CN1728320A

CN1728320A - 电子释放元件的制造方法、信息显示重放装置

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Publication number: CN1728320A
Application number: CN200510081812.4A
Authority: CN
Inventors: 小林玉树; 山本敬介; 坂田刚志
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: CN1728320B; US20060003660A1; JP2006019132A; JP3774723B2; US7513814B2

Abstract

在本发明的电子释放元件的制造方法中，在“活性化步骤”中进行控制使得向间隙(7)实效地施加的实效电压(V′)成为希望的值。在“活性化步骤”中，一边控制从电源(51)输出的电压，一边循环向第1导电膜(4a)和第2导电膜(4b)之间施加电压，使得βeffect成为希望的值。

Description

电子释放元件的制造方法、信息显示重放装置

技术领域

本发明涉及电子释放元件的制造方法和使用它的电子源以及图像显示装置的制造方法。另外，本发明还涉及使用了该图像显示装置的信息显示重放装置。

背景技术

作为电子释放元件之一有表面传导型电子释放元件。作为其制造方法，特开2000-311593号公报和特开2000-306500号公报所揭示的那样，执行以下的“形成(forming)步骤”：使用通过使在将一对电极间连接起来的导电性膜中流过电流而产生的焦耳热，在导电性膜的一部分上形成间隙，进而通过实施被称为“活性化步骤”的处理，来形成电子释放部件。

可以通过在包含有含碳气体的气氛下，与“形成步骤”一样地，对结束了“形成步骤”的导电性膜循环施加脉冲电压，来进行“活性化步骤”。通过该处理，在通过“形成步骤”形成的间隙内和间隙附近的导电性膜上，堆积由因存在于气氛中的含碳气体所产生的碳和碳化合物构成的碳膜。由此，元件电流If、释放电流Ie显著改善，能够得到更良好的电子释放特性。另外，元件电流If是指在向一对电极间施加了电压时，流过一对电极间的电流。另外，释放电流Ie是指在向一对电极间施加了电压时，从电子释放元件释放出的电流。

在特开2000-311593号公报和特开2000-306500号公报中，在“活性化步骤”等电子释放元件的制造步骤中的电压施加步骤中，将多个电子释放元件与共通的布线连接起来，通过该布线向多个电子释放元件几乎同时地施加电压。因此，揭示了由于因布线电阻而产生的电压下降，而实际向各电子释放元件施加的电压从希望值偏离的情况。所以，在专利文献1和专利文献2中，揭示了测定流过各电子释放元件的电流If(或流过与各电子释放元件连接的布线的电流)，根据该测量值，补偿因布线造成的电压下降，向各电子释放元件(或与各电子释放元件连接的布线)施加电压。

具备经过这样的处理而制作的多个电子释放元件的电子源例如适用于平板显示器(平板型图像显示装置)等图像显示装置。在这样的图像显示装置中，显示图像的均匀性依存于各电子释放元件的电子释放特性。因此，在电子释放元件的制造方法中，要求高度再现性地实现希望的电子释放特性的方法。另外，在具有配置在同一基板上的多个电子释放元件的电子源的制造方法中，要求进一步降低电子释放元件间的电子释放特性差别的方法。

但是，为了达到使电子释放特性进一步均匀化和提高再现性，在上述布线电阻造成的电压下降以外，还需要考虑因构成各个电子释放元件的电极的电阻和导电性膜的电阻造成的电压下降。

因此，为了排除电压下降的影响，需要尽量多考虑与电子释放部件串联连接的部件的电阻。通过与这些电阻同时地测量元件电流If，能够进行更高精度的电压的补偿(“电压修正”或“电压调节”)。

特别由于上述导电性膜是非常薄的膜，所以其电阻并不限于例如在“活性化步骤”中始终一定的情况。也可以考虑以下的情况：例如与流过电极间的电流(元件电流If)的变化对应地，在导电性膜等上发生变化，电阻发生了变化。但是，在现有的方法中，在这样的导电膜等的电阻发生了变化的情况下，难以与该电阻变化对应地充分补偿(控制、修正或调节)向布线施加的电压。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种制造方法，调整从电源输出的电压，使得例如在“活性化步骤”中，实际向电子释放部件施加的电压成为希望的值。

为了解决上述课题，本发明是一种电子释放元件的制造方法，包含：将输出电压的电源与夹着间隙相对配置的第1导电膜和第2导电膜连接，在包含有含碳气体的气氛中，多次向上述第1导电膜和第2导电膜之间施加从上述电源输出的电压的电压施加步骤，其特征在于：上述电压施加步骤包含：(A)通过从上述电源分别输出第1设置电压和电压值与该第1设置电压不同的第2设置电压，而求出与第1和第2设置电压对应地在上述第1导电膜和第2导电膜之间流过的第1测量电流和第2测量电流的测量步骤；(B)与上述第1和第2设置电压的输出对应地，根据上述第1和第2测量电流和上述第1和第2设置电压，计算并确定实效地向上述间隙施加的第1实效电压和第2实效电压，根据该计算的结果求出满足下式1的βeffect的计算步骤；(C)在上述βeffect和规定的值βset之间有差的情况下，调整来自上述电源的输出电压，使得降低该差的输出电压调整步骤。

βeffect＝{(1/第1实效电压)-(1/第2实效电压)}/{ln(第2测量电流/第2实效电压的平方)-ln(第1测量电流/第1实效电压的平方)} ......式1

另外，在本发明中，其特征在于：上述第1实效电压是代入作为下式2中的Runknown而预先设置的初始值R1，并作为设置电压和测量电流，代入上述第1设置电压和上述第1测量电流的组合，由此得到的值，上述第2实效电压是代入作为下式2中的Runknown而预先设置的初始值R1，并作为设置电压和测量电流，代入上述第2设置电压和上述第2测量电流的组合，由此得到的值。

实效电压＝设置电压-测量电流×Runknown ......式(2)

在本发明中，其特征在于：到上述βeffect和上述希望的值βset的差变得没有为止循环进行以下的步骤：在上述βeffect比上述βset大的情况下，作为Runknown代入比上述R1的值还大的值的R2，同时作为实效电压和测量电流，分别将上述第1实效电压和上述第1测量电流的组合或上述第2实效电压和上述第2测量电流的组合代入到式2中，由此计算出新的第1设置电压和/或新的第2设置电压，或者在上述βeffect比上述βset小的情况下，作为Runknown代入比上述R1的值还小的值的R3，同时作为实效电压和测量电流，分别将上述第1实效电压和上述第1测量电流的组合或上述第2实效电压和上述第2测量电流的组合代入到式2中，由此计算出新的第1设置电压和/或新的第2设置电压的设置电压计算步骤；将上述新的第1和/或第2设置电压置换为上述测量步骤中的第1和/或第2设置电压，再次进行上述测量步骤、上述计算步骤和上述输出调整步骤的步骤。

在本发明中，其特征在于：到上述βeffect和上述希望的值βset的差收敛为止循环进行以下的步骤：在上述βeffect比上述βset大的情况下，作为Runknown代入比上述R1的值还大的值的R2，同时作为实效电压和测量电流，分别将上述第1实效电压和上述第1测量电流的组合或上述第2实效电压和上述第2测量电流的组合代入到式2中，由此计算出新的第1设置电压和/或新的第2设置电压，或者在上述βeffect比上述βset小的情况下，作为Runknown代入比上述R1的值还小的值的R3，同时作为实效电压和测量电流，分别将上述第1实效电压和上述第1测量电流的组合或上述第2实效电压和上述第2测量电流的组合代入到式2中，由此计算出新的第1设置电压和/或新的第2设置电压的设置电压计算步骤；将上述新的第1和/或第2设置电压置换为上述测量步骤中的第1和/或第2设置电压，再次进行上述测量步骤、上述计算步骤和上述输出调整步骤的步骤。

另外，上述本发明的特征还在于：在包含在一个阶梯状脉冲中的状态下，以规定的间隔循环从上述电源输出上述第1设置电压和第2设置电压；上述输出电压调整步骤在上述βeffect成为小于等于上述βset的1.5倍的时刻开始；上述第1设置电压或上述第2设置电压大于等于15V并且小于等于60V；上述R1大于等于0Ω并且小于等于40kΩ；上述βset大于等于0.00338并且小于等于0.00508。

进而，作为本发明的其他形式，是一种具备多个电子释放元件的电子源的制造方法，其特征在于：通过上述本发明的电子释放元件的制造方法，制造上述多个电子释放元件的各个。另外，在上述电子源的制造方法中，其特征在于：使用上述本发明的电子释放元件的制造方法，制造上述多个电子释放元件中的每个规定个数元件。

另外，作为本发明的其他形式，是一种具备电子源和发光体的图像显示装置的制造方法，其特征在于：通过上述电子源的制造方法，制造上述电子源。

另外，作为本发明的其他形式，是一种信息显示重放装置，至少具备：输出包含在所接收到的播放信号中的视频信息、文字信息和声音信息的至少一个的接收器；与该接收器连接的图像显示装置，其特征在于：通过上述图像显示装置的制造方法，制造上述图像显示装置。

根据上述本发明的制造方法，能够抑制电子释放元件的电子释放特性的离散，其结果是能够提供一种均匀性高的电子源和使用它的图像显示装置。另外，根据本发明，能够再现性良好地形成电子释放元件。另外，具体地说，即使在与电子释放元件串联连接的未知电阻随着时间变化的情况下，也能够进行控制使得例如在“活性化步骤”中，实际向电子释放部件施加的电压成为希望的值。

附图说明

图1是说明本发明的图。

图2A和图2B是表示适用本发明的电子释放元件的结构的模式图。

图3A～图3D是说明电子释放元件的制造步骤的模式图。

图4A和图4B是说明能够在“形成步骤”中使用的脉冲波形的图。

图5是用于测量适用了本发明而形成的电子释放元件的电子释放特性的装置的模式图。

图6是说明适用了本发明而形成的电子释放元件的电子释放特性的模式图。

图7是用于说明能够在本发明的“活性化步骤”中使用的脉冲电压的波形的例子的图。

图8A～图8C是表示在本发明的“活性化步骤”中使用的脉冲电压的波形的例子的模式图。

图9A～图9E是模式地表示能够适用本发明的电子源的制造步骤的图。

图10是表示本发明的图像显示装置的一个例子的模式图。

图11A和图11B是说明本发明的图像显示装置的制造步骤的模式图。

图12是模式地表示本发明的“活性化步骤”中的控制的一个例子的流程图。

图13是本发明的信息显示重放装置的一个例子的框图。

具体实施方式

以下，使用图3A～图3D，针对各步骤，更详细地说明本发明的电子释放元件的制造方法的一个例子。

(步骤1)在基板1上形成第1电极2和第2电极3(图3A)。

具体地说，在使用洗剂、纯水和有机溶剂等充分对基板1进行清洗后，通过真空蒸镀法、喷射法等堆积电极材料后，可以例如使用光刻法形成电极2、3。

作为基板1，可以使用石英玻璃、减少了Na等杂质的含有量的玻璃、钠钙玻璃、通过喷射法等向钠钙玻璃上层叠了氧化硅膜(典型的是SiO₂膜)的材料、氧化铝等的陶瓷基板、硅基板等。

作为电极2、3的材料，可以使用一般的导体材料。例如可以从Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、A、Cu、Pd等金属或合金、由Pd、Ag、Au、RuO₂、Pd-Ag等的金属或金属氧化物和玻璃等构成的印刷导体、In₂O₃-SnO₂等透明导电体和多晶硅等半导体材料等中，适当地选择。

考虑所应用的形式等地设计电极2、3之间的间隔L、电极2、3的宽度(与电极2和电极3的相对方向成为直角的方向的长度)W、导电性膜4的宽度W’等。对于L、W、W’，参考图2A。

理想的是电极2、3之间的间隔L是100nm到900μm的范围，考虑到向电极2、3之间施加的电压等，更理想的是1μm到100μm的范围。

考虑到电极的电阻值、电子释放特性，理想的是电极2、3之间的宽度W为1μm到500μm的范围。理想的是电极2、3的膜厚为10nm到10μm的范围。

(步骤2)形成导电性膜4，使得将第1电极2和第2电极3连接起来。

具体地说，首先，在设置了电极2、3的基板1上涂抹有机金属溶液，形成有机金属膜。有机金属溶液可以使用以导电性膜4的材料的金属为主要元素的有机金属化合物的溶液。接着，在对有机金属膜进行烧制处理后，通过提升(lift-off)、蚀刻等作图(patterning)为希望的形状，形成导电性膜4。作为有机金属溶液的涂抹方法，可以使用浸渍涂层法、旋转器(spinner)法、喷墨法等。

根据电极2、3的端部(垂直错位部分)的覆盖、电阻值、后述的形成条件等，适当地选择导电性膜4的膜厚，但理想的是大于等于5nm小于等于50nm。

另外，为了在后述的步骤3中进行“形成处理”时，容易进行形成步骤，理想的是导电性膜4的电阻值是某种程度的大小。具体地说，理想的是10³Ω/□～10⁷Ω/□。相反，理想的是“形成处理”后(形成间隙5后)的导电性膜4是低电阻，使得能够经由电极2、3充分地向间隙5施加电压。

作为导电性膜4的材料，可以列举Pd、Pt、Ru、Ag、Au等金属、PdO、SnO₂、In₂O₃等氧化物、HfB₂等硼化物、TiC、SiC等碳化物、TiN等氮化物、Si、Ge等半导体等。

另外，作为导电性膜4的形成方法，可以适用喷墨涂抹法、旋转涂抹法、浸渍涂层法、真空蒸镀法、喷射法等各种方法。

在上述导电性膜4的材料中，对于PdO，由于(1)通过在大气中烧制包含有机Pd化合物的膜，能够容易地形成为膜状，(2)由于是半导体而相对电气传导度低，用于得到上述范围的膜电阻值的膜厚的处理范围宽，(3)在后述的间隙5的形成后，容易还原能够成为金属Pd，所以容易降低形成间隙5后的膜电阻，并且提高了耐热性，还具有其他优点，因此是适合的材料。

另外，上述电极2、3是用于向导电性膜4稳定地提供电压的电极。因此，如果能够向导电性膜4稳定地提供电压，则并不必须有电极2、3。即，导电性膜4可以兼而发挥电极2、3的功能。在该情况下，可以省略上述电极2、3。

(步骤3)接着，在导电性膜4上形成第2间隙5(图3C)。

第2间隙5的形成方法可以采用光刻法或使用了电子线的光刻法、使用了FIB(集束离子束)的加工法等各种方法。在此，说明通过在导电性膜4上流过电流来形成间隙5的方法。

将通过在导电性膜4上流过电流来形成间隙5的方法称为“形成步骤”。该方法是以下方法：例如使用未图示的电源(脉冲发生器或电压脉冲发生器)，向电极2、3之间施加电压，从而在导电性膜4上流过电流，使用其结果产生的焦耳热，在导电性膜4的一部分上形成第2间隙5。

理想的是通过循环施加脉冲电压，来进行“形成步骤”。图4A和图4B表示可以用于“形成步骤”的脉冲电压波形的例子。图4A表示了循环施加将脉冲峰值设置为一定的脉冲电压的情况。另外，图4B表示了一边逐渐增加脉冲峰值一边循环施加脉冲电压的情况。

图4A中的T1和T2分别是脉冲宽度和脉冲间隔。通常，T1被设置为大于等于1μsec小于等于10msec，T2设置为大于等于10μsec小于等于100msec。可以根据电子释放元件的形式适当地选择所使用的峰值。在这样的条件下，例如通过循环施加从几秒到几十分钟的脉冲电压，来进行“形成步骤”。脉冲波形并不只限于三角波，也可以采用矩形波等希望的波形。图4B中的T1和T2可以与图4A一样。峰值可以例如每次0.1V地逐渐增加。

通过该步骤，以第2间隙5为边界，可以将导电性膜4分割为第1导电膜4a和第2导电膜4b。另外，即使第1导电膜4a和第2导电膜4b不完全分离，如果没有对电子释放特性产生多少影响，则也有在微小区域中将其连接起来的情况。

在作为导电性膜4使用了金属氧化物的情况下，如果在包含具有氢元素的还原性的气体的气氛下，进行“形成步骤”，则可以一边对导电性膜4进行还原一边形成间隙5，因此是理想的。其结果是，在步骤2的阶段中，以金属氧化物为主要成分的导电性膜4在完成了“形成步骤”后，成为以金属为主要成分的导电膜4a、4b，能够降低驱动电子释放元件时的寄生电阻量。另外，还可以附加用于对导电膜4a、4b完全进行还原的步骤。

可以在所施加的脉冲电压的休止期间中，插入局部不破坏、不使导电性膜4变形的程度的电压，例如0.1V左右的脉冲电压，测定元件电流(流过电极2、3之间的电流)，求出电阻值，例如可以在相对于“形成步骤”之前的电阻成为了1000倍以上的电阻的时刻，作为“形成步骤”的结束。

通过本步骤，间隙5的宽度(第1导电膜4a和第2导电膜4b的间隔)可以形成为不满100nm。这样的间隙5如果采用上述使用了电子线的光刻法、使用了FIB(集束离子束)的加工法等高精度的作图方法，则也可以不采用上述“形成步骤”。但是，从简单并且短时间地形成间隙5的角度看，理想的是使用上述“形成步骤”。

(步骤4)接着，实施作为本发明的显著特征的被称为“活性化步骤”的处理。在此，说明通过“活性化步骤”，在间隙5内的基板1上和间隙5近旁的第1和第2导电膜4a、4b上形成碳膜6a、6b(图3D)的情况。在碳膜6a和碳膜6b之间形成第1间隙7。另外，在本发明中，通过“活性化步骤”形成在间隙5内的基板1上和间隙5近旁的第1和第2导电膜4a、4b上的膜并不只限于碳膜，也可以是金属膜或半导体膜。另外，“碳膜”、“金属膜”、“半导体膜”各自并不限于只由碳元素、金属或半导体构成的膜。即，“碳膜”也可以包含金属或半导体。

可以通过以下那样地进行本发明的“活性化步骤”：一边在包含有含碳气体的气氛中，控制从电源(脉冲发生器或电压脉冲发生器)51输出的电压，使得后面详细说明的βeffect成为希望的值，一边向第1导电膜4a和第2导电膜4b之间(第1电极2和第2电极3之间)循环施加电压。这样，通过控制(调节)输出电压使得βeffect成为希望的值，能够控制为在“活性化步骤”中实效地施加到间隙7的实效电压V’成为希望的值。另外，本发明的碳膜6a、6b不只可以只由碳元素构成，还可以含有其他元素(例如金属或半导体)。因此，“碳膜”与“包含碳的膜”同义。所以，为了得到更稳定的电子释放特性，理想的是碳膜6a、6b是以碳元素为主要成分的膜。另外，理想的是碳膜6a、6b是具有石墨结构的膜，但也可以是非晶态碳膜。另外，在此所述的“石墨结构”可以指包含许多纳米大小的石墨的微结晶的结构。另外，如果用含金属气体(例如有机金属气体)代替上述含碳气体，则可以在间隙5内的基板1上和间隙5近旁的第1和第2导电膜4a、4b上形成以金属为主体的膜6a、6b。因此，在本发明“活性化步骤”中，不只限于形成上述“碳膜”的情况，也可以适用于形成“含金属膜”的情况。另外，含金属膜不只可以由金属构成，也可以含有其他元素。

具体地说，可以以下这样进行“活性化步骤”：将产生脉冲电压的电源51与第1电极2和第2电极3连接，从电源51产生预先设置的设置电压V，在含碳气体中，循环向第1电极2和第2电极3之间施加脉冲电压(参考图3D)。

另外，典型的是第1间隙7配置在第2间隙5的内侧，其宽度比第2间隙5的宽度窄。另外，第1间隙7的宽度(第1碳膜6a和第2碳膜6b的间隔)小于等于50nm，从以低驱动电压实现稳定的电子释放的角度看，从实用上理想的是大于等于3nm小于等于10nm。另外，在图2A和图2B中，表示了完全分离第1碳膜6a和第2碳膜6b，但也可以不完全分离，如果不对电子释放特性产生多少影响，则也可以在微小区域中将其连接起来。因此，在“活性化步骤”中形成的碳膜6a、6b可以称为“具备第1间隙7的碳膜”。同样，在包含有含金属气体的气氛中进行“活性化步骤”的情况下，也可以称为“具备第1间隙7的含金属膜”。

另外，可以考虑在“活性化步骤”中，逐渐地堆积碳膜6a、6b，形成具备规定了最终宽度的间隙7的碳膜6a、6b。因此，可以认为在“活性化步骤”的开始时刻和结束时刻，碳膜6a、6b的形状、第1间隙7的形状(宽度)都基本是不同的。

例如可以使用油扩散泵或旋转泵等对真空容器内进行排气，利用残留在容器内的有机气体来形成用于形成碳膜6和6a的“活性化步骤”中的气氛。或者，还可以通过在通过离子泵等对真空容器内充分进行排气后，将适当的含碳气体导入到容器内(真空中)，来形成。由于电子释放元件的应用形式、真空容器的形状、含碳气体的种类等不同，所以适当地设置“活性化步骤”中的含碳气体的理想压力。

作为含碳气体可以使用碳化合物气体。作为碳化合物，理想的是使用有机物质。作为有机物质可以列举烷烃、烯烃、炔的脂肪族碳氢化合物、芳香族碳氢化合物、乙醇类、醛类、酮类、胺类、酚、香芹酮、磺酸等有机酸类。更具体地说，可以使用甲烷、乙烷、丙烷等用C_nH_2n+2表示的饱和碳氢化合物、乙烯、丙稀等用C_nH_2n等化合式表示的非饱和碳氢化合物、苯、甲苯、甲醇、乙醇、甲醛、丙酮、丁酮、甲胺、乙胺、酚、蚁酸、醋酸、丙酸等、或者这些的混合物。

本发明的特征之一是如上所述，通过在“活性化步骤”中控制(调节)从电源51输出的设置电压V，使得后述的βeffect成为希望的值，从而其结果是在“活性化步骤”中，控制(调节)向第1间隙7实效地施加的实效电压V’。

以下，使用图7、图8A～图8C、图12，说明本发明的“活性化步骤”中的控制方法的前提和考虑方法。

图7、图8A～图8C表示了在本发明的“活性化步骤”中从电源(脉冲发生器或电压脉冲发生器)51产生的脉冲(电压脉冲)的例子。另外，在“活性化步骤”中从电源51产生的脉冲的波形和种类并不只限于这些。

图8A是从电源51循环输出在一个脉冲中具有2个不同的电压V1、V12的阶梯状的脉冲的情况的例子。图7是在图8A的脉冲的基础上，施加将电压V1的极性反转了的电压V4的例子。另外，图8B是通过2个独立的脉冲(电压脉冲)形成各个电压V1、V12的例子。是将该2个脉冲作为一组，从电源51循环输出该组的情况的例子。另外，图8C将在后面详细说明，是从电源51循环输出具有3个不同的电压V1、V12、Vact的脉冲的情况的例子。在图7、图8B、图8C中，表示了从电源51循环输出波形相互不同的2种脉冲的情况。但是，在本发明的“活性化步骤”中，从电源51输出的脉冲也可以使用波形相互不同的3种或3种以上的脉冲。另外，在图8A中，表示了具有2个电压V1、V12的阶梯状的脉冲，但也可以是具有3个或3个以上的不同电压V1、V12、V13......的阶梯状的脉冲。

另外，在图7、图8A～图8C的各例子中，将电压V1表示为从电源51产生的“第1设置电压”，将电压V12表示为从电源51产生的“第2设置电压”。可以求出“第1设置电压”和“第2设置电压”是不同的极性。即，在图7的例子中，V4不与“第1设置电压”和“第2设置电压”对应。

所以，在后述的作为本发明的特征的βeffect的控制(调节)中，如图7、图8A～图8C所示那样，需要从电源51输出至少具有相互不同的电压(第1设置电压V1和第2设置电压V12)的脉冲。另外，理想的是第1设置电压V1和第2设置电压V12的极性与通过本发明的制造方法形成的电子释放元件的驱动时释放电子时向电极2、电极3施加的驱动电压的极性相同。

另外，如图8C所示那样，可以认为在从电源51输出具有比第1设置电压V1和第2设置电压V12高的电压的脉冲的情况下，与设置电压V1、V12的影响相比，在“活性化步骤”中形成的碳膜6a、6b的形状和间隙7的宽度(第1碳膜6a和第2碳膜6b的间隔)受到具有该高电压的脉冲的更强的影响。

所以，在本发明中，将在“活性化步骤”中从电源51输出的脉冲所包含的电压中的最高的电压表示为“Vact”。另外，在图7、图8A、图8B中，由于设置电压V1就是从电源51输出的脉冲所包含的电压中的最高的电压，所以设置电压V1相当于“Vact”。但是，在设置电压V12大于设置电压V1的情况下，设置电压V12相当于Vact。其中，在图7的例子中，在负极性中，最大电压为V4。因此，在图7的例子中，V1和V4相当于Vact。

因此，在本发明的“活性化步骤”中，如图8C所示，可以分离为主要进行碳膜6a、6b的堆积的脉冲(包含“Vact”的脉冲)、用于计算后述的βeffect的值的脉冲(包含第1设置电压V1和第2设置电压V2的脉冲)。在这样的情况下，可以采用以下的方法：一边周期地从电源51输出主要进行碳膜6a、6b的堆积的脉冲，一边在希望计算出βeffect的值的定时下从电源51输出用于计算βeffect的值的脉冲。另外，在本发明的“活性化步骤”中，如图7和图8A那样，可以采用以下的方法：使主要进行碳膜6a、6b的堆积的脉冲兼而作为上述第1设置电压V1，另外将用于计算βeffect所必要的第2设置电压包含在进行碳膜6a、6b的堆积的脉冲中(使用图7和图8A那样的阶梯状的脉冲)。或者，如图8B那样，可以采用以下的方法：使主要进行碳膜6a、6b的堆积的脉冲兼而作为上述第1设置电压V1，并与进行碳膜6a、6b的堆积的脉冲分离地从电源(脉冲发生器或电压脉冲发生器)51输出计算βeffect的值所需要的第2设置电压。

另外，在图7、图8A～图8C所示的例子中，使从电源51输出的电压固定，但也可以如例如在“形成步骤”中使用图4B说明了的脉冲的例子那样，在“活性化步骤”中，随着时间经过提高从电源51输出的电压。在这样的情况下，Vact随着时间而同时上升。

另外，如图8B所示，第1设置电压V1和第2设置电压V12分离，如果在第1设置电压V1的脉冲和第2设置电压V12的脉冲之间延长不输出电压的期间，则也有在后述的βeffect的计算中产生误差的情况，因此理想的是实质上不输出电压的期间充分地短。另外，由于在此所述的“充分短的期间”依存于用于“活性化步骤”中的含碳气体的种类和含碳气体的部分压力等，所以要适当地设置，但实用上是指小于等于10msec。因此，典型的是，在如图8B那样将第1设置电压V1的脉冲和第2设置电压V12的脉冲分离的情况、或如图8C那样将Vact的脉冲和第1设置电压V1的脉冲分离的情况下，理想的是将该间隔(interval)设置为小于等于10msec。如果从该充分短的期间偏离，则为了在间隙7内堆积新的碳化合物等使间隙7的形状变化，而在第1设置电压V1下测定的条件和在第2设置电压V12下测定的条件不同，因此可以推测后述的βeffect的计算有可能产生误差。

因此，理想的是如图7、图8A、图8C所示那样，第1设置电压和第2设置电压V12使用包含在单一脉冲中的阶梯状的脉冲。另外，在图8C的情况下，在Vact和第1设置电压之间有不输出电压的期间，因此在该情况下，同样地理想的是不输出电压的期间充分短(典型的是小于等于10msec)。因此，理想的是使用图7或图8A所示的脉冲波形。如果是图7所示的波形，则也从电源51输出极性不同的电压V4，因此能够形成充分量的碳膜6a和碳膜6b，因此电子释放特性的恶化少，能够得到良好的电子释放特性，是理想的。另外，V4的电压的绝对值不需要一定与V1或V12的绝对值相等。

另外，实用上，将从电源51输出的电压中的至少与Vact相当的电压的绝对值设置为大于等于15V小于等于60V。另外，Vact的绝对值变得高于在上述“形成步骤”中从电源51输出的电压的绝对值。

另外，将在从电源(脉冲发生器或电压脉冲发生器)51产生第1设置电压V1时作为与该第1设置电压V1对应地流过第1导电膜4a和第2导电膜4b之间的电流(可以表示为流过电极2和电极3之间或者间隙7的电流)而测量出的电流，表示为第1测量电流I1。另外，同样地将在从电源51产生第2设置电压V12时作为与该第2设置电压V12对应地流过第1导电膜4a和第2导电膜4b之间的电流而测量出的电流，表示为第2测量电流I12。

所以，将通过从电源(脉冲发生器或电压脉冲发生器)51产生第1设置电压V1而向间隙7实效地施加的电压表示为实效电压V1’。另外，同样地，将通过从电源51产生第2设置电压V12而向间隙7(第1碳膜6a的端部和第2碳膜6b的端部之间)实效地施加的电压表示为实效电压V12’。另外，在“活性化步骤”的最初阶段中，有几乎没有堆积出碳膜6a、6b的情况，因此在这样的初始阶段中，可以考虑实质上用第2间隙5替换第1间隙7。

实效地施加到间隙7的实效电压(V1’、V12’)比从电源51输出的设置电压(V1、V12)低。作为其理由可以列举：由于在从电源51到间隙7之间存在布线、电极2、3、导电膜4a、4b，所以因这些电阻而产生了电压下降。特别地，可以认为由于导电膜4a、4b如上述步骤2中说明的那样，是非常薄的膜，所以通过在“活性化步骤”中施加的电流和电压等而造成其形状的变化等，其电阻值在“活性化步骤”中是变动的。因此，如果能够将“活性化步骤”中的实效电压控制为希望的值，则能够提高电子释放元件的电子释放特性的再现性，结果即使在形成由许多电子释放元件构成的电子源的情况下，也能够得到均匀性高的电子源。

在图1中，使用上述实效电压V’(V1’、V12’)和测量电流I(I1、I12)，横轴为实效电压V’的倒数，纵轴为将测量电流I除以实效电压V’的平方的值的对数值。

在考虑通过了图1中的2点的直线的斜率的情况下，其斜率为下式(3)中的“-B/β”。

I＝A×(βV’)²×exp(-B(βV’)) 式(3)

在此，I是上述测量电流(I1、I12)，V’是上述实效电压(V1’、V12’)，A和B是依存于间隙7近旁的材料和释放面积的常数。β是依存于间隙7近旁的形状的参数，实效电压V’和β的乘积为施加在间隙7的电场强度。由于B是常数，所以最终可以认为图1中的斜率与“-1/β”成正比。由于实效电压V’和β的乘积是电场强度，所以可以认为在“活性化步骤”中，在以充分短的间隔从电源51循环输出上述“Vact”的状态下，电场强度实质上是一定的这样的条件成立。因此，如果在这样的条件下，决定实效电压V’和β的任意一个的值，则也决定了另一个的值。

所以，在“活性化步骤”中，通过控制从电源51输出的电压(第1设置电压V1、第2设置电压V12、Vact等)使得上述β成为希望的值，作为结果，可以控制(调节)在“活性化步骤”中向间隙7施加的实效电压V’。因此，作为从电源51输出的波形，与图8C所示那样将第1设置电压和Vact分离的情况相比，在图7、图8A和图8B所示那样的使第1设置电压兼而作为Vact的情况下，能够更单纯地进行控制，因此是理想的。

另外，如果表示为βeffect＝β/B，则βeffect与β成正比，因此可以知道通过控制βeffect的值，能够控制施加在间隙7的实效电压V’。但是如上所述，通过图1中的2点的直线的斜率用“-B/β”表示，因此可以根据通过图1中的2点的直线的斜率计算出βeffect。即，如果表示βeffect，则成为下式(1)。

βeffect＝-1/{[ln(I1/V1’²)-ln(I12/V12’²)]/(1/V1’-1/V12’)}＝(1/V1’-1/V12’)/{ln(I12/V12’²)-ln(I1/V1’²)}

......式(1)

因此，本发明中的“活性化步骤”是以下的步骤：计算上述βeffect的值，通过控制(调节)从电源51输出的电压(第1设置电压V1、第2设置电压V12等)使得该值成为希望的值，其结果来控制施加到间隙7的实效电压V’(V1’、V12’等)。

但是，为了根据式(1)计算βeffect的值，需要预先计算出实效电压V’(V1’、V12’)。

因此，接着对第1设置电压V1、实效电压V1’、第1测量电流I1的关系、或者第2设置电压V12、实效电压V12’、第2测量电流I2的关系进行整理。

如上所述，设置电压V(V1、V12)和实效电压V’(V1’、V12’)的不同可以考虑是因为与间隙7串联连接的电阻成分造成的电压下降。因此，如果将上述电阻成分的值表示为R_unknown，则可以如下式(2)那样表示实效电压V’(V1’、V12’)。

实效电压V’＝设置电压V-测量电流I×R_unkonwn ......式(2)

即，将R_unkonwn作为参数，可以根据设置电压V(V1、V12)和测量电流I(I1、I12)，推测施加到间隙7的实效电压V’(VI’、V12’)。另外，用R_unkonwn表示的电阻是布线的电阻、电极2、3的电阻、以及导电性膜4a、4b的电阻等的电源51和间隙7之间的电阻。

在这些电阻中，导电性膜4a、4b的电阻在“活性化步骤”中，并不只限于始终是一定的。即，在“活性化步骤”中导电性膜4a、4b的电阻有可能变化。

在这样的情况下，在本发明中，也可以通过在控制βeffect的值时将R_unkonwn作为变量，来推测实效电压。

根据以上内容，使用图3A到图3D、图12的流程图，说明本发明的“活性化步骤”的更具体的控制方法的一个例子。

首先，在开始“活性化步骤”时，预先决定在“活性化步骤”中所控制(调节)的βeffect的目标值βset。通过决定βset，也决定了成为目标的实效电压V’。另外，这时，预先决定与间隙7连接的电阻成分的值R_unkonwn的初始值。

(步骤1)

从电源51输出具有设置电压的脉冲。

该脉冲是在前面使用图7、图8A～图8C说明了的具有相互不同电压(第1设置电压V1、第2设置电压V2)的一种到多种的脉冲。作为设置电压，可以进而使用第3设置电压V3、第4设置电压V4等电压不同的许多设置电压。通过输出许多不同的设置电压，能够增加步骤4中的βeffect的计算结果的精度。

(步骤2)

与在步骤1中输出的设置电压(第1设置电压、第2设置电压)对应地，测量作为流过电极2、3之间的电流的测量电流(第1测量电流I1、第2测量电流I12)。

另外，如果作为设置电压使用了n种的电压，则测量电流也成为n种。但是，可以采用从n种测量电流中选择希望的2个的方法。

(步骤3)

根据设置电压(V1、V2)、测量电流(I1、I12)，计算实效电压(V1’、V12’)。

在实效电压的计算中，使用上述式(2)。作为式(2)中的R_unkonwn的初始值，例如可以设置布线的电阻、电极2、3的电阻、以及导电性膜4a、4b的电阻的推测值的和R1。

(步骤4)

根据在步骤3中计算出的实效电压V1’、V12’、测量电流I1、I12，计算出βeffect。

在βeffect的计算中，使用上述式(1)。

(步骤5)

对在步骤4中计算出的βeffect、预先决定的目标值βset进行比较。在βeffect和βset之间有差的情况下，前进到步骤6，在没有差的情况下，前进到步骤9。

另外，在本发明中，根据最终希望得到的电子释放元件的规格，有βeffect的值可以不与βset完全相等而收敛到预先设置的范围内的情况。完全相等是最理想的，但为此要花费大量的时间和提高成本，则是不理想的。因此，在步骤5中，在确认了βeffect的值处于βset的容许范围内的时刻，就可以前进到步骤9。

(步骤6)

在βeffect大于βset的情况下，前进到步骤7A，在βeffect小于βset的情况下，前进到步骤7B。

(步骤7A、7B)

在βeffect大于βset的情况下，由于在步骤4中所采用的R_unkonwn的值小，所以向在步骤4中所采用的R_unkonwn的值上加上修正值ΔR，提高R_unkonwn的值(步骤7A)。另一方面，在βeffect小于βset的情况下，由于在步骤4中所采用的R_unkonwn的值大，所以从在步骤4中所采用的R_unkonwn的值中减去修正值ΔR，减小R_unkonwn的值(步骤7B)。

在此，考虑βeffect的计算值和βset的值不一致的情况。在该情况下，作为其主要原因，可以认为是在步骤3中计算出的实效电压与作为目标的实效电压不同的情况。在这样的情况下，有可能产生错误地估计了电压下降的影响的情况。因此，可以变更从电源51输出的设置电压值，使得βeffect的计算值和βset的值一致或者βeffect的计算值和βset的值接近。作为其变更方法，可以使用变更上述R_unkonwn的值的方法。

即，可以变更R_unkonwn的值使得根据式(1)导出的βeffect的计算值和βset的值一致或者其差减小，并且变更设置电压值使得对用该R_unkonwn和电流的乘积表示的电压下降进行补偿。

通过该方法，也可以适用于例如R_unkonwn的值变化了的情况。在将R_unkonwn的初始值表示为R1的情况下，在根据式(1)导出的βeffect的值比βset的值大的情况下，判断为实效电压比根据式(2)计算出的实效电压的值低。其原因可以认为是在式(2)中预先设想的R_unkonwn的初始值R1低。因此，可以将R_unkonwn的值变更为比初始值R1大的值的R2。相反，在根据式(1)导出的βeffect的值比βset的值小的情况下，判断为实效电压比根据式(2)计算出的实效电压的值高。其原因可以认为是在式(2)中预先设想的R_unkonwn的初始值R1高。因此，可以将R_unkonwn的值变更为比初始值R1小的值的R3。另外，实用上，将R_unkonwn的初始值R1设置为大于等于0Ω小于等于40kΩ。

可以与这样的变更对应地，调整从电源51输出的设置电压。在该情况下，可以例如与βeffect和βset的差对应地决定用R2-R1或者R3-R1表示的修正值ΔR。

(步骤8)

将在步骤7A或7B中变更了的电阻值(R2或R3)代入到式(2)中，计算出新的设置电压。然后，将该新的设置电压作为从电源51输出的设置电压使用，再次返回到步骤1。

将上述步骤1～步骤8的控制步骤作为一个周期，循环上述周期，直到βeffect的值与βset的值相等、或者βeffect的值收敛到预先设置的范围内。

(步骤9)

在步骤5中确认了βeffect的值与βset的值相等或收敛到预先设置的范围内后，停止从电源51输出电压。

在以上步骤中，基本可以完成本发明的“活性化步骤”。

但是，例如即使在步骤4中计算出的βeffect的值与βset的值相等、或者收敛到预先设置的范围内的情况下，也有没有达到希望的释放电流Ie和/或希望的元件电流If的情况。

在这样的情况下，理想的是直到达到希望的释放电流Ie和/或希望的元件电流If为止，循环持续上述周期。这样，βeffect的值成为与βset的值相等，或者收敛到预先设置的范围内，但针对没有达到希望的释放电流Ie和/或希望的元件电流If的电子释放元件，作为在下一个周期的步骤1中输出的设置电压，可以使用与在前一个周期的步骤1中输出的设置电压相等的电压。如果直到达到希望的释放电流Ie和/或希望的元件电流If为止循环进行这样的周期，则也有βeffect的值偏离的情况。在该情况下，由于在步骤5中确认βeffect和βset不同的情况，所以在该时刻可以转移到步骤6。然后，在达到希望的释放电流Ie和/或希望的元件电流If，并且βeffect的值成为与βset的值相等，或者收敛到预先设置的范围内的时刻，结束“活性化步骤”。

另外，例如在针对许多电子释放元件同时实施“活性化步骤”(或者将许多电子释放元件同时暴露于含碳气氛中)的情况下，并不只限于全部的电子释放元件的“活性化步骤”同时结束的情况。例如，有以下的情况：一部电子释放元件与其他的电子释放元件相比，βeffect的值成为与βset的值相等所需要的时间或者收敛到预先设置的范围内所需要的时间早。

在这样的情况下，理想的是针对已经是βeffect的值成为与βset的值相等，或者βeffect的值收敛到预先设置的范围内的电子释放元件，直到其他全部的电子释放元件的βeffect的值成为与βset的值相等，或者βeffect的值收敛到预先设置的范围内为止，继续进行上述周期。这样，针对已经是βeffect的值成为与βset的值相等，或者βeffect的值收敛到预先设置的范围内的电子释放元件，作为在下一周期的步骤1中输出的设置电压，可以使用与在前一周期的步骤1中输出的设置电压相等的电压。当然，如果到其他全部的电子释放元件的βeffect的值成为与βset的值相等，或者βeffect的值收敛到预先设置的范围内为止循环进行这样的周期，则也有βeffect的值偏离的情况。在该情况下，由于在步骤5中确认βeffect和βset不同的情况，所以在该时刻可以转移到步骤6。

进而，在针对许多电子释放元件同时实施“活性化步骤”(或者将许多电子释放元件同时暴露于含碳气氛中)的情况下，如上述那样，在产生了到成为与βset相等(或者收敛到容许范围内)为止的时间差的情况以外，还有如上述那样产生了到达到希望的电子释放电流Ie和/或希望的元件电流If为止的时间差的情况。

在这样的情况下，也通过直到全部的电子释放元件的电子释放电流Ie和/或元件电流If、βeffect成为希望的值为止，循环进行上述周期，能够形成均匀性高的电子源。

通过进行上述那样的“活性化步骤”能够提高电子释放元件的制造中的再现性。另外，在多个电子释放元件中，能够统一βeffect。其结果是能够使在“活性化步骤”中施加的实效电压V’统一。另外，能够降低因在“活性化步骤”中施加的实效电压V’不同造成的电子释放特性的离散。

另外，在本发明中，在开始“活性化步骤”之后的短期间(脉冲电压施加的初期)，有观测到大的βeffect的情况。其原因可以认为是在“活性化步骤”的初期，几乎没有堆积碳膜6a、6b，或者还没有达到上述第1间隙7的宽度(第1碳膜6a和第2碳膜6b的间隔)。因此，在这样的情况下，例如可以使用以下的(A)或(B)的任意一个控制周期。

(A)直到βeffect成为希望的范围内(实用上为βset±50％内)为止，循环进行图12所示的步骤1～步骤4。然后，在步骤4中确认了βeffect成为了上述希望的范围内后，前进到上述步骤5后面，开始控制而变更设置电压，使得βeffect的计算值和βset的值一致，或者减小其差。

(B)直到βeffect成为希望的范围内(使用上为βset±50％内)为止，作为R_unkonwn的初始值，例如设置为根据布线的电阻和电极2、3的电阻、以及导电性膜4a、4b的电阻的和等推测出的值R1，循环进行以下控制周期：将该R1和在步骤2中测量的测量电流I(I1、I12)的乘积所表示的电压下降量加到设置电压上。然后，在步骤4中确认了βeffect成为了上述希望的范围内后，前进到上述步骤5后面，进行控制而变更设置电压，使得βeffect的计算值和βset的值一致，或者减小其差。

另外，对于R_unkonwn的修正方法，可以进行以下控制：例如计算出βeffect和βset的差，将其值乘以预先设置的系数k，并作为R_unkonwn的修正值ΔR。作为k的值，大于等于1并且小于等于100000，实用的范围理想的是大于等于100小于等于20000。如果从该范围偏离，则本发明的活性化步骤所需要的时间有可能变得极端长，或者βeffect的值没有收敛。通过适当地设置系数k，从而可以从开始初期(脉冲电压施加的初期)开始对“活性化步骤”进行上述控制。在这样的情况下，例如在“活性化步骤”的初期，通过减小设置上述系数，来减小R_unkonwn的修正值ΔR，在“活性化步骤”进行了一定程度的时刻，可以通过提高上述系数的值来对应。

对于βset的范围，如果设想作为实效电压V’向间隙7施加20V～30V的范围的电压，则在实用上，理想的是大于等于0.00338并且小于等于0.00508。

另外，对于设置电压V和R_unkonwn，由于根据两者的值、实效电压V，以及测量电流I而式(2)的关系成立，所以难以独立地设置范围，但例如对于设置电压V，在上述实效电压V’的范围中，设置电压V为小于等于60V。另外，为了使第1设置电压V1和第2设置电压V12是不同的电压，并且满足式(3)的关系，而设置电压为大于等于15V。该值相当于能够检测出在设置电压V的最大值为20V时流过电极2、3之间的测量电流I的约2％的电压。

另外，对于R_unkonwn的初期值R1的范围，依存于上述设置电压V和电流I，但如果例如考虑到实用的范围，则如果测量电流I为100mA，则为小于等于300Ω，如果测量电流I为1mA，则小于等于40k。另外，R1的下限可以是0Ω。

在本发明的“活性化步骤”中形成的碳膜6a、6b是包含碳和/或碳化合物的膜，实用上，是以碳和/或碳化合物为主体的膜。

在此，碳和碳化合物是指例如石墨(包含所谓的HOPG、PG、GC(HOPG是指几乎完全的石墨的结晶结构，PG是指结晶颗粒为20nm左右而结晶结构稍微紊乱的结构，GC是指结晶颗粒为2nm左右结晶结构的紊乱进一步扩大的结构))、非结晶碳(是指非晶碳、非晶碳和上述石墨的微结晶的混合物)。

另外，理想的是碳膜6a、6b的膜厚度为小于等于200nm的范围，更理想的是小于等于100nm的范围。

(步骤5)

接着，理想的是对经过了步骤1～步骤4得到的电子释放元件进行“稳定化步骤”。

该步骤主要是对残留在形成了真空容器内的碳化合物和/或电子释放元件的基板1上的碳化合物进行排气的步骤。真空容器内的压力必须是极低的，理想的是小于等于1×10^-6Pa。

理想的是对真空容器进行排气的真空排气装置使用不使用离子的装置，使得从装置产生的油不对经过步骤1～4形成的电子释放元件的特性产生影响。具体地说，可以列举吸附泵、离子泵等真空排气装置。

在对真空容器内进行排气时，理想的是对真空容器整体进行加热，使得容易对真空容器内壁、吸附在电子释放元件上的有机物质分子进行排气。这时的加热条件为大于等于80℃，理想的是大于等于150℃小于等于350℃，并且理想的是进行尽量长时间的处理。

理想的是进行了“稳定化步骤”后的电子释放元件的驱动时的气氛维持为上述“稳定化步骤”结束时的气氛。但是，如果充分除去有机物质，则即使真空度自身有所降低，也能够维持充分稳定的特性。通过采用这样的真空气氛，能够抑制新的碳或碳化合物的堆积，还能够除去吸附在真空容器和基板等上的H₂O、O₂等，结果是元件电流If、释放电流Ie稳定。

参考图5、图6，说明经过了上述步骤得到的本发明的电子释放元件的基本特性。

图5是表示真空处理装置的一个例子的模式图，该真空处理装置还兼而具备测量评价装置的功能。在图5中，向与图2A和图2B所示的部位相同的部位附加与在图2A和图2B中附加的符号一样的符号。

在图5中，55是真空容器，56是排气泵。在真空容器55内，配置经过步骤1～步骤5形成的电子释放元件。51是用于向电子释放元件施加元件电压Vf的电源，50是用于测量流过电极2、3之间的元件电流If的电流计，54是用于捕捉从电子释放元件释放的释放风流Ie的阳极电极。53是用于向阳极电极54施加电压的高压电源，52是用于测量释放电流Ie的电流计。理想的是阳极电极的电压为大于等于1kV小于等于20kV的范围，将阳极电极和电子释放元件的距离H设置为大于等于1mm小于等于10mm的范围，进行测量。

在真空容器55内，设置未图示的真空计等在真空气氛下进行测量所需要的设备，使得能够进行希望的真空气氛下的测量评价。排气泵56由以下装置构成：由涡轮泵、旋转泵构成的通常的高真空装置系统，进而由离子泵等构成的超高真空装置系统。可以通过未图示的加热器，对配置了在此所示的基板1的真空处理装置的整体进行加热。因此，如果使用该真空处理装置，则也能够进行上述步骤3～步骤5。

图6是模式地表示使用图5所示的真空处理装置测量的释放电流Ie、元件电流If和元件电压Vf的关系的图。在图6中，由于释放电流Ie与元件电流If相比显著地小，所以用任意单位进行表示。另外，纵轴和横轴都是线性刻度。

如图6所示那样，通过本发明的制造方法所得到的电子释放元件相对于释放电流Ie具有3个特征性质。即：

(1)如果施加大于等于某电压(称为“阈值电压”。图6中的Vth)的电压，则释放电流Ie急剧地增加，而小于等于阈值电压Vth，则几乎检测不到释放电流Ie。即，是具有与释放电流Ie对应的明确的阈值电压Vth的非线性元件。

(2)由于释放电流Ie单调增加地依存于元件电压Vf，所以可以用元件电压Vf控制释放电流Ie。

(3)被阳极电极54捕捉的释放电荷依存于施加元件电压Vf的时间。即，可以通过施加元件电压Vf的时间来控制被阳极电极54捕捉的电荷量。

如根据以上说明所理解的那样，通过本发明的制造方法所得到的电子释放元件能够与输入信号对应地容易地控制电子释放特性。如果利用该性质，则能够应用于配置多个电子释放元件而构成的电子源、图像显示装置等的多方面。

另外，在通过本发明的制造方法形成的电子释放元件中，理想的是用与控制实效电压V’的极性相同的极性进行驱动。即，例如在使用图7所示那样的脉冲，进行“活性化步骤”的情况下，将电极2、3中的施加了V1、V2侧的电极，作为驱动时施加高电位的电极。即，例如如果向电极2施加+V1[V]、+V12[V]，则在驱动电子释放元件时，理想的是使之释放电子，使得电极2的电位比电极3的电位高。

接着，说明能够通过本发明的制造方法作成的具备多个电子释放元件的电子源和图像显示装置。

图10是模式地表示构成本发明的图像显示装置的封装100的一个实施例的斜视图。另外，为了容易理解，图10切除或省略了封装100的一部分。如图10所示，在后板91上配置由通过本发明的制造方法得到的许多电子释放元件107构成的电子源。另外，94是Y方向布线，96是X方向布线，102是前板，103是玻璃基板，104是荧光膜，105是金属背板，106是支持框。

可以通过对前板102和后板91进行封装，来得到这样的封装100。所以，一般为了规定前板102和后板91的距离，而将支持框106夹在中间进行封装。另外，在形成大型的封装的情况下，在封装内部，进而在前板102和背板91之间配置被称为垫板(spacer)的支持构件。

在后板91上，设置与电子释放元件107的一个电极93连接的Y方向布线(下布线)94，进而在其上隔着绝缘层(未图示)设置X方向布线(上布线)96。另外，X方向布线(上布线)96配置在与Y方向布线94交叉的方向上，隔着设置在绝缘层上的接触孔(未图示)与另一个电极92连接。通过这样，经由Y方向布线94和X方向布线96向电极92、92之间施加电压，从而能够选择地驱动各电子释放元件107。适当地设置Y方向布线94和X方向布线96的材料、膜厚、布线宽度等。另外，作为Y方向布线94和X方向布线96、绝缘层的形成方法的例子，可以使用印刷法或喷射法和光刻技术的组合等。

与上述后板91相对地配置玻璃等的透明绝缘性前板103。在前板103的内面上设置荧光体层104、金属背板105。另外，金属背板105是相当于上述阳极电极的导电性膜。106是支持框，用烧结玻璃等粘接剂对后板91和前板103进行封装，构成内部保持气密的封装100。另外，理想的是前板103和后板91的间隔大于等于1mm小于等于10mm，并且维持所选择的值。

由上述后板91、支持框106和前板103围住的封装100的内部空间保持真空。该真空气氛在后板91和前板103上设置排气管而对内部进行真空排气后，能够形成密封排气管的情况。另外，通过在真空室中进行支持框106、后板91、前板103的封装，能够不使用上述排气管，容易地形成内部维持真空的封装100。

通过在上述封装100上连接用于驱动各电子释放元件107的驱动电路，经由Y方向布线94和X方向布线96向希望的电极92、93之间施加电压，而使得从电子释放部分产生电子，同时从高压端子Hv向作为阳极电极的金属背板105施加大于等于5kV小于等于30kV的高电压，对电子束进行加速，使之与荧光体层104冲撞，从而进行图像的显示。

在希望通过图像显示装置进行彩色显示的情况下，通过将3原色的荧光体排列为希望的周期，从而能够得到荧光体层104。另外，理想的是在各色的荧光体之间配置光吸收层。作为光吸收层，典型的是可以使用黑色的构件。作为黑色的构件，可以使用碳。

另外，通过在前板103和后板91之间设置被称为垫板的未图示的支持体，能够构成对大气压具有充分强度的封装100。

另外，使用在图10中说明了的本发明的封装(图像显示装置、显示器板)100，可以构成信息显示重放装置。

具体地说，通过接收电视播放等的播放信号的接收装置、对接收到的信号进行选择的调谐器，将包含在选择出的信号中的视频信息、文字信息和声音信息的至少一个输出到封装(图像显示装置)100，进行显示和/或重放。通过该结构，能够构成电视机等信息显示重放装置。当然，在对播放信号进行了编码的情况下，本发明的信息显示重放装置还可以包含解码器等。另外，针对声音信号，将其输出到另外设置的扬声器等声音重放装置，与在封装(图像显示装置)100上显示的视频信息和文字信息同步地进行重放。

另外，作为将视频信息或文字信息输出到封装(图像显示装置)100进行显示和/或重放的方法，例如可以如下这样地进行。首先，根据接收到的视频信息和文字信息，生成与封装(图像显示装置)100的各像素对应的像素信号。然后，将所生成的图像信号输入到封装(图像显示装置)100的驱动电路。然后，根据输入到驱动电路的图像信号，控制从驱动电路向封装(显示板)100内的各电子释放元件施加的电压，显示图像。

图13是本发明的电视机装置的框图。接收电路C20由调谐器和解码器等构成，接收卫星播放、地面波等视频信号、经由网络的数据播放等，向I/F部件(接口部件)C30输出解码后的视频数据。I/F部件C30将视频数据转换为显示装置的显示格式，并将图像数据输出到上述显示板100(C11)。图像显示装置C10包含显示板100(C11)、驱动电路C12和控制电路C13。控制电路C13对输入的图像数据实施适合于显示板的修正处理等图像处理，同时向驱动电路C12输出图像数据和各种控制信号。驱动电路C12根据输入的图像数据，向显示板100(C11)的各布线输出驱动信号，显示视频图像。接收电路C20和I/F部件C30可以容纳在作为机顶盒(STB)与图像显示装置C10不同的壳体内，也可以容纳在与图像显示装置C10同一的壳体内。

另外，接口可以构成为能够与打印机、数字摄像机、数字照相机、硬盘(HDD)、数字视频光盘(DVD)等图像记录装置和图像输出装置连接。如果这样，则能够在显示板77上显示记录在图像记录装置中的图像，另外，还能够构成能够根据需要对显示在显示板100上的图像进行加工并输出到图像输出装置的信息显示重放装置(或电视机)。

在此所述的图像显示装置的结构是能够适用本发明的图像显示装置的一个例子，根据本发明的技术思想可以有各种变形。另外，本发明的图像显示装置还可以作为电视会议系统、计算机等的显示装置等使用。

本发明的图像显示装置除了可以作为电视播放的显示装置、电视会议系统和计算机等的显示装置使用以外，还可以作为使用感光鼓等构成的光打印机的图像形成装置等使用。

[实施例]

以下，说明本发明的实施例。

(实施例1)

作为电子释放元件作成图2A和图2B所示的类型的电子释放元件。图2A表示平面模式图，图2B表示截面模式图。在图2A和图2B中，1是基板，2、3是电极，4a是第1导电膜，4b是第2导电膜，6a是第1碳膜，6b是第2碳膜，5是第2间隙，7是第1间隙。

在本实施例中，依照以下的步骤，作成一个电子释放元件。

(步骤1)

作为基板1，包含67％的SiO₂、4.4％的K₂O、4.5％的Na₂O，使用通过喷射蒸镀法在畸变点为570℃的基体上层叠了SiO₂的材料。

(步骤2)

在上述基板1上，通过喷射蒸镀法，依次堆积厚度为5nm的Ti、厚度为50nm的Pt。通过热保护膜形成要成为电极2、3和电极间隔L的图形，接着，进行基于Ar离子的干蚀刻，形成电极间隔L为30μm、电极宽度W为1000μm的电极2、3(图3A)。

(步骤3)

通过旋转器将有机Pd溶液旋转涂抹到基板1上，在300℃下进行12分钟的加热烧制处理。另外，这样形成的导电性膜4(以Pd为主要元素的膜)的膜电阻值为1×10⁵Ω/□。

(步骤4)

对在步骤3中得到的导电性膜4进行基于激光的直接作图，形成为规定的图形(图3B)。导电性膜4的宽度W’为600μm。

(步骤5)

接着，将上述基板1设置到在图5中说明了的测量评价装置上，通过真空泵56进行排气，在内部达到1×10^-3Pa的真空度后，将包含98％的氮气和2％的氢气的混合气体导入到内部。通过氢元素促进导电性膜4的还原，使氧化钯变化为钯。在还原后测定了电极2、3之间的电阻时，为60Ω。然后，在再次通过真空泵对内部进行排气达到1×10^-3Pa的真空度后，使用电源51向电极2、3之间施加电压，进行“形成步骤”，形成第2间隙5(图3C)。在本实施例中，以峰值为0.1V的步进使脉冲宽度T1为1msec、脉冲间隔T2为50msec的矩形脉冲升压，进行“形成步骤”。然后，将评价装置内部排气到1×10^-6Pa。

(步骤6)

接着，将苄基氰封装到试验瓶中并通过慢漏瓶，导入到图5所示的评价装置55内，将内部维持为1.3×10^-4Pa。接着，从电源51输出图7所示的波形的脉冲，进行“活性化步骤”(图3D)。图7所示的波形在开始“活性化步骤”之后，在还没有进行本发明的控制时，表示从电源51输出的波形。在图7中，第1设置电压VI是23V，第2设置电压V12是21V。另外，V4是绝对值与V1相等的相反极性的电压，为-23V。另外，脉冲宽度T1为1msec，T12为0.1msec，T3为0.1msec。周期为20msec，本实施例中的“活性化步骤”所需要的时间为45分钟。

以下详细说明在本实施例的“活性化步骤”中进行的控制。

(步骤0)

首先，进行初始设置。具体地说，设置为βset＝0.00441，R_unkonwn＝0。

(步骤1)

从电源51开始输出图7所示的波形(上述设置电压V(V1、V12、V4))。

(步骤2)

测量与所输出的设置电压V(V1、V12、V4)的各个对应地流过的电流I(I1、I12、I4)。

(步骤3)

然后，根据设置电压V(V1、V12)和测量电流I(I1、I12)使用下式计算出实效电压V’(V1’、V12’)。

V1’＝V1-I1×R_unkonwn

V12’＝V12-I12×R_unkonwn

由于设置为R_unkonwn＝0，所以在该阶段得到的实效电压V’(V1’、V12’)分别与设置电压V(V1、V12)相等。

(步骤4)

根据实效电压V’，计算出βeffect。另外，在上述步骤2和步骤3中进行的计算实效电压V’和测量电流的操作大约以2秒周期进行。

然后，到步骤4中的βeffect的计算结果成为βeffect≤0.00662为止，循环进行上述步骤1到步骤4。从电源51开始输出图7所示的波形开始，到成为βeffect≤0.00662为止所需要的时间约为3分钟。另外，在这期间，固定为R_unkonwn＝0。

在确认了βeffect≤0.00662后，转移到下一个步骤5。

(步骤5～7)

首先，对βeffect的值和βset的值进行比较，在βeffect的值和βset的值不同的情况下，进行处理而变更(修正)R_unkonwn的值。

具体地说，将R_unkonwn的修正值(变更幅度)设置为ΔR，将k设置为常数，计算出用下式(3)表示的ΔR。然后，将所得到的ΔR加到R_unkonwn上，计算出修正后的新的R_unkonwn。

ΔR＝k×(βeffect-βset) 式(3)

在本实施例中，设置为k＝10000。

(步骤8)

将使用上述式(3)修正后的新的R_unkonwn、在步骤2中测量的测量电流I(I1、I12)、在步骤3中计算出的实效电压V’(V1’、V12’)代入到以下的关系式中，由此计算出在下一个周期的步骤1中从电源51输出的新的设置电压V(V2、V22)。另外，在计算出新的设置电压V(V2、V22)的基础上所使用的实效电压V’(V1’、V12’)如在步骤3中所述那样，与设置电压V(V1、V12)相等。因此，V1’是23V，V12’是21V。

V1’＝V2-I1×R_unkonwn

V12’＝V22-I12×R_unkonwn

然后，将在下一个控制周期(新的控制周期)的步骤1中从电源51输出的电压，置换为在上述步骤8中计算出的新的设置电压V(V2、V22)，开始从电源51进行输出，从而开始新的控制周期。然后，再次进行上述步骤2～步骤4，计算出βeffect的值。另外，在该控制周期的步骤3中，R_unkonwn采用了在上述步骤7中计算出的新的R_unkonwn。即，在该控制周期的步骤3中使用的R_unkonwn使用在前一个控制周期的步骤7中计算出的新的R_unkonwn。另外，在前一个周期中，到βeffect≤0.00662为止循环进行步骤1到步骤4，但在该周期中，不循环进行步骤1到步骤4，而单纯地计算出βeffect的值。然后，转移到步骤5，判断βeffect和βset是否相同，如果不同，则开始步骤6～步骤8。另外，开始新的控制周期的步骤1～步骤5。

如上所述，通过循环进行新的控制周期，到βeffect和βset相等为止，进行“活性化步骤”的控制。然后，在从“活性化步骤”开始后经过了45分钟的时刻，步骤5中的计算结果成为了βeffect＝βset，因此结束“活性化步骤”。

在表1中，表示从“活性化步骤”的开始以5分钟间隔计算出或测量出的βeffect、R_unkonwn(单位为Ω)、I1(单位为mA)。

表1

	5分	10分	15分	20分	25分	30分	35分	40分	45分
	5分	10分	15分	20分	25分	30分	35分	40分	45分	βeffect	0.00442	0.00441	0.00441	0.00442	0.00441	0.00441	0.00441	0.00441	0.00441
R_unknown	54	54	60	64	69	75	82	87	92	βeffect	0.00442	0.00441	0.00441	0.00442	0.00441	0.00441	0.00441	0.00441	0.00441
R_unknown	54	54	60	64	69	75	82	87	92	I1	3.31	4.24	4.72	5.09	5.31	5.47	5.61	5.82	5.86

根据表1知道，在“活性化步骤”开始5分钟后，进行控制使得βeffect大致与βset一致。另外，知道R_unkonwn随着时间的经过增加。在本实施例中，将R_unkonwn的初始值设置为0，但通过进行控制使得降低βeffect的值与βset的差，而随时变更R_unkonwn的值。通过进行控制使得βeffect成为与希望的值βset一致，从而能够向间隙7施加与βset对应的实效电压V’。另外，推测出上述电阻变化是因“活性化步骤”中的导电性膜4的变化引起的。

根据本实施例，可以知道求出与间隙7串联连接的电阻成分，能够实施该量的电压补偿，另外，能够向间隙7施加所希望的实效电压。

(实施例2)

在本实施例中，到实施例1的步骤5为止采用相同的制造方法，作成5个图2A和图2B所示类型的电子释放元件(电子释放元件B、C、D、E、F)。因此，以下，对步骤1～5省略说明。

另外，在步骤5中，在还原后测量了电极2、3之间的电阻时，电子释放元件B、C、D、E、F各自为61Ω、60Ω、61Ω、62Ω、61Ω。

在步骤5的“形成步骤”结束后，对各电子释放元件进行以下所示的“活性化步骤”。

在本实施例中，将具有已知电阻值的电阻连接到各电子释放元件，有意地作成电阻离散。

具体地说，在电子释放元件B、C、D、E各自与电源51之间，插入100Ω、220Ω、270Ω、330Ω的电阻。另外，对于电子释放元件F，不插入电阻。针对这5个电子释放元件，实施以下所示的“活性化步骤”。

(步骤6)

将苄基氰封装到试验瓶中并通过慢漏瓶，导入到评价装置55内，将内部维持为1.3×10^-4Pa。接着，针对各电子释放元件(B、C、D、E、F)，与实施例1一样地从电源51输出图7所示的波形的脉冲电压，进行“活性化步骤”。

图7所示的波形在开始“活性化步骤”之后，在还没有进行本发明的控制时，表示从电源51输出的波形。在图7中，第1设置电压V1是23V，第2设置电压V12是21V。另外，V4是绝对值与V1相等的相反极性的电压，为-23V。另外，脉冲宽度T1为1msec，T12为0.1msec，T3为0.1msec。周期为20msec，本实施例中的“活性化步骤”所需要的时间为45分钟。

另外，在本实施例中，以测量释放电流Ie为目的，在“活性化步骤”中向阳极64施加100V。

以下详细说明在本实施例中进行的控制。另外，虽然在控制中不使用，但与第1设置电压VI的输出定时一致地测量释放电流Ie。

(步骤0)

首先，进行初始设置。初始设置对于所有的电子释放元件(B、C、D、E、F)都一样。具体地说，设置为βset＝0.00441，R_unkonwn＝0。

(步骤1)

(步骤2)

(步骤3)

V1’＝V1-I1×R_unkonwn

V12’＝V12-I12×R_unkonwn

(步骤4)

根据实效电压V’(V1’、V12’)，计算出βeffect。另外，在上述步骤2和步骤3中进行的计算实效电压V’和测量电流的操作大约以2秒周期进行。

然后，在开始“活性化步骤”(开始步骤1)后5分钟后，转移到下一个步骤。

(步骤5～7)

首先，对在步骤4中计算出的βeffect的值和βset的值进行比较，在βeffect的值和βset的值不同的情况下，进行处理而变更(修正)R_unkonwn的值。

ΔR＝k×(βeffect-βset) 式(3)

在本实施例中，设置为k＝10000。

(步骤8)

将使用上述式(3)修正后的新的R_unkonw、在步骤2中测量的测量电流I(I1、I12)、在步骤3中计算出的实效电压V’(V1’、V12’)代入到以下的关系式中，由此计算出在下一个周期的步骤1中从电源51输出的新的设置电压V(V2、V22)。另外，在计算出新的设置电压V(V2、V22)的基础上所使用的实效电压V’(V1’、V12’)如在步骤3中所述那样，与设置电压V(V1、V12)相等。因此，V1’是23V，V12’是21V。

V1’＝V2-I1×R_unkonwn

V12’＝V22-I12×R_unkonwn

然后，将在下一个控制周期(新的控制周期)的步骤1中从电源51输出的电压，置换为在上述步骤8中计算出的新的设置电压V(V2、V22)，开始从电源51进行输出，从而开始新的控制周期。然后，再次进行上述步骤2～步骤4，计算出βeffect的值。另外，在该控制周期的步骤3中，R_unkonwn采用了在上述步骤7中计算出的新的R_unkonwn。即，在该控制周期的步骤3中使用的R_unkonwn使用在前一个控制周期的步骤7中计算出的新的R_unkonwn。另外，在前一个周期中，到从开始施加电压(开始步骤1)开始经过了5分钟后，没有转移到步骤5，但在该新的周期中，在步骤4后，直接转移到步骤5，计算出βeffect的值。然后，转移到步骤5，判断βeffect和βset是否相同，如果βeffect和βset不同，则开始步骤6～步骤8。另外，开始新的控制周期的步骤1～步骤5。

如上所述，通过到从开始施加电压后经过了45分钟为止，循环进行新的控制周期，进行“活性化步骤”的控制，使得βeffect和βset的差减少。然后，在从“活性化步骤”开始后经过了45分钟的时刻，结束“活性化步骤”。

在表2中，表示各电子释放元件的停止施加电压(结束“活性化步骤”)之前的βeffect、实效电压V1’(单位为V)、R_unkonwn(单位为Ω)的计算结果、I1(单位为mA)、释放电流Ie(单位为μA)的测量值。

表2

	元件B	元件C	元素D	元件E	元件F
	元件B	元件C	元素D	元件E	元件F	βeffect	0.00441	0.00441	0.00442	0.00441	0.00442
V1’	23.03	22.97	22.94	22.94	23.05	βeffect	0.00441	0.00441	0.00442	0.00441	0.00442
V1’	23.03	22.97	22.94	22.94	23.05	插入的电阻	100	220	270	330	未插入
R_unknown	181	309	352	403	95	插入的电阻	100	220	270	330	未插入
R_unknown	181	309	352	403	95	I1	5.78	5.73	5.71	5.83	5.81
Ie	22.6	22.5	22.5	22.7	22.7	I1	5.78	5.73	5.71	5.83	5.81

从表2可以看出，针对所有各电子释放元件(B、C、D、E、F)进行了控制，使得βeffect大致与βset一致。在本实施例中，将R_unkonwn的初始值设置为0，但通过在某规定的期间(45分钟)进行控制，使得降低βeffect和βset的差，从而随时变更R_unkonwn的值。

其结果是大致与附加的电阻的大小对应地计算出R_unkonwn。这表示例如即使不知道与各电子释放元件串联连接的电阻的值，只要使用本发明的控制方法，进行控制使得βeffect与作为希望的值的βset一致，或者使得降低βeffect和βset的差，就能够向间隙7施加与βset对应的实效电压。

进而，如果观察I1的值，则可知各电子释放元件(B、C、D、E、F)之间的均一性高。这可以认为是在各电子释放元件的“活性化步骤”中，将施加到间隙7上的实效电压大致统一了。另外，如果观察释放电流Ie的值，则可知各电子释放元件(B、C、D、E、F)之间的均一性高。这可以认为是在各电子释放元件的“活性化步骤”中，将施加到间隙7上的实效电压大致统一了。

根据这些结果，可知在“活性化步骤”中，通过整理施加到间隙7的实效电压，能够统一释放电流Ie，其结果是能够再现性良好地作成通过将释放电流Ie除以元件电流If计算出的电子释放效率统一了的电子释放元件。由此，可知通过适用本发明，能够提供电子释放特性统一了的电子释放元件。

另外，如果对电子释放元件F、在实施例1中作成的电子释放元件进行比较，则βeffect以及I1大致一致，确认了良好的再现性。

另外。在本实施例中附加的电阻的值并不只限于上述的值，即使是更大的值，如果通过本发明的控制方法控制βeffect，则也能够控制施加到间隙7的实效电压V’。

(参考例1)

在本参考例1中，表示假设电阻值不从某值变动，而是一定的，进行所施加的电压的补偿的情况。因此，在本参考例1中，不包含实施例1和实施例2那样的推测电阻值R_unkonwn的值的控制。

作为参考例1，到实施例1的步骤5为止采用同样的制造方法，作成2个图2A和图2B所示类型的电子释放元件(电子释放元件G、H)。因此，以下，对步骤1～5省略说明。

另外，在步骤5中，在还原后测量了电极2、3之间的电阻时，电子释放元件G、H各自为62Ω、60Ω。在步骤5的“形成步骤”结束后，对各电子释放元件(G、H)进行以下所示的“活性化步骤”。

在本参考例中，将具有已知电阻值的电阻连接到各电子释放元件，有意地作成电阻离散。具体地说，在电子释放元件G、H各自与电源51之间，插入100Ω、330Ω的电阻。另外，对于这2个电子释放元件，实施以下所示的“活性化步骤”。

(步骤6)

将苄基氰封装到试验瓶中并通过慢漏瓶，导入到评价装置55内，将内部维持为1.3×10^-4Pa。接着，针对各电子释放元件(G、H)，与实施例1一样地从电源51输出图7所示的波形的脉冲电压，进行“活性化步骤”。

图7所示的波形在开始“活性化步骤”之后，在还没有进行本发明的控制时，表示从电源51输出的波形。在图7中，第1设置电压V1是23V，第2设置电压V12是21V。另外，V4是绝对值与V1相等的相反极性的电压，为-23V。另外，脉冲宽度T1为1msec，T12为0.1msec，T3为0.1msec。周期为20msec，本参考例中的“活性化步骤”所需要的时间为45分钟。

另外，在本参考例中，以测量释放电流Ie为目的，在“活性化步骤”中向阳极64施加100V。

另外，在本参考例子中，将与电子释放元件连接的电阻的电阻值假设为270Ω，通过从电源51输出的电压进行“活性化步骤”，使得补偿因该电阻值造成的电压下降。因此，实际与各电子释放元件G、H连接的电阻分别是100Ω和330Ω，因此向电子释放元件G施加的电压(补偿电压)变高，而向电子释放元件H施加的电压(补偿电压)变低。

这相当于将电子释放元件G的电阻值认为是比实际附加的电阻值100Ω还大的值而进行施加电压的补偿，因此是过补偿。即，施加到电子释放元件G的补偿电压变得比适当值还大。另一方面，对于电子释放元件H，相当于将电阻值认为是比实际附加的电阻值330Ω还小的值而进行施加电压的补偿，因此补偿电压变得比适当值还小。

另外，由于假设了电阻值始终是270Ω，所以不计算βeffect。

只检测与设置电压V1的输出对应地检测出的电流I1。使用下式计算出被认为是从设置电压V1向间隙7施加的实效电压V1’。

V1’＝V1-I1×270

另外，计算实效电压V’和测量电流I1的操作大约以2秒周期进行。所以，使用上式以2秒为周期控制从电源51输出的设置电压，使得实效电压V1’的计算结果成为23V。即，在“活性化步骤”的初期，从电源51输出的第1设置电压是23V，因此进行控制(电压补偿)而提高从电源51输出的电压。在从“活性化步骤”开始(开始施加电压)后经过了45分钟后的时刻结束这样的控制，结束“活性化步骤”。

在表3中，表示“活性化步骤”结束(停止施加电压)之前的I1(单位为mA)、释放电流Ie(单位为μA)的测量值。

表3

	元件G	元件H
	元件G	元件H	I1	5.21	6.82
Ie	21.9	20.4	I1	5.21	6.82

在表3中观察I1的值，则可知在电子释放元件之间有很大不同。这可以认为是向电子释放元件G和电子释放元件H各自施加的实效电压没有统一。另外，如果观察释放电流Ie的值，则不只是I1，但可知是不同的。根据这些结果，可知成为了通过将释放电流Ie除以元件电流If计算出的电子释放效率有很大不同的电子释放元件。由此，可知重要的是控制“活性化步骤”，使得实效电压V’统一。

(实施例3)

在本实施例中，到实施例1的步骤5为止采用相同的制造方法，作成3个图2A和图2B所示类型的电子释放元件(电子释放元件J、K、L)。因此，以下，对步骤1～5省略说明。

另外，在步骤5中，在还原后测量了电极2、3之间的电阻时，电子释放元件J、K、L各自为60Ω、62Ω、63Ω。

在本实施例中，针对各电子释放元件，在“活性化步骤”中施加从电源51输出的电压。具体地说，作为第1设置电压V1，向电子释放元件J、K、L分别施加20V、22V、24V。以下说明针对这3个电子释放元件实施的“活性化步骤”。

(步骤6)

将苄基氰封装到试验瓶中并通过慢漏瓶，导入到图5所示的评价装置55内，将内部维持为1.3×10^-4Pa。接着，针对各电子释放元件(J、K、L)，与实施例1同样地从电源51输出图7所示的波形的脉冲电压，进行“活性化步骤”。

图7所示的波形在开始“活性化步骤”之后，在还没有进行本发明的控制时，表示从电源51输出的波形。在图7中，对于电子释放元件J，第1设置电压V1＝20V，第2设置电压V12＝18V，V4＝-20V。对于电子释放元件K，第1设置电压V1＝22V，第2设置电压V12＝20V，V4＝-22V。对于电子释放元件L，第1设置电压V1＝24V，第2设置电压V12＝21V，V4＝-24V。另外，脉冲宽度T1为1msec，T12为0.1msec，T3为0.1msec。周期为20msec，时间为45分钟。

以下，详细说明在本实施例中进行的控制。另外，虽然在控制中不使用，但与第1设置电压V1的输出定时一致地测量释放电流Ie。

(步骤0)

首先，进行初始设置。在初始设置中对于所有的电子释放元件(J、K、L)，R_unkonwn＝0。针对βset，对于电子释放元件J设置为0.00508，对于电子释放元件K设置为0.00461，对于电子释放元件L设置为0.00423。

(步骤1)

(步骤2)

(步骤3)

然后，根据设置电压V(V1、V12)和测量电流I(I1、I12)使用下式计算出实效电压V’(VI’、V12’)。

V1’＝V1-I1×R_unkonwn

V12’＝V12-I12×R_unkonwn

由于设置为R_unkonwn＝0，所以在该阶段得到的实效电压V’(V1’、V12’)分别与设置电压V(VI、V12)相等。

(步骤4)

(步骤5～7)

具体地说，将R_unkonwn的修正值(变更幅度)设置为ΔR，将k设置为常数，计算出用下式(3)表示的ΔR。然后，将所得到的ΔR加到R_unkown上，计算出修正后的新的R_unkonwn。

ΔR＝k×(βeffect-βset) 式(3)

在本实施例中，设置为k＝10000。

(步骤8)

将使用上述式(3)修正后的新的R_unkonw、在步骤2中测量的测量电流I(I1、I12)、在步骤3中计算出的实效电压V’(V1’、V12’)代入到以下的关系式中，由此计算出在下一个周期的步骤1中从电源51输出的新的设置电压V(V2、V22)。另外，在计算出新的设置电压V(V2、V22)的基础上所使用的实效电压V’(V1’、V12’)如在步骤3中所述那样，与设置电压V(V1、V12)相等。

V1’＝V2-I1×R_unkonwn

V12’＝V22-I12×R_unkonwn

然后，将在下一个控制周期(新的控制周期)的步骤1中从电源51输出的电压，置换为在上述步骤8中计算出的新的设置电压V(V2、V22)，开始从电源51进行输出，从而开始新的控制周期。然后，再次进行上述步骤2～步骤4，计算出βeffect的值。另外，在该控制周期的步骤3中，R_unkonwn采用了在上述步骤7中计算出的新的R_unkonwn。即，在该控制周期的步骤3中使用的R_unkonwn使用在前一个控制周期的步骤7中计算出的新的R_unkonwn。另外，在前一个周期中，到从开始施加电压(开始步骤1)开始经过了5分钟后，没有转移到步骤5，但在该新的周期中，在步骤4后，直接转移到步骤5，计算出βeffect的值。然后，转移到步骤5，判断βeffect和βset是否相同，如果βeffect和βset不同，则开始步骤6～步骤8。然后，开始新的控制周期的步骤1～步骤5。

如上所述，通过在每个测量周期中进行新的控制周期，并到从开始施加电压后经过了45分钟为止，循环执行，并且进行“活性化步骤”的控制，使得βeffect和βset的差减少。然后，在从“活性化步骤”开始后经过了45分钟的时刻，结束“活性化步骤”。

在表4中，表示各电子释放元件的停止施加电压(结束“活性化步骤”)之前的βeffect、实效电压V1’(单位为V)、R_unkonwn(单位为Ω)的计算结果、I1(单位为mA)。

表4

	元件J	元件K	元件L
	元件J	元件K	元件L	βeffect	0.00507	0.00461	0.00422
V1’	20.02	22.03	23.97	βeffect	0.00507	0.00461	0.00422
V1’	20.02	22.03	23.97	R_unknown	96	94	91
I1	7.72	6.86	5.05	R_unknown	96	94	91

从表4可以看出，针对所有各电子释放元件(J、K、L)进行了控制，使得βeffect大致与βset一致。在本实施例中，将R_unkonwn的初始值设置为0，但通过在某规定的期间(45分钟)进行控制，使得降低βeffect和βset的差，从而随时变更R_unkonwn的值。其结果是计算出大致相同程度的值的R_unkonwn。

在本实施例中，对于各个电子释放元件，将从电源51输出的电压设置为不同的值。但是，通过实施本发明的控制，计算出大致相同程度的值的R_unkonwn，由此在本发明的“活性化步骤”中，推测出大致满足了电场强度一定的条件。

如上所述，在本发明中，在“活性化步骤”中所使用的电压范围并不限定于特定的电压。

另外，例如在“活性化步骤”中所使用的电压(从电源51输出的电压)为大于等于20V小于等于30V的情况下，可以将上述βset设置为大于等于0.00338小于等于0.00508。

(实施例4)

在本实施例中，使用图9A～图9E、图10、图11A和图11B，说明作成电子源和图像显示装置的例子。用基本与实施例1同样的方法进行各电子释放元件的“活性化步骤”。

图9A～图9E是表示到实施“形成步骤”为止的将许多电子释放元件排列为阵列状的电子源的各制造步骤的平面模式图。图9E表示了实施“形成步骤”之前的电子源的样子。在图9E中，91是基板(后板)，92、93是构成各电子释放元件的第1电极和第2电极。另外，94是y方向布线，95是绝缘膜，96是X方向布线，97是构成各电子释放元件的导电性膜。

步骤(a)

在包含67％的SiO₂、4.4％的K₂O、4.5％的Na₂O、畸变点为570℃的玻璃基板91上，形成许多各自包含一对电极92、93的单元(图9A)。在基板91上，首先通过喷射法作为基底层形成厚度5nm的Ti膜，在其上形成厚度40nm的Pt膜后，涂抹热保护膜，通过曝光、显影、蚀刻的一连串的光刻法进行作图，来形成电极92、93。

在本实施例中，电极92、93的间隔(与图2A中的L相当)为10μm，长度(与图2A中的W相当)为100μm。

步骤(b)

接着，形成共通地与Y方向的多个元件电极93连接的多个Y方向布线94(图9B)。使用含有银(Ag)粒子的感光性胶，在进行了丝网印刷后，在使之干燥后，曝光、显影为规定的图形，然后在480℃左右的温度下进行烧制，形成Y方向布线94。

步骤(c)

在对应的连接部分上作成接触孔，形成层间绝缘层95(图9C)，使得与Y方向布线94交叉，并且使得后述的X方向布线96和元件电极92连接。在对以PbO为主成分的感光性的玻璃胶进行丝网印刷后，进行曝光、显影，在480℃左右的温度下进行烧制，形成层间绝缘层95。

步骤(d)

接着，在层间绝缘层95上形成X方向布线96，使得与Y方向布线94交叉(图9D)。具体地说，在先形成的层间绝缘层95上，对含有银(Ag)粒子的胶进行丝网印刷后使之干燥，在480℃左右的温度下进行烧制。在层间绝缘层95的接触孔部分，元件电极92和X方向布线96连接。

X方向布线96被作为施加扫描信号的布线使用。

这样，形成了具有XY阵列布线的基板91。

步骤(e)

接着，通过滴液施加装置涂抹包含构成导电性膜97的材料的液体，使得将各电极92、93之间连接起来。具体地说，以得到Pd膜为目的，作为导电性膜97使用含有有机Pd的溶液。作为滴液施加装置，利用使用了压电元件的喷墨喷射装置，进行调整使得点直径为60μm，向电极92、93之间施加该溶液的液滴。然后，在空气中，在350℃下对该基板91进行10分钟的加热烧制处理，作成氧化钯(PdO)。得到点的直径大约为60μm、厚度最大为10nm的膜。通过以上步骤，形成由PdO构成的导电性膜97(图9E)。

步骤(f)

接着，进行“形成步骤”。

具体的方法是：在与图5所示的装置一样的结构的真空装置55内配置上述基板91，通过从电源51经由X方向布线96和Y方向布线94向各电极92、93之间通电，来在各导电性膜97上形成间隙(与图2A的第2间隙相当)。这时，在包含若干氢气的真空气氛中，进行“形成步骤”。另外，对于在“形成步骤”中使用的电压波形，在图4B所示的一边增加脉冲峰值一边施加的方法中，T1＝1msec，T2＝50msec，T3＝49msec，以0.1V的步长使矩形波的峰值上升。

步骤(g)

接着，进行“活性化步骤”。

将苄基氰导入到真空装置55内，从电源51通过X方向布线96和Y方向布线94，向电极92、93之间循环施加脉冲电压。通过该步骤，在“形成步骤”中形成的间隙5内的基板91上和间隙5近旁的导电性膜97上，堆积碳膜。在本步骤中，使用p-苄基氰，通过慢漏瓶导入到真空装置55内，维持1.3×10^-4Pa。

在本实施例中，与实施例1所示的一样，在“活性化步骤”中，进行控制使得向各电子释放元件的间隙7施加大致一定的电压。以下，详细说明。

首先，从多个X方向布线96中选择一个X方向布线Xn，从与该X方向布线Xn的一侧端部连接的电源，输出图7所示的波形的脉冲。另外，图7所示的波形在开始“活性化步骤”之后，在还没有进行本发明的控制时，表示从电源输出的波形。在图7中，第1设置电压V1是23V，第2设置电压V12是21V。另外，V4是绝对值与V1相等的相反极性的电压，为-23V。另外，脉冲宽度T1为1msec，T12为0.1msec，T3为0.1msec。周期为20msec，本实施例中的对每个X方向布线进行“活性化步骤”所需要的时间为45分钟。

X方向布线96和Y方向布线94具有有限的电阻。因此，在现在与所选择的X方向布线Xn共通连接(并联连接)的多个电子释放元件中，越是离X方向布线Xn与电源所连接的位置远的电子释放元件，所施加的电压越小(电压下降量变大)。

所以，与在X方向布线Xn上从电源输出的脉冲的定时同步地，向各Y方向布线94施加用于补偿电压下降量的脉冲电压，其中与从X方向布线Xn与电源连接的位置到与X方向布线Xn共通连接的各电子释放元件为止的距离呈正比地产生该电压下降量。因此，在本实施例中，为了补偿电压下降量，而通过本发明的控制方法决定向各Y方向布线94施加的脉冲的电压值，然后控制实效地向各电子释放元件的间隙7施加的实效电压V’。

具体地说，测量在连接在所选择出的X方向布线Xn上的多个电子释放元件各自所连接的Y方向布线94各自上流过的电流。该电流是与设置电压V(V1、V12、V4)各自对应地检测出的测量电流I(I1、112、I4)。

以下，详细说明在本实施例中进行的控制。

(步骤0)

(步骤1)

将未图示的电源与从X方向布线96中选择出的一个X方向布线Xn的端部连接，同时将未图示的电源与Y方向布线94的各个的端部连接，开始施加图7所示的波形的脉冲(上述设置电压V(V1、V12、V4))。

(步骤2)

测量与施加到所选择出的X方向布线Xn上的设置电压V(V1、V12、V4)的各个对应地流过各Y方向布线94的电流I(I1、I12、I4)。

(步骤3)

然后，根据设置电压V(V1、V12)和测量电流I(I1、I12)使用下式计算出实效地施加到与X方向布线Xn连接的各电子释放元件的间隙7的实效电压V’(V1’、V12’)。

V1’＝V1-I1×R_unkonwn

V12’＝V12-I12×R_unkonwn

由于设置为R_unkonwn＝0，所以在该阶段得到的实效电压V’(V1’、V12’)分别与设置电压V1、V12相等。

(步骤4)

(步骤5～7)

ΔR＝k×(βeffect-βset) 式(3)

在本实施例中，设置为k＝10000。

(步骤8)

将使用上述式(3)修正后的新的R_unkonwn、在步骤2中作为流过各Y方向布线94的电流而测量出的测量电流I(I1、I12)代入到以下的关系式中，由此计算出在下一个周期的步骤1中应该向每个Y方向布线施加的补偿电压ΔV(ΔV1、ΔV12)。

ΔV1＝I1×R_unkonwn

ΔV12＝I12×R_unkonwn

然后，在下一个控制周期(新的控制周期)的步骤1中，作为向各Y方向布线94施加的电压，使用在上述步骤8中计算出的补偿电压ΔV(ΔV1、ΔV12)，从与各Y方向布线94连接的电源进行输出，从而开始新的控制周期。

然后，再次进行上述步骤2～步骤4，计算出βeffect的值。另外，在该新的控制周期的步骤3中，R_unkonwn采用了在上述步骤7中计算出的新的R_unkonwn。即，在该新的控制周期的步骤3中使用的R_unkonwn使用在前一个周期的步骤7中计算出的新的R_unkonwn。

另外，在前一个周期中，到从开始施加电压(开始步骤1)开始经过了5分钟为止，没有转移到步骤5，但在该新的控制周期中，在步骤4后，直接转移到步骤5，计算出βeffect的值。然后，转移到步骤5，判断βeffect和βset是否相同，如果βeffect和βset不同，则开始与上述步骤6～步骤8一样的时序。然后，开始新的控制周期的步骤1～步骤5。

如上所述，通过在每个上述测量周期中进行新的控制周期，并到从开始施加电压后经过了45分钟为止，循环执行，并且进行“活性化步骤”的控制，使得βeffect和βset的差减少。然后，在从“活性化步骤”开始后经过了45分钟的时刻，结束“活性化步骤”。

然后，通过顺序对每个选择出的X方向布线进行与上述“活性化步骤”一样的方法，而对所有电子释放元件进行“活性化步骤”。然后，关闭慢漏瓶，结束活性化处理。

另外，在上述例子中，表示了在与从X方向布线96中选择出的一个X方向布线Xn连接的电子释放元件的“活性化步骤”结束后，顺序进行与其他X方向布线连接的电子释放元件的“活性化步骤”的例子。但是，也可以从X方向布线96中选择几个X方向布线，使与该几个X方向布线的各自对应的脉冲施加定时错开，从而实质上同时地进行与选择出的几个X方向布线共通连接的电子释放元件的“活性化步骤”。

另外，在本实施例中，针对已经结束了“活性化步骤”的X方向布线所连接的电子释放元件，直到其他所有电子释放元件的“活性化步骤”结束为止，定期地进行控制而降低本发明的βeffect和βset的差。通过该方法，抑制了已经结束了“活性化步骤”的电子释放元件的电子释放特性(βeffect)的变动。

通过以上步骤，作成了具有电子源的基板(后板)91。接着，转移到使用结束了“活性化步骤”的基板1形成构成图10所示的图像显示装置的封装100的步骤。

步骤(h)

接着，对前板102和后板91进行密封，形成图10所示的封装100。

在本步骤中，在真空室内，使具备通过步骤(a)～步骤(g)作成的电子源的基板(后板)91、在玻璃基板103的内面上形成了由荧光膜104和由铝构成的金属背板105的前板102相对(图11A)，接着，在真空室内，一边按压前板102和后板91一边进行加热，使得相互的距离缩短，进行密封(图11B)。另外，在前板82和后板91之间，配置许多用于规定其间隔的垫片101，另外，将前板102和后板91之间保持为不透气，同时为了将其间隔维持为2mm，而配置支持框106。在后板91、支持框106和前板102的各结合部分，兼作粘接材料和密封材料地使用铟。

另外，在进行上述密封时，需要充分进行荧光体和电子释放元件的对位。

通过经由布线96、94将驱动电路与如上那样形成的本实施例的封装100连接，而构成图像显示装置。然后，通过向各电子释放元件施加电压，而从希望的电子释放元件释放电子，通过高压端子Hv，向作为阳极电极的金属背板105施加电压，使得与电子释放元件的电位差为10kV，由此显示图像。

在本实施例中作成的图像显示装置上显示图像时，能够显示极平滑的图像。这是因为邻接像素的亮度离散少。这是由于与各像素对应的电子释放元件的特性的均匀性高的缘故，可以认为是在“活性化步骤”中，向各电子释放元件施加的实效电压V’是大致一致的。

另外，根据本发明的技术思想，能够适用本发明的图像显示装置的结构可以有各种变形。

Claims

1.一种用于制造电子释放装置的方法，该方法包括以下步骤：

制备第一导电薄膜和第二导电薄膜，所述第一导电薄膜和第二导电薄膜彼此相对并与一个输出电压的电压源相连；以及

反复地向所述第一和第二导电薄膜施加从所述电压源输出的电压，

其特征在于，所述反复施加电压的步骤包括：

(A)第一测量步骤，用于测量响应从所述电压源输出第一电压V₁并通过所述第一和第二导电薄膜的第一电流I₁；

(B)第二测量步骤，用于测量响应从所述电压源输出第二电压V₁₂并通过所述第一和第二导电薄膜的第二电流I₁₂，其中所述第二电压V₁₂的电压值不同于所述第一电压V₁的电压值；

(C)第一计算步骤，用于根据所述第一电流I₁、所述第二电流I₂、所述第一电压V₁和所述第二电压V₁₂，计算响应于从所述电压源分别输出所述第一和第二电压并被施加在所述第一和第二导电薄膜之间的第一有效电压V₁’和第二有效电压V₁₂’；

(D)第二计算步骤，用于计算由以下的公式(1)定义的值β_effect：

β_effect＝{(1/V₁′)-(1/V₁₂′)}/{1n(I₁₂/V₁₂′²)-1n(I₁/V₁′²)}公式(1)；以及

(E)调节步骤，用于调节从所述电压源输出的电压，以便减小所述值β_effect与一个设定值β_set之间的差值。

2.根据权利要求1的用于制造电子释放装置的方法，其特征在于：

所述第一有效电压V₁’是通过向以下的公式(2)中的R_unknown分配一个预定的初始值R₁，并向所述的以下公式(2)中的V和I分配所述第一电压V₁和所述第一电流I₁的组合而获得的值；

所述第二有效电压V₁₂’是通过向所述的以下公式(2)中的R_unknown分配所述预定的初始值R₁，并向所述V和I分配所述第二电压V₁₂和所述第二电流I₁₂的组合而获得的值，

V′＝V-I×R_unknown 公式(2)。

3.根据权利要求2的用于制造电子释放装置的方法，其特征在于：

重复一个电压计算步骤和一个再执行步骤，直到所述值β_effect与所述设定值β_set之间没有差值，

所述电压计算步骤在所述值β_effect大于所述设定值β_set时，通过向R_unknown分配一个大于所述初始值R₁的值R₂，以及通过在所述公式(2)中分别分配所述第一有效电压V₁’和所述第一电流I₁的组合或所述第二有效电压V₁₂’和所述第二电流I₁₂的组合，计算一个新的第一电压V₁和/或一个新的第二电压V₁₂；或者，在所述值β_effect小于所述设定值β_set时，通过向R_unknown分配一个小于所述初始值R₁的值R₃，以及通过在所述公式(2)中分别分配所述第一有效电压V₁’和所述第一电流I₁的组合或所述第二有效电压V₁₂’和所述第二电流I₁₂的组合，计算所述新的第一电压V₁和/或所述新的第二电压V₁₂；

所述再执行步骤通过在所述测量步骤中用所述第一电压V₁和/或所述第二电压V₁₂代替所述新的第一电压V₁和/或所述新的第二电压V₁₂，再次执行所述第一测量步骤、所述第二测量步骤、所述第一计算步骤、所述第二计算步骤以及所述调节步骤。

4.根据权利要求2的用于制造电子释放装置的方法，其特征在于：

重复一个电压计算步骤和一个再执行步骤，直到所述值β_effect与所述设定值β_set之差收敛，

5.根据权利要求1的用于制造电子释放装置的方法，其特征在于：

所述第一电压V1和所述第二电压V12在被包含在一个阶梯状脉冲中的状态下，在指定时间间隔从所述电压源被反复输出。

6.根据权利要求1的用于制造电子释放装置的方法，其特征在于：

在所述值β_effect变得再次为所述设定值β_set的一半或以下的时间点，启动所述调节步骤。

7.根据权利要求1的用于制造电子释放装置的方法，其特征在于：

所述第一电压V₁或第二电压V₁₂在大于等于15V小于等于60V的范围内。

8.根据权利要求1的用于制造电子释放装置的方法，其特征在于：

所述值R1在大于等于0Ω小于等于40kΩ的范围内。

9.根据权利要求1的用于制造电子释放装置的方法，其特征在于：

所述设定值β_set在大于等于0.00338小于等于0.00508的范围内。

10.一种用于制造具备多个电子释放装置的电子源的方法，其特征在于：

所述多个电子释放装置中的每一个都是通过权利要求1～9的任何一项所述的方法制造的。

11.一种用于制造具备电子源和发光体的图像显示装置的方法，其特征在于：

所述电子源是通过权利要求10所述的方法制造的。

12.一种信息显示重放设备，具备至少一个输出包含在接收的广播信号中的图像信息、字符信息和声音信息中的至少一个的接收机、与所述接收机连接的图像显示装置，其特征在于：

所述图像显示装置是通过权利要求11所述的方法制造的。