、駆動時の第２の間隙（８）における局所的な温度上昇およびおよび導電性膜（４ａ、４ｂ、２１ａ、２１ｂ）自体の温度上昇が抑制される。そのため本発明の電子放出素子では、放出電流（または輝度）のゆらぎが最も抑制されるのではないかと考えている。

次に、上述した第１〜第５の実施形態例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。

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、例えば、電子源や、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。

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、前述の第１補助電極（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、前述の第２補助電極（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。

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１５を用いて説明する。

上述したｍ本のＸ方向配線（７２）は、Ｄｘ１，Ｄｘ２，……，Ｄｘｍからなり、絶縁性基板（７１）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（７２）は、金属等の導電性材料からなる。ｎ本の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（７２）とｎ本のＹ方向配線（７３）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。

また、前記Ｘ方向配線（７２）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（７３）には、走査信号に同期して、選択された各電子放出素子（７４）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。

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１６と図１７を用いて説明する。図１６は画像表示装置を構成する外囲器（ディスプレイパネル）（８８）の基本構成図であり、図１７は蛍光体膜の構成を示す模式図である。

図１６において、電子源基板（リアプレート）（７１）上に本発明の電子放出素子（７４）をマトリクス状に複数配列している。フェースプレート（８６）はガラスなどの透明基板（８３）の内面に蛍光体膜（８４）と導電性膜（８５）等が形成されたである。支持枠（８２）はフェースプレート（８６）とリアプレート（７１）の間に配置される。リアプレート（７１）、支持枠（８２）及びフェースプレート（８６）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（ディスプレイパネル）（８８）が構成される。尚、上記導電性膜（８５）は、図１０を用いて説明したアノード（４４）に相当する部材である。

外囲器（８８）は、フェースプレート（８６）、支持枠（８２）、リアプレート（７１）で構成することができる。また、フェースプレート（８６）とリアプレート（７１）との間に、スペーサーと呼ばれる不図示の支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強度を持つ外囲器（８８）を構成することができる。

図１７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図１７で示した蛍光体膜（８４）の具体的な構成例である。蛍光体膜（８４）は、モノクロームの場合は単色の蛍光体（９２）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（８４）は、少なくともＲＧＢ３原色の蛍光体（９２）と、各色の間に配置される光吸収部材（９１）とを含む。光吸収部材（９１）は好ましくは、黒色の部材を用いることができる。図１７（ａ）は、光吸収部材（９１）をストライプ状に配列した形態である。図１７（ｂ）は、光吸収部材（９１）をマトリクス状に配列した形態である。一般に、図１７（ａ）の形態は「ブラックストライプ」と呼ばれ、図１７（ｂ）の形態は「ブラックマトリクス」と呼ばれる。光吸収部材（９１）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（９２）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（８４）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（９１）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。

また、蛍光体膜（８４）の内面側（電子放出素子（７４）側）には、「メタルバック」などと呼ばれる導電性膜（８５）が設けられる。導電性膜（８５）の目的は、蛍光体（９２）からの発光のうち、電子放出素子（７４）側へ向かう光をフェースプレート（８６）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（８８）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。

導電性膜（８５）は、好ましくは、アルミニウム膜で形成される。導電性膜（８５）は、蛍光体膜（８４）作製後、蛍光体膜（８４）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。

フェースプレート（８６）には、更に蛍光体膜（８４）の導電性を高めるため、蛍光体膜（８４）と透明基板（８３）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。

上記外囲器（８８）内の各電子放出素子（７４）は図１５を用いて前述したＸ方向配線（７２）およびＹ方向配線（７３）に接続している。そのため、各電子放出素子（７４）に接続する端子Ｄｏｘ１〜Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１〜Ｄｏｙｎ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（７４）から電子放出させることができる。この時、高圧端子（８７）を通じ、導電性膜（８５）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（８６）と基板（７１）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（８５）を透過し、蛍光体膜（８４）に衝突する。そして蛍光体（９２）を励起・発光させることで画像を表示するものである。

なお、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。

また、図１６を用いて説明した本発明の外囲器（ディスプレイパネル）（８８）を用いて情報表示再生装置を構成することができる。

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、ディスプレイパネル（８８）に出力してスクリーンに表示または再生させる。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、文字情報およ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１６で示したディスプレイパネル（８８）においては、蛍光体膜（８４）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表示再生装置を構成することができる。勿論、放送信号がエンコードされている場合には、本発明の情報表示再生装置はデコーダーも含むことができる。また、音声信号については、別途設けたスピーカーなどの音声再生手段に出力して、ディスプレイパネル（８８）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。

また、映像情報または文字情報をディスプレイパネル（８８）に出力してスクリーンに表示および／あるいは再生させる方法としては、例えば以下のように行うことができる。まず、受信した映像情報や文字情報から、ディスプレイパネル（８８）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、ディスプレイパネル（Ｃ１１）の駆動回路（Ｃ１２）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、駆動回路からディスプレイパネル（８８）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。

図２３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上記ディスプレイパネル（Ｃ１１）に画像データを出力する。画像表示装置（Ｃ１０）は、ディスプレイパネル（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、ディスプレイパネル（Ｃ１１）の各配線（図１６のＤｏｘ１〜Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１〜Ｄｏｙｎ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。

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ディスプレイパネル（Ｃ１１）に表示させることもできる。また、ディスプレイパネル（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表示再生装置（またはテレビジョン）を構成することができる。

ここで述べた情報表示再生装置の構成は、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、本発明の情報表示再生装置は、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、様々な情報表示再生装置を構成することができる。

以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに詳述する。

（実施例１）
本実施例では、第２の実施形態例で説明した電子放出素子を作成した例を示す。本実施例の電子放出素子の構成は、図１と同様である。以下、図１、図２を用いて、本実施例の電子放出素子の基本的な構成及び製造方法を説明する。

（工程−ａ）
最初に、清浄化した石英基板（１）上に、第２部分（６）のパターンに対応した開口を備えたフォトレジスト層を形成する。その後、ドライエッチング法を用いて第２部分（６）に対応するパターンの凹部を基板（１）の表面に形成する。このようにして同様の基板（１）を５つ用意した。

その後、それぞれの基板（１）の第２部分（６）に相当する凹部に、基板ごとに用いる材料が異なるように、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２を凹部に堆積させた。Ｓｉ_３Ｎ_４はプラズマＣＶＤ法により形成し、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２はスパッタ法により形成した。この実施例においては、第１部分（５）が石英で形成されたことになる。

同時に、抵抗率、熱伝導率測定用の石英基板を用意し、この基板にも各材料を上記の方法と同様に堆積させ、それぞれの抵抗率、熱伝導率を測定したところ、以下のようであった。

室温における抵抗率は、ＡｌＮは５×１０^１３Ωｍ、Ｓｉ_３Ｎ_４は１×１０^１３Ωｍ、Ａｌ_２Ｏ_３は２×１０^１３Ωｍ、ＴｉＯ_２は４×１０^８Ωｍ、ＺｒＯ_２は１×１０^８Ωｍであった。また、室温における熱伝導率は、ＡｌＮは２００Ｗ／ｍ・Ｋ、Ｓｉ_３Ｎ_４は２５Ｗ／ｍ・Ｋ、Ａｌ_２Ｏ_３は１８Ｗ／ｍ・Ｋ、ＴｉＯ_２は６Ｗ／ｍ・Ｋ、ＺｒＯ_２は４Ｗ／ｍ・Ｋ（室温）であった。また、石英基板１の抵抗率は、１×１０^１４Ωｍ以上であり、熱伝導率は、１．４Ｗ／ｍ・Ｋであった。

上記各材料は、第２部分（６）と第１部分（５）の表面がほぼ平らになるように堆積させた。

次いで、フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、フォトレジスト上の堆積膜をリフトオフして、第２部分（６）が第１部分（５）を挟むように配置された基体（１００）を得た（図２（ａ））。

尚、第１部分（５）の幅Ｌ２を５μｍ、第２部分（６）の厚さを２μｍとした。

また、比較例１として、第１部分（５）、第２部分（６）を形成しない基板（すなわち石英基板１のみ）を用意した。また、比較例１’として、石英基板（１）の表面上に上記各材料をパターニングせずに堆積させた基板１（この場合、表面は全て第２部分（６）となる）も用意した。

（工程−ｂ）
次に、厚さ５ｎｍのＴｉとその上に形成した厚さ４５ｎｍのＰｔとからなる補助電極（２、３）を本実施例および比較例の各基体（１００）上に形成した。間隔Ｌ１を２０μｍとした。

尚、第１部分（５）の中央が、補助電極（２，３）のほぼ中央になるように形成した。また、補助電極（２，３）の幅Ｗ（図１参照）は５００μｍとした（図２（ｂ））。

（工程−ｃ）
続いて、工程―ａおよび工程−ｂを経た各基体（１００）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をパターニングして、導電性膜４を第１補助電極（２）と第２補助電極（３）とをつなぐように形成した（図２（ｃ））。形成された導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、１×１０^４Ω／□であり、膜厚は、１０ｎｍとした。

（工程−ｄ）
次に、上記工程―ａ〜工程−ｃを経た各基体（１００）を図１０の真空装置内に設置し、内部を１×１０^−６Ｐａの真空度まで排気した。その後、電源４１を用いて第１補助電極（２）と第２補助電極（３）との間に電圧Ｖｆを印加し、「通電フォーミング」処理を行った。この結果、導電性膜４に第１の間隙（７）を形成して、電極（４ａ、４ｂ）を形成した（図２（ｄ））。尚、「通電フォーミング」処理における電圧波形は図１１（ｂ）に示したものを用いた。本実施例では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、「通電フォーミング」を行った。尚、「通電フォーミング」処理の終了は、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）間の測定値が、約１ＭΩ以上になった時とした。

（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１２（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、補助電極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（２１ａ、２１ｂ）を形成した（図２（ｅ））。

以上の工程で電子放出素子を形成した。

このようにして、第２部分（６）をＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２で形成した基体（１００）の各々と、比較例１及び比較例１’で形成した基体（１００）の各々に対し、工程―ｂ〜工程―ｅまで同じ処理を施した。また、それぞれの基体（１００）上に、１０個ずつ同じ製造方法で電子放出素子を作成した。

また、本実施例において、第２部分（６）に用いた各材料の抵抗率は１０^８Ωｍ以上であるため、上記「活性化」処理中において大きなダメージを与える様な放電は生じなかった。

（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。

続いて、図１０に示した測定装置で、各電子放出素子の放出電流（Ｉｅ）と輝度の測定を行った。

放出電流（Ｉｅ）と輝度の測定では、予め蛍光体を付与したアノード電極（４４）と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとし、高圧電源（４３）によりアノード電極（４４）に５ｋＶの電位を与えた。この状態で、電源（４１）を用いて各電子放出素子の第１補助電極（２）と第２補助電極（３）との間に、波高値１７Ｖの矩形パルス電圧を印加した。

尚、この測定の際には、電流計（４２）により、本実施例及び比較例の電子放出素子の放出電流（Ｉｅ）を測定し、真空装置に設置された透明ガラス窓（不図示）から蛍光体輝度を測定した。測定された放出電流（Ｉｅ）および輝度の「ばらつき」を以下の表１に示す。ここで「ばらつき」とは、各基体（１００）それぞれの上に形成された１０個の電子放出素子の放出電流（Ｉｅ）および輝度の（標準偏差／平均値*１００（％））であらわした値のことを言う。

表１に示した様に、比較例１の電子放出素子に対し、本実施例の電子放出素子は、放出電流（Ｉｅ）の「ばらつき」および輝度の「ばらつき」が顕著に小さくなった。また、比較例１’の電子放出素子と比較例１の電子放出素子とでは、放出電流（Ｉｅ）は比較例１の電子放出素子の方が格段に大きかった。しかし、「ばらつき」については、比較例１’の電子放出素子と比較例１の電子放出素子とではあまり顕著な差は見られなかった。

第２部分（６）にＺｒＯ_２を用いた本実施例の電子放出素子では、放出電流Ｉｅの「ばらつき」および輝度の「ばらつき」は、比較例１’の電子放出素子とあまり変わらなかった。しかしながら、放出電流（Ｉｅ）に関しては、本実施例の電子放出素子の方が比較例１’の電子放出素子に比べて、桁で異なるほど遥かに大きな放出電流（Ｉｅ）を得ることができた。これは、作成工程に「活性化」処理を用いており、比較例１’の電子放出素子では第１の間隙（７）の直下（第１部分（５））に酸化シリコンを用いていなかったためであると思われる。即ち、比較例１’の電子放出素子は、いずれも、十分な「活性化」処理を行うことが出来なかったためであると推測される。

また、本実施例の電子放出素子のうち、第２部分（６）の熱伝導率が第１部分（５）の熱伝導率の４倍以上の場合は、ばらつきの抑制に顕著な効果があることがわかる。

上記放出電流（Ｉｅ）と輝度の測定を行った後、各電子放出素子の第２の間隙（８）近傍をＳＥＭで観察した。

比較例１の電子放出素子はどれも、図８（ａ）に示したように電子放出部（間隙８）が大きく蛇行していた。また、比較例１’の電子放出素子は、カーボン膜（２１ａ、２１ｂ）の堆積にばらつきがあり、第２の間隙（８）も大きく蛇行していた。

一方、本実施例の電子放出素子においては、ＺｒＯ_２を第２部分に用いた例以外は、どれも、図１（ａ）に示したように第２の間隙（８）は第１部分の幅Ｌ２内に実効的に納まっていた。但し、ＺｒＯ_２を第２部分に用いた例では、Ｘ−Ｙ平面内における第２の間隙（８）の一部が、図２７に示す様に、第１部分（５）の直上の領域から若干はみ出している部分があった。しかしながら、第１部分の直上の領域内では、カーボン膜（２１ａ、２１ｂ）の堆積量に顕著なばらつきは見られなかった。そして、第１部分（５）の直上の領域から若干はみ出している部分にはカーボン膜の堆積にばらつきが見られた。このため、第１部分（５）の直上の領域から若干はみ出している部分には実効的な電子放出部が存在せず、実質的に電子放出部は第１部分（５）の直上の領域内に納まっているものと推測される。

（実施例２）
本実施例では、実施例１で記した製造方法と同じ方法で、図１に示した構成の電子放出素子を作成した。用いた材料や大きさなども実施例１と同様である。また、ここでは、比較例１の電子放出素子も実施例１で述べたものと同じ方法で形成した。

但し、ここでは、比較例２の電子放出素子を以下の方法で作成した。まず、石英基板（１）上に、実施例１の（工程−ｂ）と（工程−ｃ）とを施した。実施例１の比較例１と同様に、第１部分（５）と第２部分（６）とを比較例２の基体（１００）には配置していない。次に、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）のほぼ中央に図１などに示したＹ方向に伸びる第１の間隙（７）を、ＦＩＢを用いて、導電性膜４に形成した。即ち、第１の電極（４ａ）と第２の電極（４ｂ）を形成した。尚、形成した間隙（７）は、実施例１の第１部分（５）の幅（Ｌ２）の範囲と同様の範囲内に納まるように形成した。その後、実施例１の（工程−ｄ）および（工程−ｅ）と同様の工程を行った。以上の工程で比較例２の電子放出素子を石英基板（１）上に１０個形成した。

本実施例では、このようにして形成した各電子放出素子の電子放出量（Ｉｅ）および輝度の「ゆらぎ」を測定した。

尚、「ゆらぎ」は各電子放出素子に対し、実用的な駆動を行い、放出電流（Ｉｅ）と輝度を長時間に渡り測定した。実用的な駆動では、実施例１で記した測定同様、予め蛍光体を付与したアノード電極４４を用意した。そして、アノード電極（４４）と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとし、高圧電源（４３）によりアノード電極（４４）に５ｋＶの電位を与えた。そして、各電子放出素子の第１補助電極（２）と第２補助電極（３）との間に電源（４１）から波高値１５［Ｖ］、パルス幅１００［μｓ］、周波数６０［Ｈｚ］の矩形状の電圧パルスを繰返し印加した。

電流計（４２）により、本実施例の電子放出素子、比較例１、比較例２の電子放出素子の放出電流（Ｉｅ）を測定し、真空装置に設置された透明ガラス窓（不図示）から蛍光体の発光輝度を測定した。

放出電流（Ｉｅ）と輝度のゆらぎ値は、全ての電子放出素子において、同じ測定間隔で複数回行い、得られた複数のデータの（標準偏差／平均値×１００（％））を計算することで求めた。

以下の表２に各電子放出素子の放出電流（Ｉｅ）と輝度のゆらぎの値を示す。

表２のように比較例１の電子放出素子に対し、本実施例の第２の間隙（８）の蛇行と同程度に第２の間隙（８）の蛇行が小さい比較例２の電子放出素子では放出電流Ｉｅと輝度のゆらぎ値は小さかった。

また、本実施例の電子放出素子のうち、第２部分（６）の熱伝導率が第１部分（５）の４倍以上である電子放出素子では、放出電流Ｉｅと輝度のゆらぎの値が特異的に小さくなった。また、第２部分（６）にＺｒＯ_２を用いた本実施例の電子放出素子の放出電流Ｉｅと輝度のゆらぎの値は、比較例２の電子放出素子よりは少ないが特異な差は見られなかった。

上記放出電流Ｉｅと輝度の測定後、各電子放出素子の第２の間隙（８）近傍をＳＥＭで観察した。比較例２以外は、実施例１で既に述べた形態と同様であった。比較例１の電子放出素子が一番大きく蛇行していた。そして、第２部分（６）にＺｒＯ_２を用いた電子放出素子が次に大きく蛇行していた。その他の電子放出素子はどれも、図１（ａ）に示したように第２の間隙（８）の蛇行は第１部分（５）の幅Ｌ２内に実効的に納まっていた。

以上述べた実施例１と実施例２から、本発明の電子放出素子は、放出電流のバラツキが少なく、「ゆらぎ」も少ない良好な電子放出素子であることがわかる。

（実施例３）
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作成した例を示す。

本実施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。以下、図４、図５を用いて、本実施例の電子放出素子の製造方法を説明する。

（工程−ａ）
最初に、清浄化した石英基板（１）上に、補助電極（２、３）のパターンに対応した開口を備えるフォトレジストを形成する。次いで、厚さ５ｎｍのＴｉと厚さ４５ｎｍのＰｔを順次堆積した。次に、フォトレジストを有機溶剤で溶解し、Ｐｔ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフして、２０μｍの間隔Ｌ１を隔てて対向する補助電極（２、３）を形成した。尚、補助電極（２，３）の幅Ｗは５００μｍとした（図５（ａ））。

尚、本実施例においては、石英基板（１）が第１部分（５）に相当する。

（工程−ｂ）
続いて、工程―ａで作製した基板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。こうしてＰｄを主元素として含む導電性膜４が形成した。次に導電性膜４をパターニングして、導電性膜４を補助電極２、３とをつなぐように形成した（図５（ｂ））。形成された導電性膜４のＲｓ（シート抵抗）は、１×１０^４Ω／□であった。

（工程−ｃ）
次に、工程―ｂまでに作製された基板１上に、第２部分（６）に設ける開口パターンに対応してフォトレジスト層を形成する。このようにして同様の基板（１）を５つ用意した。

その後、それぞれの基板（１）上に、基板ごとに用いる材料が異なるように、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２を堆積させた。Ｓｉ_３Ｎ_４はプラズマＣＶＤ法により形成し、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２はスパッタ法により形成した。同時に抵抗率、熱伝導率測定用の基板にも各材料を堆積させ、抵抗率、熱伝導率を測定したところ、各測定値は実施例１と同じであった。

次いで、フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、上記堆積膜をパターニングした。これにより、第１補助電極（２）と第２補助電極（３）との間のほぼ中央に開口を設けた第２部分（６）が配置された基板１を得た（図５（ｃ））。

尚、第２部分（６）の開口の幅Ｌ２を５μｍ、厚さを２μｍとした。

次に、実施例１と同様の方法で、前述の（工程−ｄ）〜（工程−ｆ）を行った。

以上の工程で電子放出素子を形成した。また、本実施例においても、実施例１と同様に、同一基板上に１０個ずつ同じ製造方法で電子放出素子を作成した。

尚、本実施例においても、第２部分（６）に用いた各材料の抵抗率が１０^８Ωｍ以上であるため、上記「活性化」処理中において大きな放電は生じなかった。

続いて、実施例１と同様に、各電子放出素子の放出電流Ｉｅと輝度の測定を行った。測定された放出電流Ｉｅおよび輝度の「ばらつき」を以下の表３に示す。また、比較例３として、比較例１と同じ電子放出素子を作成した。

表３のように従来の電子放出素子（比較例３）に対し、本実施例の電子放出素子、すなわち、第２部分（６）を備える電子放出素子では放出電流Ｉｅおよび輝度の「ばらつき」が小さくなった。また、特に熱伝導率が比較例３の４倍以上の素子は、放出電流Ｉｅおよび輝度の「ばらつき」が小さくなった。

上記特性評価後、各電子放出素子の間隙８近傍をＳＥＭで観察した。

比較例３の電子放出素子は皆、図８（ａ）に示したように第２の間隙（８）が大きく蛇行していた。一方、本実施例の各電子放出素子はどれも、図４（ａ）に示したように第２の間隙（８）の蛇行は、第２部分（６）に設けた開口の幅Ｌ３内にほぼ制限されていた。

また、本実施例の電子放出素子の「ゆらぎ」について、実施例２と同様にして測定したところ、表２で示したのと同様に「ゆらぎ」の少ない良好な電子放出特性が得られた。

（実施例４）
本実施例では、第５の実施形態例で説明した電子放出素子を作成した例を示す。

本実施例にかかわる基本的な電子放出素子の構成は、図６（ｂ）と同様である。以下、図６、図７を用いて、本実施例の電子放出素子の製造方法を説明する。

（工程−ａ）
最初に、清浄化した石英基板（１）を５つ用意した。そして、それぞれの上に、基板（１）上に、基板ごとに用いる材料が異なるように、第２部分（６）を形成する材料として、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２を堆積させた。Ｓｉ_３Ｎ_４はプラズマＣＶＤ法により形成し、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２はスパッタ法により形成した。同時に抵抗率、熱伝導率測定用の別の基板にも上記各材料を堆積させ、抵抗率、熱伝導率を測定したところ、各測定値は実施例１、２と同じであった。

その後、第１部分（５）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（ＳｉＯ_２）を全ての基板（１）上に堆積させた。同時に抵抗率、熱伝導率測定用の基板にもＳｉＯ_２を堆積させ、抵抗率、熱伝導率を測定したところ、各測定値は比較例１、２と同じであった。

次に、酸化シリコン（５）の上に、再度、第２部分（６）を形成する材料を堆積させた。ここでは、それぞれの基板（１）において、最初に形成した第２部分（６）を形成する材料と同じ材料を酸化シリコン（５）上に形成した。

さらに第２部分（６）の上に、補助電極（２）を形成する材料として、厚さ５ｎｍのＴｉと厚さ４５ｎｍのＰｔを順次堆積させた（図７（ａ））。

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第１部分（５）と第１部分（５）を挟む第２部分（６）とで構成された積層体と、該積層体上に配置され第１補助電極（２）を形成した（図７（ｂ））。

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、第２補助電極（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４５ｎｍ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、第２補助電極（３）を形成した（図７（ｃ））。

補助電極（３）と補助電極（２）の幅Ｗは５００μｍとした。第１部分（５）の膜厚は５０ｎｍとした。第２部分（６）のうち、基板（１）側の膜厚は５００ｎｍとした。一方、第２部分（６）のうち、基板（１）から離れている方の膜厚を３０ｎｍとした。

また、第２部分（６）を形成せず、基板（１）表面と第１補助電極（２）との間にＳｉＯ_２層（第１部分）のみを５８０ｎｍの厚さで形成させた基板（１）も用意した（比較例４）。また、第1部分（５）を形成せず、基板１表面と第１補助電極（２）との間に第２部分（６）のみを５８０ｎｍの厚さで形成させた基板（１）も用意した（比較例４’）。

後の工程は、実施例１の（工程−ｃ）〜（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。実施例１と同様、本実施例においても、各基板毎に、１０個ずつ電子放出素子を作成した。

また、本実施例において、第２部分（６）に用いた各材料の抵抗率が１０^８Ωｍ以上であるため、上記「活性化」処理中において大きな放電は生じなかった。

続いて、実施例１、２と同様に、各電子放出素子の放出電流Ｉｅと輝度の測定を行った。測定された放出電流Ｉｅおよび輝度の「ばらつき」を以下の表４に示す。

表４のように比較例４の電子放出素子に対し、本実施例の電子放出素子は放出電流Ｉｅおよび輝度の「ばらつき」が小さくなった。また、比較例４’の電子放出素子と比較例４の電子放出素子とでは、放出電流（Ｉｅ）は比較例４の電子放出素子の方が格段に大きかった。また、「ばらつき」については、比較例４’の電子放出素子と比較例４の電子放出素子とではあまり顕著な差は見られなかった。

第２部分（６）にＺｒＯ_２を用いた本実施例の電子放出素子では、放出電流Ｉｅの「ばらつき」および輝度の「ばらつき」は、比較例の電子放出素子よりは優れているがその効果はそれほど大きくない。しかしながら、放出電流（Ｉｅ）に関しては、本実施例の電子放出素子の方が比較例４’の電子放出素子に比べて、桁で異なるほど遥かに大きな放出電流（Ｉｅ）を得ることができた。これは、作成工程に「活性化」処理を用いており、比較例４’の電子放出素子では第１の間隙（７）の直下に酸化シリコンが存在していなかったために、十分な「活性化」処理を行うことが出来なかったためである。

また、第２部分（６）の熱伝導率が第１部分（５）の熱伝導率の４倍以上の場合は、ばらつきの抑制に顕著な効果があることがわかる。

上記特性評価後、各電子放出素子の第２の間隙（８）近傍をＳＥＭで観察した。比較例４、比較例４’の素子はどれも、図８（ａ）に示したように電子放出部（間隙８）が大きく蛇行していた。また、比較例４’の電子放出素子は、カーボン膜（２１ａ、２１ｂ）の堆積にばらつきがあり、第２の間隙（８）も大きく蛇行していた。

一方、本実施例の電子放出素子はどれも、においては、ＺｒＯ_２を第２部分に用いた例以外は、どれも、図１（ａ）に示したように第２の間隙（８）は第１部分の幅Ｌ２内に全てに納まっていた。但し、ＺｒＯ_２を第２部分に用いた例では、第１の間隙（７）は、第１部分（５）の幅Ｌからはみ出している部分があった。しかしながら、第１部分の直上の領域内では、カーボン膜（２１ａ、２１ｂ）の堆積量にばらつきはそれほどなかった。

また、本実施例の電子放出素子の「ゆらぎ」について、実施例２と同様にして測定したところ、表２で示したのと同様に「ゆらぎ」の少ない良好な電子放出特性が得られた。

（実施例５）
本実施例では、上述した実施例１で作成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例である。そして、この電子源を用いて図１６に示した画像表示装置を作成した例でもある。以下に本実施例で作成した画像表示装置の製造工程を説明する。

〈基板作成工程〉
ガラス基板７１上に酸化シリコン膜を成膜した。第１部分（５）のパターンに対応してフォトレジストを酸化シリコン膜上に形成した。その後、ドライエッチング法を用いて第２部分（６）のパターンに相当する凹部を形成した。その後、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ_３Ｎ_４を第２部分（６）の材料として、第２部分（６）と酸化シリコン膜の表面がほぼ平らになるように用いて堆積させた。次いで、フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、上記堆積膜をリフトオフして、第２部分（６）が第１部分（５）を挟むように配置された基板７１を得た。尚、第１部分（５）の幅Ｌ２を５μｍ、第２部分（６）の厚さを２μｍとした。尚、この実施例においては、酸化シリコンで第１部分（５）が形成されている。

〈補助電極作成工程〉
次に、補助電極（２、３）を、基板７１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７１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。本実施例では補助電極（２）と補助電極（３）との間の中央に第１部分（５）のほぼ中央が位置するように配置した。また、補助電極（２）と補助電極（３）との間隔Ｌ１を１０μｍとし、長さＷを２００μｍとした。

〈Ｙ方向配線形成工程〉
次に、図１９に示すように、銀を主成分とするＹ方向配線（７３）を、補助電極（３）に接続するように形成した。このＹ方向配線（７３）は変調信号が印加される配線として機能する。

〈絶縁層形成工程〉
次に図２０に示すように、次の工程で作成するＸ方向配線（７２）と前述のＹ方向配線（７３）を絶縁するために、酸化シリコンからなる絶縁層（７５）を配置する。後述するＸ方向配線（７２）の下であって、且つ、先に形成したＹ方向配線（７３）を覆うように、絶縁層（７５）を配置する。Ｘ方向配線（７２）と補助電極（２）との電気的接続が可能なように、絶縁層（７５）の一部にコンタクトホールを開けて形成した。

〈Ｘ方向配線形成工程〉
図２１に示すように、銀を主成分とするＸ方向配線（７２）を、先に形成した絶縁層（７５）の上に形成した。Ｘ方向配線（７２）は、絶縁層（７５）を挟んでＹ方向配線（２４）と交差しており、絶縁層（７５）のコンタクトホール部分で補助電極（２）に接続される。このＸ方向配線（７２）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（７１）が形成される。

〈導電性膜形成工程〉
上記マトリクス配線が形成された基（７１）上の補助電極（２）と補助電極（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２２）。本実施例では、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、補助電極（２）と補助電極（３）間をつなぐように付与した。その後、この基板（７１）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。

〈「通電フォーミング」処理、「活性化」処理〉
次に、上述した工程によって、補助電極（２）と補助電極（３）とが、導電性膜（４）で接続されたユニットが多数形成された基板（７１）を、真空容器の中に配置した。

そして、真空容器内を排気した後、「通電フォーミング」処理と「活性化」処理とを行った。「通電フォーミング」処理と「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成方法で示したとおりである。

尚、「通電フォーミング」処理は、複数のＸ方向配線（７２）の中から１本づつ順次選択したＸ方向配線に１パルスづつ印加する方法で行った。つまり、「複数のＸ方向配線（７２）の中から選択した１本のＸ方向配線に１パルス印加した後に、別の１本のＸ方向配線を選択して１パルス印加する」という工程を繰り返した。

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（７１）が形成された。

次いで、図１６に示したように、上記基板（７１）の２ｍｍ上方に、ガラス基板（８３）の内面に蛍光体膜（８４）とメタルバック（８５）とが積層されているフェースプレート（８６）を支持枠（８２）を介して配置した。

そして、フェースプレート（８６）、支持枠（８２）、基板（７１）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。

本実施例では、画像形成部材である蛍光体膜（８４）は、カラー表示するために、ストライプ形状（図１７（ａ）参照）の蛍光体とした。そして、まずブラックストライプ（９１）を所望の間隔を置いて形成した。続いて、ブラックストライプ（９１）間にスラリー法により各色蛍光体（９２）を塗布して蛍光膜（８４）を作製した。ブラックストライプ（９１）の材料としては、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。

また、蛍光膜（８４）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（８５）を設けた。メタルバック（８５）は、蛍光体膜（８４）の内面側に、Ａｌを真空蒸着することで作製した。

以上のようにして完成した画像表示装置のＸ方向配線およびＹ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択し、１４Ｖ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（７３）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。

以上説明した実施形態および実施例は、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。

本発明の電子放出素子の構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。 本発明の電子放出素子の製造方法の概要を示す模式図である。 本発明の電子放出素子の別の構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。 本発明の電子放出素子のさらに別の構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。 本発明の電子放出素子の製造方法の概要を示す模式図である。 本発明の電子放出素子のさらに別の構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。 本発明の電子放出素子の製造方法の概要を示す模式図である。 従来の電子放出素子の一例を示す断面および平面模式図である。 本発明の電子放出素子の製造時におけるフォーミングパルスを印加した際の温度分布を示す模式図である。 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。 本発明の電子放出素子の製造時におけるフォーミングパルスの一例を示す模式図である。 本発明の電子放出素子の製造時における活性化パルスの一例を示す模式図である。 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。 本発明の電子放出素子の駆動特性を示す模式図である。 本発明の電子放出素子を用いた電子源基板を説明するための模式図である。 本発明の電子放出素子を用いた画像表示装置の一例の構成を説明するための模式図である。 蛍光体膜を説明するための模式図である。 本発明による電子源及び画像表示装置の製造工程の一例を示す模式図である。 本発明による電子源及び画像表示装置の製造工程の一例を示す模式図である。 本発明による電子源及び画像表示装置の製造工程の一例を示す模式図である。 本発明による電子源及び画像表示装置の製造工程の一例を示す模式図である。 本発明による電子源及び画像表示装置の製造工程の一例を示す模式図である。 本発明のテレビジョン装置のブロック図である。 従来の電子放出素子の製造工程の一例を示す模式図である。 本発明における電子放出素子の一部を示す模式図である。 本発明の電子放出素子の構成を示す模式図である。 本発明の電子放出素子の変形例を示す模式図である。

符号の説明

１ 基板
２、３ 補助電極
４ａ、４ｂ 電極
２１ａ、２１ｂ カーボン膜
８ 間隙

Claims (19)

1. 基体と、該基体上に配置された、間隙を備える導電性膜と、を具備する電子放出素子であって、
   前記基体は、酸化シリコンを含む第１部分と該第１部分に並設された該第１部分よりも高い熱伝導率を有する第２部分とを少なくとも備えており、
   前記第１および第２部分は、前記導電性膜に比して高抵抗であり、
   前記導電性膜は、前記第１および第２部分の上に配置されており、
   前記間隙は、前記第１部分の上に配置されていることを特徴とする電子放出素子。
2. 前記第２部分は、前記第１部分を挟むように、前記第１部分の両脇に並設されていることを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子。
3. 前記第２部分の熱伝導率が、前記第１部分の熱伝導率の４倍以上である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。
4. 前記第１および第２部分を構成する材料の抵抗率が、１０^８Ωｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子放出素子。
5. 前記導電性膜のシート抵抗が１０^２Ω／□以上１０^７Ω／□以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子放出素子。
6. 前記第１部分は酸化シリコンを主体とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子放出素子。
7. 基体上に配置された一対の電極と、該一対の電極に接続した、一部に間隙を備える導電性膜と、を具備する電子放出素子であって、
   前記導電性膜よりも高抵抗な層が前記導電性膜上に配置されており、
   前記層は前記間隙を露出する開口を備え、
   前記開口の下に位置する部分における前記基体の熱伝導率が、前記層の熱伝導率よりも低いことを特徴とする電子放出素子。
8. 複数の電子放出素子を有する電子源であって、各々の前記電子放出素子が請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電子放出素子であることを特徴とする電子源。
9. 電子源と該電子源から放出された電子の照射によって発光する発光体とを備える画像表示装置であって、前記電子源が請求項８に記載の電子源であることを特徴とする画像表示装置。
10. 受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも１つを出力する受信器と、該受信器に接続された画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置であって、前記画像表示装置が請求項９に記載の画像表示装置であることを特徴とする情報表示再生装置。
11. 一部に間隙を備えた導電性膜を具備する電子放出素子の製造方法であって、
    第１部分と該第１部分に並設された該第１部分よりも高い熱伝導率を有する第２部分とを少なくとも備え、前記第１および第２部分に比して低抵抗な導電性膜で前記第１および第２部分が覆われた基体を用意する第１工程と、
    前記導電性膜に電流を流すことで、該導電性膜の一部であって、前記第１部分の上に、間隙を形成する第２工程と、
    を含む電子放出素子の製造方法。
12. 前記第２部分は、前記第１部分を挟むように、前記第１部分の両脇に並設されていることを特徴とする請求項１１に記載の電子放出素子の製造方法。
13. 前記第２部分の熱伝導率が、前記第１部分の熱伝導率の４倍以上であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の電子放出素子の製造方法。
14. 前記第１および第２部分を構成する材料の抵抗率が１０^８Ωｍ以上であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の電子放出素子の製造方法。
15. 前記第１工程において、前記導電性膜のシート抵抗が１０^２Ω／□以上１０^７Ω／□以下であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の電子放出素子の製造方法。
16. 前記第１部分は酸化シリコンを主体とすることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の電子放出素子。
17. 基体上に配置された一対の電極と、該一対の電極に接続した、一部に間隙を備えた導電性膜と、を具備する電子放出素子の製造方法であって、
    （Ａ）一対の電極と、（Ｂ）該一対の電極間を接続する導電性膜と、（Ｃ）前記一対の電極間に位置し前記導電性膜の一部を露出する開口を備え、前記導電性膜上に配置された、前記導電性膜よりも高抵抗な層と、を具備した基体を用意する工程と、
    前記導電性膜に前記一対の電極を通じて電流を流すことで、前記導電性膜の一部であって、前記開口内に、間隙を形成する工程と、
    を含み、
    前記基体の少なくとも前記開口下に位置する部分の熱伝導率が前記層の熱伝導率よりも低い、ことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
18. 複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法であって、前記複数の電子放出素子の各々が請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の製造方法により製造されることを特徴とする電子源の製造方法。
19. 電子源と該電子源から放出される電子の照射により発光する発光部材とを備える画像表示装置の製造方法であって、前記電子源が請求項１８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。
    

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