JP3902995B2 - 電子放出素子、電子源及び画像形成装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子放出素子の製造方法、および電子放出素子を多数配置してなる電子源の製造方法、並びに、電子源を用いて構成した表示装置などの画像形成装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子放出素子として表面伝導型電子放出素子が知られている。かかる表面伝導型電子放出素子の構成、製造方法などは、例えば特開平８−３２１２５４号公報などに開示されている。
【０００３】
上記公報などに開示されている一般的な表面伝導型電子放出素子の構成を図１４に模式的に示す。図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）はそれぞれ、上記公報などに開示されている上記電子放出素子の平面図および断面図である。
【０００４】
図１４において、１は基体であり、２，３は対向する一対の電極（素子電極）、４は導電性膜、５は第２の間隙、６はカーボン膜、７は第１の間隙である。
【０００５】
図１４に示した構造の電子放出素子の作製工程の一例を図１５に模式的に示す。
【０００６】
先ず、基板１上に一対の電極２，３を形成する（図１５（Ａ））。続いて、電極２、３間を接続する導電性膜４を形成する（図１５（Ｂ））。そして、電極２，３間に電流を流し、導電性膜４の一部に第２の間隙５を形成する“フォーミング工程”を行う（図１５（Ｃ））。さらに、炭素化合物雰囲気中にて、前記電極２，３間に電圧を印加して、第２の間隙５内の基板１上、およびその近傍の導電性膜４上にカーボン膜６を形成する“活性化工程”を行い、電子放出素子が形成される（図１５（Ｄ））。
【０００７】
一方、特開平９−２３７５７１号公報には、上述の“活性化工程”を行う替わりに、導電性膜上に熱硬化性樹脂、電子線ネガレジスト、ポリアクリロニトリル等の有機材料を塗布する工程及び炭素化する工程からなる表面伝導型電子放出素子の製造方法が開示されている。
【０００８】
以上のような製造方法で作成された複数の電子放出素子からなる電子源と、蛍光体などからなる画像形成部材とを組み合わせることで、フラットディスプレイパネルなどの画像形成装置を構成できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の素子においては、“フォーミング工程”に加えて、“活性化工程”などを行うことで、“フォーミング工程”によって形成した第２の間隙５の内部に、さらに狭い第１の間隙７をもつ炭素あるいは炭素化合物からなるカーボン膜６を配置させ、良好な電子放出特性を得る工夫が為されている。
【００１０】
このような、従来の電子放出素子を用いた画像形成装置の製造においては、以下の課題を有している。
【００１１】
“フォーミング工程”や“活性化工程”における度重なる通電工程や、各工程における好適な雰囲気を形成する工程など、付加的な工程が多く、各工程管理が煩雑化していた。
【００１２】
また、上記電子放出素子をディスプレイなどの画像形成装置に用いる場合には、装置としての消費電力の低減のためにも電子放出特性の一層の向上が望まれている。
【００１３】
さらには、上記電子放出素子を用いた画像形成装置をより安価にそしてより簡易に製造することが望まれている。
【００１４】
そこで、本発明は、上記課題を解決するものであって、特に電子放出素子の製造工程を簡略化でき、かつ、電子放出特性の改善をも行うことのできる電子放出素子の製造方法、電子源の製造方法、並びに画像形成装置の製造方法を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した課題を解決するために鋭意検討を行ってなされたものであり、下述する構成のものである。
【００１６】
即ち、本発明は、電子放出素子の製造方法であって、基体上に一対の電極を形成する工程と、前記電極間を接続するように感光性材料を含む高分子膜を形成する工程と、前記感光性材料を含む高分子膜を、光を用いて所望形状にパターニングする工程と、前記パターニングされた高分子膜を低抵抗化し、カーボン膜にせしめる工程と、前記カーボン膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
上記本発明の電子放出素子の製造方法は、更なる特徴として、「前記パターニングされた高分子膜がポリイミド膜であること」、「前記カーボン膜にせしめる工程は、前記パターニングされた高分子膜に光、電子ビームまたはイオンビームを照射する工程を含むこと」、「前記カーボン膜に間隙を形成する工程は、前記カーボン膜に電流を流すことにより行われること」、を含む。
【００１８】
また、本発明は、複数の電子放出素子を有する電子源の製造方法であって、かかる電子放出素子が上記本発明の電子放出素子の製造方法により製造されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、複数の電子放出素子を有する電子源と、画像形成部材とを有する画像形成装置の製造方法であって、かかる電子源が上記本発明の電子源の製造方法により製造されることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、感光性材料を含む高分子膜を光を用いてパターニングするため、大面積にわたり均一形状の高分子膜が得られ、この高分子膜を低抵抗化し、間隙を形成するため、各素子の均一性も高まり電子放出特性の改善も行うことができる。
【００２１】
即ち、感光性材料を含む高分子膜を光を用いてパターニングすることにより、所望形状、膜厚の高分子膜を形成でき、この均一形状の高分子膜に、例えば光照射やレーザ照射をすれば各高分子膜が均一に良好に低抵抗化できる。
【００２２】
また本発明によれば、良好な電子放出特性を有する狭い間隙の形成のために、有機物質を含有する雰囲気を形成したり、高分子を導電性膜上に精度良く形成する工程などを省略でき、製造工程を簡略化することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を説明するが、本発明はこれらの形態例に限定されるものではない。
【００２４】
図１７は、本発明の製造方法により製造される電子放出素子１０２を用いた画像形成装置の一例を示す模式図である。尚、図１７では画像形成装置（気密容器１００）内を説明するために、後述する支持枠７２およびフェースプレート７１の一部を取り除いた図である。
【００２５】
図１７において、１は電子放出素子１０２が多数配置された電子源基板であるところのリアプレートである。７１は、画像形成部材７５が配置されたフェースプレートである。７２は、フェースプレート７１とリアプレート１間を減圧状態に保持するための支持枠である。１０１はフェースプレート７１とリアプレート１間の間隔を保持するために、配置されたスペーサである。
【００２６】
画像形成装置１００がディスプレイの場合には、画像形成部材７５は蛍光体膜７４とメタルバックなどの導電性膜７３から構成される。６２および６３はそれぞれ電子放出素子１０２に電圧を印加するために接続された配線である。Ｄｏｙ１〜ＤｏｙｎおよびＤｏｘ１〜Ｄｏｘｍは、画像形成装置１００の外部に配置される駆動回路などと、画像形成装置の減圧空間（フェースプレートとリアプレートと支持枠とで囲まれる空間）から外部に導出された配線６２および６３の端部とを接続するための取り出し配線である。
【００２７】
本発明の電子放出素子１０２の一例をより詳細に示したのが図１である。尚、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図である。
【００２８】
図１において、１は基体（リアプレート）、２と３は電極（素子電極）、６’は炭素を主成分とする導電性膜（カーボン膜）、５’は間隙である。また、炭素を主成分とする導電性膜６’は、電極２、３間の基体１上に配置されている。そして、炭素を主成分とする導電性膜６’は電極２、３の一部を覆うことにより、各々の電極２，３との確実な接続が可能となっている。
【００２９】
上記炭素を主成分とする導電性膜６’は「一部に間隙を有し、一対の電極間を電気的に繋ぐカーボン膜（炭素を主成分とする導電性膜）」と言うこともできる。また、「一対のカーボン膜（炭素を主成分とする導電性膜）」と言うこともできる。
【００３０】
上記のように構成される電子放出素子では、間隙５’に十分な電界が印加されたときに電子が間隙５’をトンネルして、電極２、３間に電流が流れる。このトンネル電子の一部が散乱により放出電子となる。
【００３１】
従って、炭素を主成分とする導電性膜６’は必ずしも全体が導電性を有していなくても、少なくとも一部が導電性を有していればよい。かかる膜６’が絶縁体であると、電極２，３間に電位差を与えても、間隙５’に電界がかからず、電子を放出せしめることができないためである。炭素を主成分とする導電性膜６’は、好ましくは、少なくとも電極２（および電極３）と間隙５’との間の領域が、導電性を有しており、この様な構成とすることで間隙５’に十分な電界を与えることができる。
【００３２】
図２及び図３は、本発明の電子放出素子の製造方法の一例を示したものである。以下に、図１乃至図３を用いて、本発明の電子放出素子の製造方法の一例を説明する。
【００３３】
（１）ガラスなどからなる基板（基体）１を洗剤、純水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体１上に電極２、３を形成する（図２（ａ））。基体１としては、好ましくはガラスが用いられる。ガラスとしては、石英ガラス、青板ガラスにＳｉＯ₂層を積層したガラス、Ｎａなどのアルカリ金属を低減したガラスなどが用いられる。ここで、電極材料としては、後述のようにレーザー照射プロセスを行う場合など、必要に応じて、透明導体である酸化物導電体、すなわち、酸化スズ、酸化インジウム（ＩＴＯ）等の膜を用いることができるが、通常は、一般的な金属材料を用いることができる。
【００３４】
（２）電極２、３を設けた基体１上に、電極２，３間を繋ぐ、高分子膜２１を形成する（図２（ｂ））。この高分子膜としてはポリイミド膜が好ましい。
【００３５】
高分子膜の形成方法は、種々の方法、すなわち、回転塗布法、印刷法、ディッピング法、スプレー法等を用いることができる。
【００３６】
具体的には、例えば感光性材料を含むポリイミド前駆体溶液２１を、例えば回転塗布法により塗布する。高分子の前駆体を溶かす溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどが使用でき、また、ｎ−ブチルセロソルブ、トリエタノールアミンなどと併用することもできるが、特に制限は無く、これらの溶媒に限定されるわけではない。次いで、溶媒を除去するためにプリベークする。ベーク温度は感光性基にもよるが１００℃以下でベークすることが好ましい。
【００３７】
次に、電極２、３間を接続する所望形状のポリイミド膜（高分子膜６”）が配置されるように作製したフォトマスク２２を通して光を照射する（図２（ｃ）はネガ型感光性高分子の例であり、図２（ｃ’）はポジ型感光性高分子の例である。）。照射する光は紫外線、遠紫外線、可視光、単波長線（ｇ線、ｉ線等）などがある。また、マスク２２を用いずに、予め所望形状に整形したビーム状の光を所望領域のみに照射することによっても対応できる。そして、上記のように光を照射した後、現像液により不要部分（ネガ型の場合は光が照射されなかった領域を指し、ポジ型の場合は光が照射された領域を指す）を溶解除去して所望形状の高分子膜６”を得る（図３（ａ））。
【００３８】
ネガ型感光性ポリイミドの場合、現像液としては特に制限はないが例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ホルムアミドなどの良溶媒と低級アルコール、芳香族炭化水素などの貧溶媒との混合溶媒が用いられる。また、ポジ型感光性ポリイミドの場合は、テトラメチルアンモニウムハイドロキシド水溶液等が用いられる。現像後は必要に応じてリンスを行う。
【００３９】
ネガ型感光性高分子は光を照射した部分の高分子が現像により残り、ポジ型感光性高分子は光を照射していない部分の高分子が現像処理によって残る。ネガ型を用いて本発明の電子放出素子を形成する場合には、高分子膜を形成する領域のみ硬化させ、残る領域の高分子は容易に洗い流す等して除去することができる。
【００４０】
そのため、本発明においてはネガ型が好ましく用いられる。この理由は、特には本発明の電子放出素子の製造方法を、多数の電子放出素子を複数の配線で接続する電子源の製造方法に適用した場合などにおいては、ポジ型に比べ、残渣が残る可能性が低くなる為である。これは、例えば電極２，３、配線６２、６３などを作成した基板（図９参照；詳しくは後述する。）にネガ型感光性ポリイミドを全面に塗付し、次いで、光を照射してパターニングする場合（図１０及び図１１参照；詳しくは後述する。）には、比較的平坦な領域（高分子膜を形成する領域）のみ光を照射すればよいためである。ポジ型の場合は、高分子膜を形成する領域以外の領域のポジ型感光性ポリイミド膜を除去しなければならず、そのため、配線などの段差部にも光を十分に照射する必要がある。そのためポジ型を用いた場合には、ネガ型に比べて残渣が残りやすくなるのである。一方、ネガ型を用いた場合には、残渣が残る可能性が低く、後の工程である電子ビームやレーザなどの照射により、残渣が低抵抗化して隣接する電子放出素子との間でのリークの原因となる可能性を低く抑えることができる。
【００４１】
そして、このようにして得られたポリイミドパターンは２００℃〜４００℃で加熱することによりイミド閉環されポリイミド膜とすることができる。
【００４２】
用いるポリイミドは、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等の芳香族系酸二無水物と、フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルエーテル、ベンゾフェノンジアミン、ビス（アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，２’−ビス［アミノフェノキシ（フェニル）］プロパン等の芳香族系ジアミン化合物との反応で得られるポリアミック酸からイミド化されたものが好ましい。感光性材料はこのポリアミック酸溶液に含まれる。
【００４３】
感光性材料を含むポリイミドの感光性材料とは、光により二量化または重合可能な炭素−炭素二重結合及びアミノ基またはその四級化塩、たとえば、（Ｎ、Ｎ−ジアルキルアミノエトキシ）アクリレート類およびその四級アンモニウム塩類、（Ｎ、Ｎ−ジアルキルアミノエトキシ）メタクリレート類およびその四級アンモニウム塩などあるいは光により部分的に分解して結合が切れたりするものであり、または重合前の二酸無水物と感光基を持つアルコール類とエステルを生成後、ジアミンと重合させたポリアミック酸であっても良い。また、本発明は、特にこれらの材料にのみ限定されるわけではない。
【００４４】
また、その他に、光重合開始剤、増感剤、共重合モノマー、あるいは基板との接着性改良剤などを含んでいても良い。光重合開始剤、増感剤としてはベンゾインエーテル類、ベンジルケタール類、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、キサントン類などがある。共重合モノマーとしてはモノマレイミド、ポリマレイミドあるいはその置換体などがある。勿論、本発明はこれらの化合物に限定されるわけではない。
【００４５】
本発明において、特に芳香族ポリイミドは比較的低温で炭素間の結合の解離、再結合によって導電性が発現しやすい、すなわち炭素原子間の二重結合が生成しやすい高分子であるため、上記した高分子膜として好ましい材料である。
【００４６】
（３）次に、パターニングされた高分子膜６”を低抵抗化せしめる「低抵抗化処理」を行う。「低抵抗化処理」は、高分子膜６”に導電性を発現せしめ、高分子膜６”を炭素を主成分とする導電性膜（カーボン膜）６’とする処理である。この工程では、後述の間隙形成工程の観点から、高分子膜６”のシート抵抗が、１０³Ω／□以上１０⁷Ω／□以下の範囲に下がるまで低抵抗化処理を行う。この「低抵抗化処理」の一例としては、高分子膜６”を加熱する事により低抵抗化することができる。加熱により高分子膜６”が低抵抗化する（導電化する）理由としては、高分子膜６”内の炭素原子間の結合の解離、再結合を行うことで導電性を発現すると考えている。
【００４７】
加熱による「低抵抗化処理」は、前記高分子膜６”を構成する高分子を分解温度以上の温度で加熱することで達成することができる。また、上記高分子膜６”の加熱は不活性ガス雰囲気中や真空中といった酸化抑制雰囲気下において行うことが特に好ましい。
【００４８】
前述した芳香族高分子、特に芳香族ポリイミドは、高い熱分解温度を有するが、その熱分解温度を超えた温度、典型的には、７００℃から８００℃以上で加熱することにより、高い導電性を発現せしめることができる。
【００４９】
しかしながら、本発明のように、電子放出素子を作成する上で、高分子膜６”が熱分解するまでの加熱を行う場合、オーブンやホットプレートなどによって基板全体を加熱する方法では、電子放出素子を構成する他の部材（電極や基体）の耐熱性の観点から、制約を受ける場合がある。特に、基体１においては、石英ガラスやセラミックス基板など、特に高い耐熱性を有するものに限定され、大面積のディスプレイパネル等への適用を考えると、非常に高価なものになってしまう。
【００５０】
そこで、本発明では、図３（ｂ）に示す様に、より好適な低抵抗化処理の方法として、電子ビームやイオンビームや光を照射することにより行う。照射する光としてはレーザビームやハロゲン光を用いることができる。そして、特には、レーザービーム照射手段１０からレーザービームを高分子膜６”に照射することにより、該高分子膜６”を低抵抗化することが好ましい。さらに好ましくは、電子ビーム照射手段１０から電子ビームを高分子膜６”に照射することにより、該高分子膜６”を低抵抗化することが好ましい。このようにすれば、特別な基板を用いることなく、高分子膜６”を低抵抗化することが可能となる。また、この場合、熱以外の要因、例えば電子線による分解再結合、光子による分解再結合が、熱による分解再結合に加味されるためにより好ましい結果を導いている可能性もある。
【００５１】
低抵抗化処理を行う過程を以下に説明する。
【００５２】
（電子ビーム照射を行う場合）
電子ビームを照射する場合は、電極２，３、高分子膜６”を形成した基体１を、電子銃が装着されている減圧雰囲気下（真空容器内）にセットする。容器内に設置された電子銃から高分子膜６”に対して電子ビームを照射する。この時の電子ビームの照射条件としては、加速電圧Ｖａｃ＝０．５ｋＶ以上１０ｋＶ以下であることが好ましい。また、電流密度（Ｉｄ）としては、Ｉｄ＝０．０１ｍＡ／ｍｍ²以上１ｍＡ／ｍｍ²以下の範囲で行なうことが好ましい。また、この電子線を照射している間、電極２、３間の抵抗値をモニターし、所望の抵抗値が得られた時点で電子線照射を終了することが好ましい。
【００５３】
（レーザービーム照射を行う場合）
レーザービームを照射する場合は、電極２，３、高分子膜６”を形成した基体１を、ステージ上に配置し、高分子膜６”に対してレーザービームを照射する。このとき、レーザーを照射する環境は、高分子膜６”の酸化（燃焼）を抑制するため、不活性ガス中や真空中で行うのが好ましいが、レーザーの照射条件によっては、大気中で行うことも可能である。
【００５４】
この時のレーザービームの照射条件としては、例えば、パルスＹＡＧレーザの第二高調波（波長５３２ｎｍ）を用いて照射することが好ましい。また、このレーザーを照射している間、電極２、３間の抵抗値をモニターし、所望の抵抗値が得られた時点でレーザービーム照射を終了することが好ましい。
【００５５】
また前記電子ビームあるいはレーザービーム照射は、高分子膜６”全体に渡って行う必要は必ずしもない。高分子膜６”の一部分を低抵抗化しておくことによっても、以後の工程を行うことができる。
【００５６】
（４）次に、前記工程により得られた導電性膜（カーボン膜）６’に、間隙５’の形成を行う（図３（ｃ））。
【００５７】
この間隙５’の形成は、具体的には電極２、３間に電圧を印加する（電流を流す）ことによって行なうことができる。尚、印加する電圧としてはパルス電圧であることが好ましい。この電圧印加工程により、導電性膜６’の一部に間隙５’が形成される。
【００５８】
なお、この電圧印加工程は、前述の低抵抗化処理と同時に、すなわち、電子ビームあるいはレーザービームの照射を行っている最中に、電極２、３間に電圧パルスを連続的に印加することによっても行うことができる。いずれの場合においても、電圧印加工程は、減圧雰囲気下、好ましくは１．３×１０^-3Ｐａ以下の圧力の雰囲気中で行うのが望ましい。
【００５９】
上記の電圧印加工程においては、導電性膜（カーボン膜）６’の抵抗値に応じた電流が流れる。従って、導電性膜（カーボン膜）６’の抵抗が極端に低い状態、すなわち、低抵抗化が過剰に進んだ状態であると、間隙５’の形成に多大な電力が必要となる。比較的小さいエネルギーで間隙５’の形成を行うためには、低抵抗化の進行度合を調整することで可能である。そのため、低抵抗化処理は、高分子膜６”の全領域に渡って均一に行われることが最も好ましいが、高分子膜６”の一部にのみ低抵抗化処理を施すことでも対処しうる。
【００６０】
本発明の電子放出素子が真空雰囲気中で駆動されることを加味すると、絶縁体が真空雰囲気中に露出することは好ましくない。そこで、前記電子ビームまたはレーザビームの照射によって、高分子膜６”の実質的な全表面を改質（低抵抗化）することが好ましい。
【００６１】
図４は、高分子膜６”の基板表面に平行な方向で、その一部を低抵抗化した場合の模式図（平面図）を示しており、図４（ａ）は電圧印加工程前、図４（ｂ）は電圧印加工程開始直後、図４（ｃ）は電圧印加工程終了時である。
【００６２】
まず、低抵抗化された領域６’に、電圧印加工程により電流が流れ、間隙５’の起点となる狭い間隙５”が形成される（図４（ｂ））。形成された狭い間隙５”を避けて電流が流れるため狭い間隙５”の周辺部が加熱され、熱分解を起こしていなかった領域も徐々に熱分解され、最終的に、基板表面と実質的に平行な方向における、高分子膜６”の全体に渡り、間隙５’が形成される（図４（ｃ））。
【００６３】
なお、上記のように、部分的に熱分解を行った高分子膜を用いたほうが、良好な電子放出特性を示す場合が多い。この理由は明確ではないが、未分解の高分子が、熱拡散によって間隙５’近傍に移動しやすいために、より電子放出に良好な間隙が形成、保持され、駆動による劣化の少ない構造になっていると思われる。このような場合については、前述の理由により低抵抗化されていない絶縁部分が表面に露出することは望ましくないので、帯電防止作用のある抵抗層を素子を含めた全面に形成しておくほうが望ましい。
【００６４】
以上のような工程を経て得られた電子放出素子を図５に示した測定装置によってその電圧−電流特性を計測したところ、その特性は、図１６に示したようなものである。図５において、図１などで用いた符合と同じ符号を用いた部材は、同じ部材を指す。５４はアノードであり、５３は高圧電源、５２は電子放出素子から放出された放出電流Ｉｅを測定するための電流計、５１は電子放出素子に駆動電圧Ｖｆを印加するための電源、５０は電極２，３間を流れる素子電流を測定するための電流計である。上記電子放出素子は、しきい値電圧Ｖｔｈを持っており、この電圧より低い電圧を電極２，３間に印加しても、電子は実質的に放出されないが、この電圧より高い電圧を印加することによって、素子からの放出電流（Ｉｅ）、電極２，３間を流れる素子電流（Ｉｆ）が生じはじめる。
【００６５】
この特性のため、同一基板上にマトリックス状に上記電子放出素子を複数配した電子源を構成し、所望の素子を選択して駆動する単純マトリックス駆動が可能である。
【００６６】
次に、図１７に示した、上記電子放出素子を用いた本発明の画像形成装置の製造方法の一例を図６乃至図１３などを用いて以下に示す。
【００６７】
（Ａ）まず、リアプレート１を用意する。リアプレート１としては、絶縁性材料からなるものを用い、特には、ガラスが好ましく用いられる。
【００６８】
（Ｂ）次に、リアプレート１上に、図１で説明した一対の電極２，３を複数組み形成する（図６）。電極材料は、導電性材料であれば良い。また、電極２，３の形成方法は、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法など種々の製造方法を用いることができる。なお、図６では、説明を簡略化するために、Ｘ方向に３組、Ｙ方向に３組、合計９組の電極対を形成した例を用いているが、この電極対の数は、画像形成装置の解像度に応じて適宜設定される。
【００６９】
（Ｃ）次に、電極３の一部を覆うように、下配線６２を形成する（図７）。下配線６２の形成方法は、様々な手法を用いることができるが、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
【００７０】
（Ｄ）下配線６２と、次工程で形成する上配線６３との交差部に絶縁層６４を形成する（図８）。絶縁層６４の形成方法も様々な手法を用いることができるが、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
【００７１】
（Ｅ）次に、電極２の一部を覆うように、下配線６２と実質的に直交する上配線６３を形成する（図９）。上配線６３の形成方法も様々な手法を用いることができるが、下配線６２と同様、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
【００７２】
（Ｆ）次に、各電極対２、３間を接続するように、高分子膜６”を形成する。高分子膜６”は、前述のような方法で作成することができるが、大面積に簡易に形成するには、スプレー法を用いることが好ましい。感光性材料を含むポリイミド前駆体溶液を全面に塗布し、オーブン中でプリベークし、図１０に示すようなマスク６５（ネガ型感光性高分子の場合の例である。）を通して光を照射し、現像、リンス、ベークして所定の位置にポリイミド膜からなる高分子膜６”を配置する（図１１）。
【００７３】
（Ｇ）続いて、前述した様に、各高分子膜６”を低抵抗化する「低抵抗処理」を行う。「低抵抗化処理」については、前記した電子ビームやイオンビームなどの粒子ビームを照射するか、レーザビームを照射することにより行われる。この「低抵抗化処理」は好ましくは減圧雰囲気中で行われる。この工程により、高分子膜６”に導電性が付与され、導電性膜６’に変化する（図１２）。具体的には、導電性膜６’の抵抗値としては、１０³Ω／□以上１０⁷Ω／□以下の範囲となる。
【００７４】
（Ｈ）次に、前記工程（Ｇ）により得られた導電性膜６’に、間隙５’の形成を行う。この間隙５’の形成は、各配線６２および配線６３に電圧を印加することによって行う。これにより、各電極対２、３間に電圧が印加される。尚、印加する電圧としてはパルス電圧であることが好ましい。この電圧印加工程により、導電性膜６’の一部に間隙５’が形成される（図１３）。
【００７５】
なお、この電圧印加工程は、前述の低抵抗化処理と同時に、すなわち、電子ビームあるいはレーザービームの照射を行っている最中に、電極２、３間に電圧パルスを連続的に印加することによっても行うことができる。いずれの場合においても、電圧印加工程は、減圧雰囲気下で行うのが望ましい。
【００７６】
（Ｉ）次に、予め用意しておいた、アルミニウム膜からなるメタルバック７３と蛍光体膜７４とを有するフェースプレート７１と、上記工程（Ａ）〜（Ｈ）を経たリアプレート１とを、メタルバックと電子放出素子が対向するように、位置合わせする（図１８（ａ））。支持枠７２とフェースプレート７１との当接面（当接領域）には接合部材が配置される。同様に、リアプレート１と支持枠７２との当接面（当接領域）にも接合部材が配置される。上記接合部材には、真空を保持する機能と接着機能とを有するものが用いられ、具体的にはフリットガラスやインジウム、インジウム合金などが用いられる。
【００７７】
図１８においては、支持枠７２が、予め上記工程（Ａ）〜（Ｈ）を経たリアプレート１上に接合部材によって固定（接着）された例を図示しているが、必ずしも本工程（Ｉ）時に接合されている必要はない。また、同様に、図１８においてはスペーサ１０１がリアプレート１上に固定された例を示しているが、スペーサ１０１も、本工程（Ｉ）時にリアプレート１に必ずしも固定されている必要はない。
【００７８】
また、図１８では、便宜上、リアプレート１を下方に配置し、フェースプレート７１をリアプレート１の上方に配置した例を示したが、どちらが上であっても構わない。
【００７９】
さらには、図１８では、支持枠７２およびスペーサ１０１は、予め、リアプレート１上に固定（接着）しておいた例を示したが、次の「封着工程」時に固定（接着）されるよう、リアプレート上またはフェースプレート上に載置するだけでもよい。
【００８０】
（Ｊ）次に、封着工程を行う。上記工程（Ｉ）で対向して配置されたフェースプレート７１とリアプレート１とを、その対向方向に加圧しながら、少なくとも前記接合部材を加熱する。上記加熱は、熱的な歪を低減するために、フェースプレートおよびリアプレートの全面を加熱することが好ましい。
【００８１】
尚、本発明においては、上記「封着工程」は、減圧（真空）雰囲気中あるいは非酸化雰囲気中にて行うことが好ましい。具体的な減圧（真空）雰囲気としては、１０^-5Ｐａ以下、好ましくは１０^-6Ｐａ以下の圧力が好ましい。
【００８２】
この封着工程により、フェースプレート７１と支持枠７２とリアプレート１との当接部が気密に接合され、同時に、内部が高真空に維持された、図１７に示した気密容器（画像形成装置）１００が得られる。
【００８３】
ここでは、減圧（真空）雰囲気中あるいは非酸化雰囲気中にて「封着工程」を行う例を示した。しかしながら、大気中で上記「封着工程」を行っても良い。この場合は、別途、フェースプレートとリアプレート間の空間を排気するための排気管を、気密容器１００に設けておき、上記「封着工程」後に、気密容器内部を１０^-5Ｐａ以下に排気する。その後、排気管を封止することで内部が高真空に維持された気密容器（画像形成装置）１００が得ることができる。
【００８４】
上記「封着工程」を真空中にて行う場合には、画像形成装置（気密容器）１００内部を高真空に維持するために、上記工程（Ｉ）と工程（Ｊ）との間に、前記メタルバック７３上（メタルバックのリアプレート１と対向する面上）にゲッター材を被覆する工程を設けることが好ましい。この時、用いるゲッター材としては、被覆を簡易にする理由から蒸発型のゲッターであることが好ましい。したがって、バリウムをゲッター膜としてメタルバック７３上に被覆することが好ましい。また、このゲッターの被覆工程は、上記工程（Ｊ）と同様に、減圧（真空）雰囲気中で行われる。
【００８５】
また、ここで説明した画像形成装置の例では、フェースプレート７１とリアプレート１との間には、スペーサ１０１を配置した。しかしながら、画像形成装置の大きさが小さい場合には、スペーサ１０１は必ずしも必要としない。また、リアプレート１とフェースプレート７１との間隔が数百μｍ程度であれば支持枠７２を用いずに、接合部材によって直接リアプレート１とフェースプレート７１とを接合することも可能である。そのような場合には、接合部材が支持枠７２の代替部材を兼ねる。
【００８６】
また、本発明においては、電子放出素子１０２の間隙５’を形成する工程（工程（Ｈ））の後に、位置合わせ工程（工程（Ｉ））および封着工程（工程（Ｊ））を行った。しかしながら、工程（Ｈ）を、封着工程（工程Ｊ）の後に行うこともできる。
【００８７】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８８】
［感光性ポリイミド溶液の調製例１］
（１）攪拌器、窒素導入管、塩化カルシウム管、排気管、温度計を付けた４つ口フラスコをあらかじめ、窒素ガスで置換する。このフラスコに窒素気流下でポリアミック酸（固形分１３．５％、溶媒Ｎ−メチル−２−ピロリドン）１００ｇ（０．０４ｍｏｌ）を仕込み、新たに蒸留したジメチルアミノエチルアクリレート１５ｇ（０．１ｍｏｌ）を加え、室温で１時間攪拌して、ポリアミック酸とジメチルアミノエチルアクリレートの塩が形成されている溶液を得た。次に、このポリアミック酸とジメチルアミノエチルアクリレートと塩を形成している溶液４６ｇに特級Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド６０．２ｇを加えて超音波中で混合した溶液を得た。
【００８９】
（２）別に窒素気流下で、光重合開始剤１−ヒドロキシシクロヘキシル フェニル ケトン４ｇと増感剤４’−ジメチルアミノアセトフェノン２ｇを特級Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１２ｇで溶解させた溶液を作製した。
【００９０】
上記（１）の溶液１０６．２ｇに上記（２）の溶液を１．８ｇ添加し、超音波中で混合し、５μｍ孔のフィルタを用いて加圧ろ過した。尚、上記（１）の溶液及び上記（２）の溶液はイエローランプ下で作製し、冷凍庫保管した。
【００９１】
［感光性ポリイミド溶液の調製例２］
攪拌器、窒素導入管、塩化カルシウム管を付けた排気管、温度計を付けた４つ口フラスコをあらかじめ、窒素ガスで置換する。このフラスコに窒素気流下でトルエン８００ｇ、ｏ−ニトロベンジルアルコール３６．７ｇ（０．２４ｍｏｌ）、ビフタル酸無水物３５．３ｇ（０．１２ｍｏｌ）を仕込み、５時間還流して一晩放置した。析出した結晶をトルエンで洗浄し、減圧乾燥し、ビフタル酸ジ（ｏ−ニトロベンジルエステル）４３ｇを得た。収率６０％。
【００９２】
次いで、ビフタル酸ジ（ｏ−ニトロベンジルエステル）２４ｇ（０．０４ｍｏｌ）をトルエン１５０ｇ、塩化チオニル１５０ｇ中に少量のＮ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド存在下で２時間還流した。室温まで放冷してビフタル酸ジ（ｏ−ニトロベンジルエステル）ジ塩化物１７．３ｇを得た。収率６８％。
【００９３】
次に、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル１ｇ、無水炭酸ナトリウム０．６３ｇ、アセトン２００ｍｌ及び蒸留水１００ｍｌとをビーカーに加え混合させた後、ビフタル酸ジ（ｏ−ニトロベンジルエステル）ジ塩化物３．１８ｇのクロロホルム１５０ｇ溶液を加え、強く攪拌した。冷やしながら１５分攪拌し、蒸留水１０００ｍｌを加え、水流ポンプでアセトン、クロロホルムを留去した。得られた白色沈殿を蒸留水で洗い乾燥し、３．８ｇの感光性ポリイミド前駆体を得た。これをＮ−メチルピロリドン等で希釈して必要の濃度の溶液を作製した。
【００９４】
［実施例１］
本実施例の電子放出素子として図１に示すタイプの電子放出素子を図２及び図３に示した製造方法と同様の手法を用いて作製した。図１乃至図３を用いて、本実施例の電子放出素子の作製方法を述べる。
【００９５】
基板１として石英ガラス基板を用い、これを純水、有機溶剤により充分に洗浄後、基体１面上に、白金からなる素子電極２、３を形成した（図２（ａ））。この時、素子電極間隔Ｌは１０μｍとし、素子電極の幅Ｗを５００μｍ、その厚さを１００ｎｍとした。
【００９６】
以上のように作製した基板に、［感光性ポリイミドの調製例１］で調製した感光性ポリイミドの前駆体である溶液を、スピンコータにより回転塗布し、ホットプレート上８０℃で３分加熱して、溶剤を乾燥させた（図２（ｂ））。
【００９７】
次いで、素子電極２，３を跨ぐ直径３００μｍの円形状の開口部を有するマスク２２を用い、超高圧水銀灯で露光した（図２（ｃ））。露光量は１００ｍＪ／ｃｍ²であった。このあと、Ｎ−メチル−２−ピロリドンと低級アルコールとの混合溶媒で浸漬現像を行った。さらにイソプロピルアルコールでリンスした後、オーブンで２００℃３０分加熱した。次いで真空条件下３５０℃までベークしイミド化した。パターン形状は良好であり、このポリイミド膜からなる高分子膜６”の膜厚は３０ｎｍであった（図３（ａ））。
【００９８】
次に、素子電極２，３、高分子膜６”を形成した基体１を電子銃の装着された真空容器中にセットし、十分に排気を行った後、加速電圧Ｖａｃ＝１０ｋＶ、電流密度ρ＝０．１ｍＡ／ｍｍ²なる電子ビームを高分子膜６”全面に照射した（図３（ｂ））。この時、素子電極２，３間の抵抗を測定し、１ｋΩまで抵抗が減少したところで電子ビーム照射を止めた。
【００９９】
次に、図５に示す真空装置内に、素子電極２，３、電子ビーム照射を行った高分子膜６”（炭素を主成分とする導電性膜６’）の形成された基板１を移した。
【０１００】
ここで、図５中、５１は素子に電圧を印加するための電源、５０は素子電流Ｉｆを測定するための電流計、５４は素子より発生する放出電流Ｉｅを測定するためのアノード電極、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は放出電流を測定するための電流計である。
【０１０１】
電子放出素子の上記素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅの測定にあたっては、素子電極２、３に電源５１と電流計５０とを接続し、該電子放出素子の上方に電源５３と電流計５２とを接続したアノード電極５４を配置している。
【０１０２】
また、本電子放出素子及びアノード電極５４は真空装置内に設置されており、その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おり、所望の真空下で本素子の測定評価を行えるようになっている。なお、アノード電極と電子放出素子間の距離Ｈを４ｍｍとしており、真空装置内の圧力を１×１０^-6Ｐａとした。
【０１０３】
図５の装置系を用いて、素子電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃパルス間隔１０ｍｓｅｃの矩形パルスを印加することにより導電性膜６’に狭い間隙５’を形成した。
【０１０４】
以上の工程により、本実施例の電子放出素子を作製した。
【０１０５】
次に、図５に示した真空装置内で、アノード電極５４に１ｋＶを印加しながら、本実施例の電子放出素子の素子電極２、３間に２２Ｖの駆動電圧を印加し、その時に流れる素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｅを測定したところ、Ｉｆ＝０．６ｍＡ、Ｉｅ＝４．３μＡであり、長時間駆動しても安定に電子放出特性を維持していた。
【０１０６】
最後に、本実施例の電子放出素子の断面を切り出し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって狭い間隙５’近傍を観察したところ、図１（ｂ）に示した形状と同様の形状が見られた。
【０１０７】
［実施例２］
本実施例の電子放出素子として図１に示すタイプの電子放出素子を図２及び図３に示した製造方法と同様の手法を用いて作製した。尚、本実施例では、高分子膜の形成に［感光性ポリイミドの調製例２］で調製した感光性ポリイミドの前駆体である溶液を用いた。図１乃至図３を用いて、本実施例の電子放出素子の作製方法を述べる。
【０１０８】
基板１として石英ガラス基板を用い、これを純水、有機溶剤により充分に洗浄後、基体１面上に、白金からなる素子電極２、３を形成した（図２（ａ））。この時、素子電極間隔Ｌは１０μｍとし、素子電極の幅Ｗを５００μｍ、その厚さを１００ｎｍとした。
【０１０９】
以上のように作製した基板に、［感光性ポリイミドの調製例２］で調製した感光性ポリイミドの前駆体をＮ−メチル−２−ピロリドンで希釈した３％溶液を、スピンコータにより回転塗布し、ホットプレート上８０℃で３分加熱して、溶剤を乾燥させた（図２（ｂ））。
【０１１０】
次いで、素子電極２，３を跨ぐ直径３００μｍの円形状以外は開口部であるマスク２２を用い、水銀−キセノンランプ（５００Ｗ）で露光した（図２（ｃ’））。このあと、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像を行った。さらに蒸留水でリンスした後、オーブンで１２０℃３０分加熱した。次いで真空条件下３５０℃までベークしイミド化した。パターン形状は良好であり、このポリイミド膜からなる高分子膜６”の膜厚は３０ｎｍであった（図３（ａ））。
【０１１１】
次に、実施例１と同様の条件で電子ビームを高分子膜６”全面に照射した後、図５に示す真空装置内に移した。
【０１１２】
さらに、実施例１と同様、図５の装置系を用いて、素子電極２，３間に２２Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃパルス間隔１０ｍｓｅｃの矩形パルスを印加することにより導電性膜６’（低抵抗化された高分子膜）に狭い間隙５’を形成し、本実施例の電子放出素子を作製した。
【０１１３】
次に、図５に示した真空装置内で、アノード電圧１ｋＶを印加しながら、本実施例の電子放出素子の素子電極２、３間に２０Ｖの駆動電圧を印加し、その時に流れる素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｅを測定したところ、Ｉｆ＝０．８ｍＡ、Ｉｅ＝３．６μＡであり、長時間駆動しても安定に電子放出特性を維持していた。
【０１１４】
最後に、本実施例の電子放出素子の断面を切り出し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって狭い間隙５’近傍を観察したところ、図１（ｂ）に示した形状と同様の形状が見られた。
【０１１５】
［実施例３］
本実施例の電子放出素子においても、基本的に前述の実施例の電子放出素子と同様の形状のものである。図１乃至図３などを用いて、本実施例の電子放出素子の作製方法を述べる。
【０１１６】
基体１として石英ガラス基板を用い、これを純水、有機溶剤により充分に洗浄後、基体１面上に、ＩＴＯからなる素子電極２、３を形成した（図２（ａ））。この時、素子電極間隔Ｌは１０μｍとし、素子電極の幅Ｗを５００μｍ、その厚さを１００ｎｍとした。
【０１１７】
以上のように作製した基板に、実施例１と同様にして感光性ポリイミド前駆体から作製したポリイミド膜からなる高分子膜６”を作製した。
【０１１８】
次に、ＩＴＯからなる素子電極２、３、実施例１と同様にして感光性ポリイミド前駆体から作製したポリイミド膜からなる高分子膜６”を形成した基体１をステージ上にセットし、高分子膜６”に対して、ＱスイッチパルスＮｄ：ＹＡＧレーザ（パルス幅１００ｎｍ、繰り返し周波数１０ｋＨｚ、ビーム径１０μｍ）の第二高調波（ＳＨＧ：波長５３２ｎｍ）を照射した。この時、ステージを移動させ、素子電極２から３の方向に高分子膜６”に１０μｍの幅で照射した。またこの時、素子電極２，３間の抵抗を測定し、１０ｋΩまで抵抗が減少したところでレーザ照射を止めた。
【０１１９】
ここで、基板を取り出して、光学顕微鏡によって観察したところ、図４（ａ）に示した形状と同様の形状が見られた。
【０１２０】
次に、実施例１と同様、図５の装置系を用いて、素子電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃパルス間隔１０ｍｓｅｃの矩形パルスを印加することにより高分子膜に狭い間隙５’を形成し、本実施例の電子放出素子を作製した。
【０１２１】
次に、図５に示した真空装置内で、アノード電圧１ｋＶを印加しながら、本実施例の電子放出素子の素子電極２、３間に２２Ｖの駆動電圧を印加し、その時に流れる素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｅを測定したところ、Ｉｆ＝０．８ｍＡ、Ｉｅ＝４．３μＡであり、長時間駆動しても安定に電子放出特性を維持していた。
【０１２２】
最後に、本実施例の電子放出素子を光学顕微鏡によって観察したところ、図４（ｃ）に示した形状と同様の形状が見られた。
【０１２３】
［実施例４］
本実施例では図１６に模式的に示した画像形成装置１００を作成した。電子放出素子１０２としては、図１乃至図３を用いてその製造方法を既に記した電子放出素子を用いた。図６乃至図１３、図１７、図１８を用いて、本実施例の画像形成装置の作製方法を述べる。
【０１２４】
図１３は、リアプレートと、その上に形成された複数の電子放出素子と、および複数の電子放出素子に信号を印加するための配線とから構成される電子源の一部を拡大して模式的に示している。１はリアプレート、２、３は電極、５’は間隙、６’は炭素を主成分とする導電性膜（カーボン膜）、６２はＸ方向配線、６３はＹ方向配線、６４は層間絶縁層である。
【０１２５】
図１７において、図１３と同じ符号のものは、同じ部材を示している。７１はガラス基板上に、蛍光体膜７４とＡｌからなるメタルバック７３とが積層されたフェースプレートである。７２は支持枠であり、リアプレート１、フェースプレート７１、支持枠７２で真空密閉容器が形成される。
【０１２６】
以下、図６乃至図１３、図１７、図１８を用いて、本実施例を説明する。
【０１２７】
（工程１）
ガラス基板１上に、スパッタリング法により、厚さ１００ｎｍのＰｔ膜を堆積し、フォトリソグラフィ技術を用いてＰｔ膜からなる電極２，３を形成した（図６）。なお、電極２、３の電極間距離は１０μｍとした。
【０１２８】
（工程２）
次に、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｘ方向配線６２を形成した（図７）。
【０１２９】
（工程３）
続いて、Ｘ方向配線６２とＹ方向配線６３の交差部になる位置に、スクリーン印刷法により絶縁性ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層６４を形成した（図８）。
【０１３０】
（工程４）
さらに、スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Ｙ方向配線６３を形成し、基体１上にマトリックス配線を形成した（図９）。
【０１３１】
（工程５）
以上のようにしてマトリックス配線を形成した基体１の電極２、３間に跨る位置に、［感光性ポリイミドの調整例１］で調製した感光性ポリイミド前駆体溶液をスプレー法により基体上に塗布した。ついでオーブンで溶媒を乾燥させた後、各素子で素子電極を跨ぐ直径１００μｍの円形状の開口部を有するマスク６５（図１０）を通して、超高圧水銀灯を光源とするミラープロジェクション露光機で露光した。このあと、Ｎ−メチル−２−ピロリドンと低級アルコールとの混合溶媒で浸漬現像を行った。さらにイソプロピルアルコールでリンスした後、オーブンで２００℃３０分加熱した。これを、真空下にて、３５０℃でベークし、直径約１００μｍ、膜厚３０ｎｍの円形のポリイミド膜からなる高分子膜６”を得た（図１１）。
【０１３２】
（工程６）
次に、Ｐｔからなる電極２、３、マトリックス配線６２、６３、ポリイミド膜からなる高分子膜６”を形成したリアプレート１をステージ上（大気中）にセットし、各々の高分子膜６”に対して、ＱスイッチパルスＮｄ：ＹＡＧレーザ（パルス幅１００ｎｍ、繰り返し周波数１０ｋＨｚ、ビーム径１０μｍ）の第二高調波（ＳＨＧ）を照射した。このとき、ステージを移動させ、各々の電極２から３の方向に高分子膜６”に１０μｍの幅で照射し、各々の高分子膜６”の一部に熱分解の進んだ導電性の領域を形成した。
【０１３３】
（工程７）
以上のようにして作製したリアプレート１上に、支持枠７２とスペーサ１０１とをフリットガラスにより接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、配線６２，６３が形成された面とを対向させて）、配置した（図１８（ａ））。尚、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。
【０１３４】
（工程８）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０^-6Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱および加圧して封着を行った（図１８（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。
【０１３５】
最後に、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、各々の電極２，３間に２５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃの矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする導電性膜６’に間隙５’を形成し（図１３参照）、本実施例の画像形成装置１００を作製した。
【０１３６】
以上のようにして完成した画像形成装置において、Ｘ方向配線、Ｙ方向配線を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、感光性材料を含む高分子膜を、光を用いてパターニングするため大面積にわたり、均一形状の高分子膜が得られ、この高分子膜を低抵抗化し、間隙を形成するため、各素子の均一性も高まり電子放出特性の改善も行うことができ、この電子放出素子を複数配列した電子源、あるいは画像形成装置は、大面積で明るく良好な画質の画像を長時間にわたり表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子放出素子の一例を示す模式的平面図及び断面図である。
【図２】本発明の電子放出素子の作製方法の一例を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の電子放出素子の作製方法の一例を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の電子放出素子の作製方法の別の例を示す模式的断面図である。
【図５】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６】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工程の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工程の一例を示す模式図である。
【図８】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工程の一例を示す模式図である。
【図９】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工程の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工程で使用するマスクの模式図である。
【図１１】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工程の一例を示す模式図である。
【図１２】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工程の一例を示す模式図である。
【図１３】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工程の一例を示す模式図である。
【図１４】従来の電子放出素子の模式図である。
【図１５】従来の電子放出素子の製造工程の模式図である。
【図１６】本発明による電子放出素子の電子放出特性を示す模式図である。
【図１７】本発明の画像形成装置の一例を示す模式的斜視図である。
【図１８】本発明の画像形成装置の製造工程の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 基体
２、３ 電極（素子電極）
４ 導電性膜
５ 第２の間隙
５’ 間隙
６ カーボン膜
６’ 炭素を主成分とする導電性膜
６” 高分子膜
７ 第１の間隙
２１ 感光性材料を含む高分子膜
２２ マスク
５０ 電極２，３間を流れる素子電流を測定するための電流計
５１ 電子放出素子に駆動電圧Ｖｆを印加するための電源
５２ 電子放出素子から放出された放出電流Ｉｅを測定するための電流計
５３ 高圧電源
５４ アノード
６２ 下配線（Ｘ方向配線）
６３ 上配線（Ｙ方向配線）
６４ 絶縁層
６５ マスク
７１ フェースプレート
７２ 支持枠
７３ メタルバック
７４ 蛍光体膜
７５ 画像形成部材
１００ 画像形成装置
１０１ スペーサ
１０２ 電子放出素子

Claims (6)

1. 電子放出素子の製造方法であって、基体上に一対の電極を形成する工程と、前記電極間を接続するように感光性材料を含む高分子膜を形成する工程と、前記感光性材料を含む高分子膜を、光を用いて所望形状にパターニングする工程と、前記パターニングされた高分子膜を低抵抗化し、カーボン膜にせしめる工程と、前記カーボン膜に間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
2. 前記パターニングされた高分子膜がポリイミド膜であることを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子の製造方法。
3. 前記カーボン膜にせしめる工程は、前記パターニングされた高分子膜に光、電子ビームまたはイオンビームを照射する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電子放出素子の製造方法。
4. 前記カーボン膜に間隙を形成する工程は、前記カーボン膜に電流を流すことにより行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子放出素子の製造方法。
5. 複数の電子放出素子を有する電子源の製造方法であって、前記電子放出素子が請求項１乃至４のいずれか一項に記載の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。
6. 複数の電子放出素子を有する電子源と、画像形成部材とを有する画像形成装置の製造方法であって、前記電子源が請求項５に記載の方法により製造されることを特徴とする画像形成装置の製造方法。

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