(57)【要約】【課題】  装置構成を複雑にせず、駆動時の温度分布によって生じる表示ムラを補償する。【解決手段】  発光体を有する複数の発光素子と、負の抵抗温度特性を有する同一の材料で形成された複数の抵抗体とを備え、前複数の抵抗体の各々と複数の発光素子の各々とが直列に接続された発光装置において、駆動時における温度が高い抵抗体の方が、駆動時における温度が低い抵抗体よりも、同一温度下において高い抵抗値を有する。【選択図】  図１
2010102030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光体を有する複数の発光素子と、負の抵抗温度特性を有する複数の抵抗体とを備え、前記複数の抵抗体の各々と前記複数の発光素子の各々とが直列に接続され、駆動時における前記複数の抵抗体の各々の温度が異なる発光装置であって、
前記複数の抵抗体の各々は、同一の材料で形成されており、
前記複数の抵抗体のうち、前記駆動時における温度が高い抵抗体の方が、前記駆動時における温度が低い抵抗体よりも、同一温度下において高い抵抗値を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記複数の抵抗体のうち、前記同一温度下において最も高い抵抗値を有する抵抗体が、前記駆動時において最も温度が高く、前記同一温度下において最も低い抵抗値を有する抵抗体が、前記駆動時において最も温度が低いことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記複数の抵抗体のうち、前記同一温度下において、最も高い抵抗値を有する抵抗体と、最も低い抵抗値を有する抵抗体とが、前記駆動時において等しい抵抗値を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記駆動時における前記複数の発光素子の各々の温度が異なり、前記駆動時における前記抵抗体の抵抗値を、前記発光素子の輝度温度特性に基づいて異ならせることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子は、温度が高くなるほど、輝度が高くなる輝度温度特性を有することを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
発光体を有する複数の発光素子と、負の抵抗温度特性を有する複数の抵抗体とを備え、前記複数の抵抗体の各々と前記複数の発光素子の各々とが直列に接続され、駆動時における前記複数の抵抗体の各々の温度が異なる発光装置であって、
前記複数の抵抗体は、同一の材料で形成されており、
２次元状に配列された前記複数の抵抗体の各々は、中央部に近い位置の抵抗体の方が、前記中央部から離れた位置の抵抗体よりも、同一温度下において高い抵抗値を有することを特徴とする発光装置。
【請求項７】
前記駆動時における前記複数の抵抗体の各々の温度は、前記駆動時に前記複数の抵抗体の各々の温度変化が、飽和した時の温度であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記同一温度は３００Ｋであり、前記駆動時における前記複数の抵抗体の各々の温度は、３００Ｋの環境温度下で、全ての前記発光素子を５０％の階調で６０分間駆動したときの温度であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記抵抗体の材料は、活性化エネルギーが０．１ｅＶ以上、０．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記複数の抵抗体は前記抵抗体の幅、長さ、厚さ、のうち少なくともいずれかが異なることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記抵抗体と接続された単純マトリックス配線を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光素子は、電子放出素子と、該電子放出素子から放出された電子が照射されることによって発光する蛍光体とからなることを特徴とする請求項１乃至１１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記駆動時における前記抵抗体の抵抗値が、１ｋΩ以上１０ＧΩ以下であることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記駆動時における前記抵抗体の体積抵抗率が１０−３Ωｍ以上であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記抵抗体は、Ｓｉ、ａ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃ、ＴａＮ、アモルファスカーボン、ＤＬＣ、サーメット、シリサイド、酸化物半導体、窒化物半導体、ＡＴＯ、ＳｎＯ２、ＷＧｅＯＮ、ＰｔＡｌＮ、ＡｌＮ、ＺｎＯの中から選ばれる材料であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載された発光装置と、発光させる発光素子を選択する回路及び発光輝度を変調する回路を有する駆動手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
温度分布に起因する表示ムラを低減する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置を駆動した際に生じる発光装置自体の発熱、駆動装置等の発熱は、発光装置に温度分布を生じ得る。近年、発光装置であるフラットパネルディスプレイに大型化が求められており、パネルを大型化した際に生じる温度分布は顕著になってくる。
【０００３】
温度分布が生じると、発光装置を構成する様々な部材の温度特性によって表示ムラとして観察される場合がある。従って、温度変化や温度分布を補償することが求められる。
【０００４】
特許文献１の冷陰極表示装置では、冷陰極とカソード電極の間にアモルファスシリコン材料からなる抵抗層を設けた構成が開示されている。このアモルファスシリコンは負の抵抗温度特性を有し、環境温度が上昇すると抵抗値が下がるため、発光輝度が変動する。そこで、抵抗層の温度を検出する温度検出手段を設けて、温度検出手段の出力に基づいて、冷陰極から放出される電子量を制御することが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２８２１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１には、
しかしながら、特許文献１のように温度検出手段の出力に基づいて信号を制御することは、温度検出手段を設けるために装置自体が複雑になり、高度な信号の制御を行うための回路も必要になるため、コストアップに繋がるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は装置構成を複雑にせず、温度変化や温度分布を補償する発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の発光装置は、発光体を有する複数の発光素子と、負の抵抗温度特性を有する複数の抵抗体とを備え、前記複数の抵抗体の各々と前記複数の発光素子の各々とが直列に接続され、駆動時における前記複数の抵抗体の各々の温度が異なる発光装置であって、前記複数の抵抗体は、同一の材料で形成されており、前記駆動時における温度が高い抵抗体の方が、前記駆動時における温度が低い抵抗体よりも、同一温度下において高い抵抗値を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の発光装置は、発光体を有する複数の発光素子と、負の抵抗温度特性を有する複数の抵抗体とを備え、前記複数の抵抗体の各々と前記複数の発光素子の各々とが直列に接続され、駆動時における前記複数の抵抗体の各々の温度が異なる発光装置であって、前記複数の抵抗体は、同一の材料で形成されており、２次元状に配列された前記複数の抵抗体の各々は、中央部に近い位置の抵抗体の方が、中央部から離れる位置の抵抗体よりも、同一温度下において高い抵抗値を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発光装置を複雑にすることなく、駆動時の温度分布に伴う抵抗体の抵抗値のバラツキ、発光素子の輝度のムラを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について説明する。本発明の発光装置は、図１（ａ）に示すように、少なくとも、発光体を有する複数の発光素子１と、発光素子１に対して直列に接続された負の抵抗温度特性を有する抵抗体２を複数（抵抗体２ａ〜２ｄ）備えるものである。抵抗体２ａ〜２ｄは同じ材料であるが、各抵抗体は少なくとも１つの抵抗体が他の抵抗体と、同一温度下において抵抗値が異なる。全ての抵抗体の抵抗値が互いに異なっていても良い。発光素子１と抵抗体２には、配線３と駆動手段４によって所定の電圧が印加され、抵抗体２によって降下した分の電圧に応じた電位差が発光素子１に生じ、発光素子１が発光する。図１（ａ）では発光装置１０が備える発光素子１及び抵抗体２の数は４個としているが、２つ以上であればよく、百個以上、或いは百万個以上の発光素子及び抵抗体を配列したものでもよい。ここでは、１つの発光素子１に対して１つの抵抗体２を接続した例を用いているが、複数の発光素子１に対して１つの抵抗体をそれぞれ直列に接続しても良い。また、発光素子１と抵抗体２とは電気的に直列に接続されていればよく、発光素子１と抵抗体２との間にさらに配線や電極を設けてもよい。それらの位置関係は断りがない限り限定されない。
【００１１】
発光素子１は、電圧又は電流によって発光するものであればよい。例えば、白熱灯である。好適な発光素子として、例えば、蛍光体を備えたプラズマセル、冷陰極／熱陰極蛍光管等のフォトルミネセンス素子が挙げられる。また、例えば、有機ＥＬや無機ＥＬ、発光ダイオード等のエレクトロルミネッセンス素子も挙げられる。より好適な発光素子としては、電子放出素子が生じる電子線を照射することによって、蛍光体を励起発光させるカソードルミネッセンス素子が挙げられる。本発明は上記したような自発光素子が好適に採用できる。
【００１２】
発光素子１が上記したようなルミネセンス素子である場合には、それ自体が発光する発光体（例えば、蛍光体や燐光体、半導体接合など）のみならず、発光体を発光させる励起手段を含む。励起手段としては、プラズマ化するガス及びプラズマ発生のための放電素子、電子／正孔注入層、電子を放出するための電子放出素子等が含まれる。ルミネセンス素子の場合には、発光素子１の励起手段に電圧が印加されることによって発光体が励起発光する。１つの発光素子１が複数の励起手段を備えている場合には、各励起手段に対して複数の抵抗体２をそれぞれ直列に接続してもよい。
【００１３】
発光装置をカラー発光装置とする場合には、発光素子１とは異なる色を呈する発光素子をさらに設ければよい。例えば、発光素子１が赤色を呈する場合には、緑色、青色を呈する発光素子をさらに設ければよい。その場合、典型的には、１つの発光素子１は１つのサブピクセル（副画素）を構成する。そして、異なる色を呈する複数のサブピクセルで１つのピクセル（画素）を構成する。発光素子１とは異なる色を呈する発光素子についても、発光素子１と同様に、抵抗体を接続して本発明を適用できるのはいうまでもない。なお、複数の蛍光管や発光ダイオードを、液晶シャッター素子のバックライトとして用いる場合には、複数の蛍光管や発光ダイオードの各々を発光素子１とする。
【００１４】
発光素子１と、抵抗体２とが隣接して配置された構成を発光ユニット５と呼ぶことにする。サブピクセルに相当する領域の各々に発光素子１と抵抗体２とを設ければ、発光素子１と、抵抗体２とが隣接して配置された発光ユニット５とみなすことができる。すなわち、複数の発光ユニット５が、発光装置を構成する。また、カラー発光装置の場合には、異なる色を呈する発光ユニットが１つのピクセルを構成して、このピクセルの複数が、発光装置を構成する。
【００１５】
次に、抵抗体２について説明する。
【００１６】
負の抵抗温度特性とは、温度の上昇と共に抵抗値が低下する特性を言う。この抵抗温度特性は、典型的には次のような指数関数で近似できる。
Ｒ＝Ｒ０ｅｘｐ（Ｅａ／ｋｂ（１／Ｔ−１／Ｔ０）・・・（１）
式（１）において、Ｒは温度Ｔ（Ｋ）における抵抗値（Ω）、Ｒ０は温度Ｔ０（Ｋ）における抵抗値（Ω）、Ｅａは材料の活性化エネルギー（ｅＶ）、ｋｂはボルツマン定数（８．６１７×１０−５（ｅＶ／Ｋ））である。活性化エネルギーＥａは抵抗温度特性の大きさを表し、小さな値ほど温度による抵抗値の変化が小さい。一般的には、活性化エネルギーの値は０．０５〜１ｅＶ程度である。なお、Ｅａ／ｋｂがＢ定数と呼ばれることもある。
【００１７】
また、抵抗値Ｒ０は抵抗材料の温度Ｔ０における、体積抵抗率ρ０（Ωｍ）、断面厚みｔ（ｍ）、断面幅ｗ（ｍ）、電流が流れる方向の長さｌ（ｍ）によって、Ｒ０＝ρ０ｔｗ／ｌで表される。
【００１８】
一般的に、体積抵抗率が大きい材料は半導体が多く、負の抵抗温度特性を有する場合が多い。特に、ｔ、ｗを小さくして高い抵抗値を得ようとする場合、体積抵抗率ρ０を大きくすることになる。一般的に、体積抵抗率が大きい材料は活性化エネルギーが高く、温度変化に伴う体積抵抗率の減少が大きい。
【００１９】
発光素子１及び抵抗体２に電圧を印加する形態は特に限定されない。図１（ａ）に示すように、１つの発光ユニット５に対してそれぞれ独立した駆動手段４と配線３によって電圧を印加するように構成しても良い。抵抗体２、或いは発光ユニット５が２次元状（マトリックス状）に配列されている場合には、配線３は、図１（ｂ）又は（ｃ）に示すような、マトリックス配線を用いることが好ましい。その場合には、図２（ｂ）に示すように、行方向の各発光素子に共通の、複数の行方向配線である第１の配線３ａと、列方向の各発行素子に共通の、複数の列方向配線である第２の配線３ｂと、を用いて駆動する方法（単純マトリックス配線）を用いることができる。図２（ｃ）に示すように、各発光素子毎にＴＦＴ等のトランジスタ３ｃを設けてゲート配線である第３の配線３ｄの複数によってトランジスタ３ｃをＯＮ／ＯＦＦして発光素子１を駆動する方法（アクティブマトリックス配線）を用いてもよい。なお、これら配線３ａ、３ｂ、３ｄの少なくとも１つを、複数の配線が等電位となるように構成した共通電極としてもよい。また、配線３の一部が発光素子１の一部と共通の部材であってもよい。図２（ｃ）にはトランジスタ３ｃと発光素子１の間に抵抗体２を設けているが、第１の配線３ａとトランジスタ３ｃとの間でも、発光素子１と第２の配線３ｂとの間でもよい。
【００２０】
配線３に接続される駆動手段４を、駆動する発光素子１を選択するための走査回路を有するように構成し、発光素子ごとに駆動すれば、画像表示装置が得られる。駆動手段４を、印加する電圧を変調して、階調発光するための変調回路を有するように構成してもよい。駆動手段４を走査回路及び変調回路を有するように構成しても良い。
【００２１】
本発明において、負の抵抗温度特性を有する複数の抵抗体２が、抵抗値の分布を低減する機能以外の機能を有していてもよい。以下に抵抗体２が有する効果の一例を述べる。
【００２２】
抵抗体２は過大な電流が発光素子１に流れて発光素子１が破壊されない様に、抵抗体２で電圧を降下せしめ、発光素子１に流れる電流を制限する機能を有し得る。図１（ｃ）のようなアクティブマトリックス配線であれば、トランジスタ３ｃも電流を制限する機能を有し得るが、図１（ｂ）のような単純マトリックス配線であれば、抵抗体２にこの機能を持たせることになる。従って、単純マトリックス配線の方が、より高い抵抗値が求められることになり、本発明は単純マトリックス配線を採用する場合に、より効果的である。
【００２３】
また、発光素子１は製造プロセスに起因する理由等によって各発光素子１はその特性にバラツキが生じる。従って、抵抗体２を、発光素子１に対して直列に接続することにより、発光素子１の特性のバラツキを低減する機能も有し得る。抵抗体２の抵抗値が大きいほど、バラツキを低減する効果が大きくなるが、同時に、抵抗体２による電圧降下も大きくなり、発光素子を駆動するために必要な電圧も大きくなる。従って、抵抗体２の抵抗値は、特性のバラツキの程度と、電圧降下の許容値を勘案して決定される。また、配線３によって印加される電圧と発光素子１の輝度との関係によっても決定される。製造上の問題や素子固有の問題としてバラツキが大きい場合には、より高い抵抗値が求められることになる。
【００２４】
さて、発光装置は、発光素子１や抵抗体２、配線３の発熱、駆動手段４を含む電気回路等の熱源の影響により、温度分布を生じる。温度分布は、発光装置の構造や、駆動手段４を含む電気回路、これを冷却するファン等の配置、発光装置を収容する筐体の形状等による構造条件、及び設置環境や設置方法、表示パターン等の動作条件で決まる。
【００２５】
しかしながら、温度分布の主たる要因は構造条件であり、動作条件に依らず、温度分布は概略同じ傾向が得られる。例えば、発光装置が四角形状である場合には、周縁部は放熱しやすいため温度の上昇は小さく、中央部は放熱しにくいため温度の上昇が大きい。また、電気回路等の熱源やファン等の排熱要素が偏在している場合、その配置に応じた温度分布が発生する。熱源が発光装置の背面（表示面と反対の面）の中央部に位置する場合にはその発熱を受けて、中央部の温度の上昇が大きい。このように、発光装置を駆動した際に生じる温度分布の傾向は予測することができる。
【００２６】
そこで、本発明では発光装置を駆動した際に生じると想定される発光装置の温度分布を予め決定しておく。この温度分布は、発光装置を所定の条件で駆動した時の温度分布に基づいて設定される温度分布であり、これを基準温度分布と呼ぶことにする。
【００２７】
基準温度分布となる所定の条件は、発光装置を所定の環境温度下で、所定の時間、所定の階調で駆動するという条件である。
【００２８】
所定の環境温度とは、発光装置の動作環境温度として定められる範囲内、具体的には室温（例えば３００Ｋ）であることが好ましい。
【００２９】
上記所定の時間は任意に定めることができる。発光装置のユーザーが平均的に連続動作させる時間でもよい。平均動作時間中の温度の平均値から基準温度分布を求めてもよい。一般的に、発光装置に生じる温度分布は発熱要因と廃熱要因が平衡に達したところで飽和するので、所定の時間は温度変化が飽和する、又はほぼ飽和するまでに要する時間とすることが好ましい。飽和するまでの時間は、発光装置の大きさや熱拡散の特性に依存するが、駆動を開始してから５〜１０分、長い場合３０〜１８０分程度である。さらに飽和してから一定時間の温度変化の平均をとれば、より精度の高い基準温度分布が求められる。
【００３０】
駆動時の表示パターンは、次に述べる所定の階調で、全ての発光素子を点灯させたパターンとするべきである。複数の発光色の発光素子がある場合には、それら全てを点灯させるべきである。所定の階調としては、温度分布の最高温度と最低温度の差が最大になる時の階調であるときが好ましい。いくつか階調を変えて温度分布を測定して、平均的な温度分布が得られる階調を決定し、その時の温度分布を基準温度分布として選択する方法を用いても良い。具体的には、１００％以下２０％以上の階調とすればよく、５０％以下２０％以上の階調が好ましい。表示装置がテレビジョン装置の場合は、２０％の階調が好ましいが、５０％の階調であれば、十分に実用的な条件となる。
【００３１】
これらの観点から、典型的には、発光装置を、３００Ｋの環境温度において、５０％の輝度で６０分間駆動したときの温度分布に基づいて、基準温度分布を設定すればよい。
【００３２】
このように決定された所定の条件で駆動した時の発光装置の温度分布は、熱電対等の温度センサを発光装置に複数個取り付けて測定すればよい。或いは、赤外線サーモグラフィで観察してもよい。温度センサを用いる場合には、発光装置の全点の温度を測定する必要はなく、発光領域全体の温度分布が類推できる程度の測定点数でもよい。温度測定は、環境試験室で行うことが望ましい。
【００３３】
以上のようにして求められた、温度分布の簡単な例を図２に示す。発光装置を所定の条件で駆動した時、図２に示す発光装置１０の抵抗体２が位置する４点ＰＭＩＮ、ＰＬＯＷ、ＰＨＩＧＨ、ＰＭＡＸで、異なる温度変化を生じるとする。その時の各点の抵抗体２の温度は、それぞれ、ＰＭＩＮがＴＭＩＮ、ＰＬＯＷがＴＬＯＷ、ＰＨＩＧＨがＴＨＩＧＨ、ＰＭＡＸがＴＭＡＸである。そして、ＴＭＩＮ＜ＴＬＯＷ＜ＴＨＩＧＨ＜ＴＭＡＸである。
【００３４】
現実的は、温度分布を連続的に定義することは困難であり、基準温度分布は、測定した温度を、複数の範囲に区分して、それぞれの範囲に含まれる抵抗体を同じ温度とみなせばよい。つまり、基準温度分布は、抵抗体の温度が異なる複数の領域に区分された温度分布とすればよい。温度範囲を狭くして区分けする領域を多くすれば温度分布に対する補償の精度は上がる。ここでは、説明のために、上記温度分布を基準温度分布として説明する。
【００３５】
本発明に対する参考形態として、発光装置１０の各抵抗体２の温度がＴ０で同一である時（このときの各抵抗体の温度を同一温度と呼ぶことにする。）の、各抵抗体の抵抗値を同じ値Ｒ０ＥＱとした場合を説明する。同一温度となる時とは、例えば発光装置を駆動せずに、環境温度がＴ０の空間に発光装置を静定し、各抵抗体の温度が全てＴ０である時である。発光装置を駆動して先に述べた、温度分布ＴＭＩＮ、ＴＬＯＷ、ＴＨＩＧＨ、ＴＭＡＸが生じた際の各抵抗体の抵抗値の変化は式（１）をグラフ化した図２１のようになる。図２１では横軸が各抵抗体の温度、縦軸が各抵抗体の抵抗値である。図２１から明らかなように、温度分布が生じると、各抵抗体の抵抗値はＰＭＩＮがＲ０ＭＩＮ、ＰＬＯＷがＲ０ＬＯＷ、Ｒ０ＨＩＧＨがＲ０ＨＩＧＨ、ＰＭＡＸがＲ０ＭＡＸとなる。この抵抗値はＲ０ＭＩＮ＞Ｒ０ＬＯＷ＞Ｒ０ＨＩＧＨ＞Ｒ０ＭＡＸという大小関係であり、抵抗値のバラツキが生じることになる。抵抗値のバラツキは発光素子１に印加される電圧のバラツキを招き、温度分布に応じた輝度ムラとして観測される。
【００３６】
なお、本発明において、「抵抗値が等しい」とは、二値の差の、二値の相加平均値（以下、中間値と呼ぶ）に対する百分率が１％未満であることとする。「抵抗値のバラツキ（又は分布、ムラ）を低減する、バラツキ（又は分布、ムラ）が小さい」、とは二値の差の、二値の中間値に対する百分率が１０％未満となることが好ましい。三値以上に対して評価する場合は、最大値と最小値の差の、最大値と最小値の中間値、又は三値以上の相加平均値（以下、平均値と呼ぶ）に対する百分率とする。二値の抵抗値ＲＡ、ＲＢ（ＲＡ＞ＲＢ）とすれば、２００×（ＲＡ−ＲＢ）／（ＲＡ＋ＲＢ）＜１％、１０％である。これを、ＲＡ／ＲＢに変形すれば、抵抗値ＲＡが抵抗値ＲＢの１０１％未満のとき、ＲＡとＲＢは等しいとみなすことができる。抵抗値ＲＡが抵抗値ＲＢの１１１％未満であるとき、ＲＡとＲＢのバラツキが小さいとみなせる。
【００３７】
また、本発明において、「同一温度である」とみなせる温度差は、厳密には、式（１）を満たす前述の「抵抗値が等しい」時の温度差であって、温度差の基準とする温度（Ｔ０、Ｔ）と、活性化エネルギーＥａによって異なる。
【００３８】
式（１）から定量的に算出したところ、活性化エネルギーＥａが０．０５ｅＶという低い値で、３３０Ｋ前後の高温下の、抵抗値変動が小さい場合においては、温度変化が２Ｋ未満の場合に抵抗値は１％未満の変動となる。
そして、活性化エネルギーＥａが１ｅＶという高い値で、抵抗体の温度が２７０Ｋ前後という低温で、抵抗値変動が大きい場合においても、温度変化が０．０６Ｋ未満の場合には、抵抗値は１％未満の変動に留まる。つまり、温度変化が０．０６Ｋ未満の場合には抵抗値の変化は殆ど問題にならないと考えてよく、温度差が０．０６Ｋ未満である場合に「同一温度である」とすることが最も好ましい。
【００３９】
また、式（１）から算出したところ、３３０Ｋ前後という高温で、活性化エネルギーＥａが０．０５ｅＶという低い値であり、抵抗値変動が小さい場合においても、温度変化が２０Ｋ以上の場合には抵抗値が１０％以上変動する。従って、本発明は、駆動時に、２０Ｋ以上の温度差が生じる場合に最も好適に用いることができる。しかし、この場合は逆に、２０Ｋ以上の温度分布が生じないと１０％以上の抵抗値変動が生じないと考えることもできる。これに対して、活性化エネルギーが０．１ｅＶ以上では、２７０〜３３０Ｋにおいて１０Ｋ以上の温度変化が生じると、１０％以上の抵抗値変動が生じる。従って、本発明においては、実用的には、活性化エネルギーが０．１ｅＶ以上の材料を用いることが好ましいといえる。
【００４０】
一方、２７０Ｋ前後という低温で、活性化エネルギーＥａが１．０ｅＶという比較的高い値であり、抵抗値変動が大きい場合においては、温度変化が０．６Ｋ以上の場合には抵抗値が１０％以上変動する。抵抗体として、このように、わずかな温度分布によって抵抗値のバラツキが生じやすい材料を用いることは好ましいことではない。これに対して、活性化エネルギーが０．６ｅＶ以下では、２７０Ｋ前後において、１Ｋ未満の温度変化に対しては、１０％以上の抵抗値変動は生じない。また、活性化エネルギーが０．１ｅＶ以上では、１Ｋ以上の温度変化に対して、１％以上の抵抗値変動が生じる。
【００４１】
これらの観点から、典型的には、抵抗体に、活性化エネルギーが０．１ｅＶ以上、０．６ｅＶ以下の材料を用いた時には、１Ｋ未満の温度差を、同一温度であるとみなすことができる。従って、先述した、基準温度分布の区分けをする温度範囲は１Ｋ毎にすることが好ましいといえる。
【００４２】
以下、本発明の表示ムラを低減する方法を説明する。駆動時の抵抗体２の抵抗値のバラツキを小さくするのが第１の実施形態である。抵抗体２に接続された発光素子１の温度を考慮して輝度ムラを低減するのが第２の実施形態である。
【００４３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における抵抗体２の抵抗値分布の設定方法について図２及び図３を用いて説明する。図３において、横軸は各抵抗体の温度、縦軸は各抵抗体の抵抗値であり、４本の実線はそれぞれ、ＰＭＩＮ、ＰＬＯＷ、ＰＨＩＧＨ、ＰＭＡＸにおける抵抗体２の抵抗温度特性を示す。
【００４４】
発光装置１０においてＰＬＯＷ、ＰＨＩＧＨに位置する抵抗体２の、各抵抗体の温度が同一である時の温度（同一温度）Ｔ０における抵抗値をＲ１ＬＯＷ０、Ｒ１ＨＩＧＨ０とする。基準温度分布となった時のＰＬＯＷ、ＰＨＩＧＨに位置する抵抗体の抵抗値Ｒ１ＬＯＷ、Ｒ１ＨＩＧＨは、式（１）より、
Ｒ１ＬＯＷ＝Ｒ１ＬＯＷ０ｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／ＴＬＯＷ―１／Ｔ０）｝      （２）
Ｒ１ＨＩＧＨ＝Ｒ１ＨＩＧＨ０ｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／ＴＨＩＧＨ―１／Ｔ０）｝      （３）
となる。本実施形態の一例は、基準温度分布が生じた際の抵抗値を等しくするものである。すなわち、Ｒ１ＬＯＷ＝Ｒ１ＨＩＧＨ＝Ｒ１ＥＱとする。ここで、Ｒ１ＥＱは、発光素子１を適切に駆動するために必要な抵抗値であって、適宜設定される。
Ｒ１ＬＯＷ０、Ｒ１ＨＩＧＨ０は（２）、（３）より、
Ｒ１ＬＯＷ０＝Ｒ１ＥＱｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／Ｔ０―１／ＴＬＯＷ）｝      （２’）
Ｒ１ＨＩＧＨ０＝Ｒ１ＥＱｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／Ｔ０―１／ＴＨＩＧＨ）｝      （３’）
とすればよいことがわかる。
【００４５】
また、Ｒ１ＬＯＷ０とＲ１ＨＩＧＨ０の関係は（２）、（３）から
Ｒ１ＨＩＧＨ０＝Ｒ１ＬＯＷ０ｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／ＴＬＯＷ―１／ＴＨＩＧＨ）｝    （４）
とすればよい。従って，Ｒ１ＨＩＧＨ０とＲ１ＬＯＷ０が式（４）で表される関係にあれば、基準温度分布となった時の各抵抗体の抵抗値を等しくすることができる。
式（４）を変形して、
Ｒ１ＨＩＧＨ０／Ｒ１ＬＯＷ０＝ｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／ＴＬＯＷ―１／ＴＨＩＧＨ）｝  （４’）
とすれば、式（４’）の右辺が１より大きいことから、Ｒ１ＨＩＧＨ０／Ｒ１ＬＯＷ０＞１である。すなわち、ＰＨＩＧＨに位置する抵抗体のＴ０における抵抗値Ｒ１ＨＩＧＨ０を、ＰＬＯＷに位置する抵抗体の同一温度Ｔ０における抵抗値Ｒ１ＬＯＷ０よりも大きくすれば、抵抗値のバラツキを低減できる。全ての抵抗体について、基準温度分布において温度が高い抵抗体ほど、同一温度での抵抗値を高くしていくことがより好ましい。
【００４６】
また、基準温度分布となった際の、温度が最高になる点ＰＭＡＸと、最低になる点ＰＭＩＮを少なくとも測定しておけば、発光領域内の任意の点ＰＸＹの温度Ｔ０における抵抗値Ｒ０の範囲を決定することができる。
【００４７】
基準温度分布において最高温度ＴＭＡＸ、最低温度ＴＭＩＮになる点の同一温度Ｔ０における抵抗値Ｒ１ＭＡＸ０、Ｒ１ＭＩＮ０とすると、基準温度分布が生じた際のＰＭＡＸ、ＰＭＩＮに位置する抵抗体の抵抗値Ｒ１ＭＡＸ、Ｒ１ＭＩＮは、（１）より
Ｒ１ＭＡＸ＝Ｒ１ＭＡＸ０ｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／ＴＭＡＸ―１／Ｔ０）｝・・・（５）
Ｒ１ＭＩＮ＝Ｒ１ＭＩＮ０ｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／ＴＭＩＮ―１／Ｔ０）｝・・・（６）
となる。Ｒ１ＭＡＸ＝Ｒ１ＭＩＮ＝Ｒ１ＥＱとなればよいので、（５），（６）から
Ｒ１ＭＡＸ０＝Ｒ１ＥＱｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／Ｔ０―１／ＴＭＡＸ）｝      （５’）
Ｒ１ＭＩＮ０＝Ｒ１ＥＱｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／Ｔ０―１／ＴＭＩＮ）｝      （６’）
とすればよいことが分かる。また、Ｒ１ＭＡＸ０＝Ｒ１ＭＩＮ０との関係は、
Ｒ１ＭＡＸ０＝Ｒ１ＭＩＮ０ｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／ＴＭＩＮ―１／ＴＭＡＸ）｝・・・（７）
従って、温度ＴＸＹとなる任意の点Ｐｘｙの同一温度Ｔ０における抵抗値Ｒ１ＸＹ０は
Ｒ１ＭＩＮ０≦Ｒ１ＸＹ０≦Ｒ１ＭＩＮ０ｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／ＴＭＩＮ―１／ＴＭＡＸ）｝・・・（８）
の範囲で、設定すればよい。
【００４８】
このとき、温度がＴＭＩＮに近い温度ＴＸＹとなる点のＲ１ＸＹ０をＲ１ＭＡＸ０に近い値にすることは、逆にバラツキが大きくなる場合がある。このようなことがない様に、Ｒ１ＸＹ０は（８）を満たし、かつ、
Ｒ１ＸＹ０≦Ｒ１ＥＱｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／Ｔ０―／ＴＸＹ）｝・・・（９）
を満たすことが好ましい。これは、ＴＸＹがＴＬＯＷである場合にはＲ１ＸＹ０をＲ１ＭＩＮ０より大きく（２’）で表されるＲ１ＬＯＷ０以下の範囲に設定することに相当する。ＴＸＹがＴＨＩＧＨである場合にはＲ１ＸＹ０をＲ１ＭＩＮ０から（３’）で表されるＲ１ＨＩＧＨ０の間に設定することに相当する。このような範囲であれば、必ずしもＲ１ＨＩＧＨ０＞Ｒ１ＬＯＷ０を満たさずとも、基準温度分布における抵抗体の抵抗値をＲ１ＥＱに近づけることができる。（９）において不等号となる場合とは、図３においては、各抵抗体の駆動時の抵抗値が、線Ａと、線ＰＭＩＮに囲まれる範囲の抵抗値になることに対応する。（９）において、等号が成り立つ場合には、基準温度分布が生じた場合に全ての抵抗体の抵抗値が揃うことになり、さらに好ましい。図３においては、線Ａは、全ての抵抗体２の抵抗値が駆動時に等しい値Ｒ１ＥＱに揃っていることに対応している。
【００４９】
ここまで、基準温度分布に応じて、同一温度における抵抗値に分布を与える方法を説明してきたが、より汎用的に実施できる例を説明する。上述したように、抵抗体２が２次元マトリック状に配列されていれば、発光装置１０の周縁部は放熱しやすいため温度の上昇は小さく、中央部は放熱しにくいため温度の上昇が大きい。従って、基準温度分布を最大公約数的に考えて、単純に中央部の温度が高く、周縁部に向かうに従って温度が低くなるように、仮想的に設定することができる。ここでいう中央部とは発光装置１０の最も幅の長い部分の中央、及びその周辺（中央部）とし、周辺とは、中央から端までの距離の１０％以内の範囲とする。例えば、発光装置１０が長方形であれば、中央は長方形の対角線の真中である。その場合に、中央部の基準温度は、実測の温度分布において最も高い温度として、中央部から最も離れた周縁部の基準温度を、より低い温度とすることが好ましい。
【００５０】
そして、中央部から周辺部に向かって、言い換えれば、中央部から離れるにつれて、同一温度における抵抗値を小さくしていけばよい。ここで、中央部から周辺部に向かう方向（中央部から離れる方向）は、中央部から放射状に伸びる方向の全ての方向である。
【００５１】
そのようにすれば、実際に生じる温度分布が、仮想的に設定したものと若干ずれていても、温度分布に起因する表示ムラを良好に低減することができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、発光装置１０の駆動時に生じる、温度が高い抵抗体と温度が低い抵抗体の抵抗値のバラツキを抑えられるので、装置が複雑になることなく、駆動時の輝度ムラを低減することができる。特に、基準温度分布を設定した際の所定の条件で駆動した時に、特に良好な結果が得られる。つまり、典型的には、発光装置を、３００Ｋの環境温度において、全ての発光素子を５０％の輝度で６０分間駆動した時に、特に良好な結果が得られる。
【００５３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、基準温度分布になった際の、抵抗体２の抵抗値のバラツキを低減する形態を説明した。本実施形態では、基準温度分布が生じた際の、複数の発光素子１の輝度ムラを低減する発明を説明する。
【００５４】
第１の実施形態において、発光素子１の輝度ムラを低減できることはすでに述べたが、発光素子の中には、温度変化が生じると、同じ電流又は電圧によって駆動されていても、発光体の発光効率が変化するものもある。例えば、一般的に、有機ＥＬでは、温度上昇に伴って発光体の発光効率は上がる。例えば、発光ダイオードでは、温度上昇に伴って発光効率は下がる。
【００５５】
そこで本実施例では、温度分布による発光素子１に生じる発光効率のバラツキを、抵抗体２の抵抗値を異ならせることによって低減する。具体的には、温度分布が生じる際に、輝度が一定になるように、抵抗体の抵抗値Ｒ２ＭＩＮ，Ｒ２ＬＯＷ，Ｒ２ＨＩＧＨ，Ｒ２ＭＡＸを発光素子１の輝度温度特性に基づいて異ならせればよい。
【００５６】
抵抗値に分布を持たせる原理を定量的に説明する。同一温度における抵抗値の分布は、発光体の温度−輝度特性：Ｌ＝ｇ１（Ｔ’）、輝度−電流特性：Ｌ＝ｆ１（Ｉ）、電流−電圧特性：Ｉ＝ｈ１（Ｖ１）に基づいて、決定される。ここで、Ｌは発光体の輝度、Ｔ’は発光体の温度、ｇ１（Ｔ）はＴ’の関数である。Ｉは発光素子１に流れる電流、ｆ１（Ｉ）は電流Ｉの関数である。Ｖ１は発光素子１に印加される電圧、ｈ１（Ｖ１）はＶ１の関数である。発光体の温度特性のみでなく、必要に応じて、発光素子１の他の構成要素の温度特性を加味してもよい。
【００５７】
抵抗体２は発光素子１と直列に接続されているため、配線３によって発光素子１と抵抗体２とに、電圧Ｖが印加された場合は、抵抗体２には電流Ｉが流れる。抵抗体２の抵抗値がＲ’であると、抵抗体２に印加される電圧Ｖ２は、Ｖ２＝Ｒ’Ｉで表される。
【００５８】
従って、発光素子１に印加される電圧Ｖ１はＶ１＝Ｖ−Ｒ’Ｉとなり、Ｉ＝ｈ１（Ｖ１）＝ｈ１（Ｖ−Ｒ’Ｉ）で表される。これから、ＶとＲ’にて表される電流Ｉの関数として、Ｉ＝ｈ２（Ｖ，Ｒ’）が得られる。この関数ｈ２（Ｖ，Ｒ’）をＬ＝ｆ１（Ｉ）に代入すれば、ＶとＲ’にて表される輝度Ｌの関数としてＬ＝ｆ２（Ｖ，Ｒ’）が得られる。
【００５９】
従って、駆動電圧Ｖを一定の値Ｖｃとした時に輝度Ｌが一定の値Ｌｃとなるように、ｇ（Ｔ’）＝ｆ２（Ｒ’）＝Ｌｃから、Ｔ’とＲ’の関係Ｒ’＝ｇ２（Ｔ’）が求められる。
【００６０】
この関係は、上述したように、発光素子１の輝度−温度特性、輝度−電流特性、電流−電圧特性から求められる。従って、理論的に発光素子の特性を求められなくても、これらの特性が実験的に分かっていれば、その特性に基づいて、駆動時における抵抗体の抵抗値に分布を与えることができる。
【００６１】
本発明の第２の実施形態における抵抗体２の抵抗値分布の設定方法について図２及び図４を用いて説明する。図４において、横軸の上段は各抵抗体２の温度Ｔ、下段の括弧内は、各抵抗体２に接続された発光素子１の温度、縦軸は各抵抗体２の抵抗値であり、４本の実線はそれぞれ、ＰＭＩＮ、ＰＬＯＷ、ＰＨＩＧＨ、ＰＭＡＸにおける抵抗体２の抵抗温度特性を示す。
【００６２】
発光素子１の温度Ｔ’と抵抗体２の温度Ｔがほぼ同じ場合には、本実施形態は好適に用いることができる。例えば、発光素子１と抵抗体２とが近接する位置に配置されている、及び／又は、発光素子１と抵抗体２とが熱伝導性のよい材料を介して配置されている、といった場合には、発光素子１の温度と抵抗体２の温度がほぼ同じになる。また、発光素子１の温度分布と抵抗体２の温度分布が同様の傾向を示す場合には、本実施形態は好適に用いることができる。
【００６３】
発光素子１の温度分布と抵抗体２の温度分布が同様の傾向を示す場合を説明するが、発光素子１の温度Ｔ’と抵抗体２の温度Ｔがほぼ同じ場合も同様である。また、ここでは、発光素子１は温度が高くなるほど輝度が上がる輝度温度特性を有する場合を説明する。
【００６４】
第１の実施形態のように、抵抗体２に温度分布ＴＭＩＮ＜ＴＬＯＷ＜ＴＨＩＧＨ＜ＴＭＡＸが生じる場合、発光素子１にも同様の温度分布Ｔ’ＭＩＮ＜Ｔ’ＬＯＷ＜Ｔ’ＨＩＧＨ＜Ｔ’ＭＡＸが生じるとする。ここで、各点の発光素子１の温度は、それぞれ、ＰＭＩＮがＴ’ＭＩＮ、ＰＬＯＷがＴ’ＬＯＷ、ＰＨＩＧＨがＴ’ＨＩＧＨ、ＰＭＡＸがＴ’ＭＡＸである。
【００６５】
駆動時に各々の温度がＴ’＝Ｔ’ＭＩＮ，Ｔ’ＬＯＷ，Ｔ’ＨＩＧＨ，Ｔ’ＭＡＸとなる発光素子１に接続された抵抗体２の駆動時における抵抗値Ｒ’を、輝度温度特性に基づいて得られる関係である、上記のＲ’＝ｇ２（Ｔ’）に基づいて設定する。
【００６６】
図４に示す線Ｂは、第１の実施形態の図３における基準温度分布が生じた時の抵抗体２の抵抗値である一定値のＲＥＱを表す線Ａを、発光素子１及び抵抗体２の温度と抵抗値の関係式Ｒ’＝ｇ２（Ｔ’）を満たすように駆動時の抵抗値を異ならせたものである。
【００６７】
自発光素子の輝度−電流特性は、通常、電流Ｉが大きくなるほど輝度Ｌが上がる特性を有するので、輝度を下げるためには、電流を小さくすればよく、発光素子１に接続された抵抗体２の抵抗値を高くすれば良い。
【００６８】
発光素子１の輝度−温度特性が、温度が高くなるほど輝度が上がる特性であれば、より温度が高くなる発光素子１に接続された抵抗体２の、駆動時における抵抗値をより高くすれば、輝度の上昇を抑えることができる。
【００６９】
つまり、ここでは発光素子１の温度が高くなるほど抵抗値を高くする関係であるから、駆動時における抵抗値はＲ２ＭＩＮ＜Ｒ２ＬＯＷ＜Ｒ２ＨＩＧＨ＜Ｒ２ＭＡＸとすればよい。
【００７０】
一方、Ｒ’はこれまで述べてきたように、抵抗体２の温度Ｔと式（１）で表される関係にもある。したがって、同一温度Ｔ０における抵抗値Ｒ０’＝Ｒ２ＭＩＮ０、Ｒ２ＬＯＷ０、Ｒ２ＨＩＧＨ０、Ｒ２ＭＡＸ０を、下記式（１０）から求めればよい。
ｇ２（Ｔ’）＝Ｒ０’ｅｘｐ｛（Ｅａ／ｋｂ）×（１／Ｔ―１／Ｔ０）｝・・・（１０）
抵抗体２は負の抵抗温度特性を有しているので、同一温度Ｔ０における抵抗値Ｒ０’はＲ２ＭＩＮ０＜Ｒ２ＬＯＷ０＜Ｒ２ＨＩＧＨ０＜Ｒ２ＭＡＸ０となる。つまり、駆動時に温度が高い発光素子１及び該発光素子１に接続された抵抗体２を、同一温度下においてより高い抵抗値を有するようにすればよい。つまり自発光素子においては、図４の線Ｂは、図４で縦軸を輝度としたときの、発光素子の輝度−温度特性と同様の傾向になる。
【００７１】
このように、本実施形態は、発光素子１の輝度−温度特性が、温度が高くなるほど輝度が上がる特性であれば好適に用いることができる。
【００７２】
一方、発光素子１の輝度−温度特性が、温度が高くなるほど輝度が下がる特性であれば、より温度が高い発光素子１及び該発光素子１に接続された抵抗体２は、駆動時における抵抗値をより低くすれば、輝度の低下を抑えることができる。図４において、線ＢがＴＭＩＮとＴＭＡＸの範囲において、ＴＭＩＮとなる抵抗体の抵抗温度特性をあらわす線ＰＭＩＮを下回らなければ、本実施例は好適に用いることができる。
【００７３】
ここまで、発光素子１の温度分布が抵抗体２の温度分布と同様の傾向を示す場合を説明してきたが、発光素子１の温度分布が抵抗体２の温度分布と同様の傾向を示さない場合でも、駆動時の抵抗値をＲ’＝ｇ２（Ｔ’）を満たすように設定すればよい。特に、抵抗体２の温度分布に対して、発光素子１の温度分布が小さい場合に、好適に用いることができる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態によれば、発光素子１及び抵抗体２に温度分布が生じる場合に、より良好に輝度ムラを低減することができる。第１の実施形態と同様に、基準温度分布を求めたときと同様の条件で駆動したときに、最も良好な結果が得られる。
【００７５】
次に、第１の実施形態及び第２の実施形態において、同一温度下における抵抗値を異ならせる方法について、発光素子１として、本発明の好ましい実施の形態である、カソードルミネセンス素子を用いた発光装置を例にとり、説明する。
【００７６】
カソードルミネセンス素子を用いた発光装置の基本的構成を図５に示す。１１はリアプレートで、複数の電子放出素子１２を備える。電子放出素子１２として具体的には、電界放出型、表面伝導型、ＭＩＭ型、ＭＩＳ型等が挙げられる。１３はフェースプレートで、複数の蛍光体１４を備える。リアプレート１１とフェースプレート１３は電子放出素子１２と蛍光体１４が対向するように配置されている。１５は両プレート間の空間を真空に保った外囲器を構成する枠部である。また、１６はリアプレート１１及びフェースプレート１３との間に配置され、これらのプレート間の距離を保持すると同時に耐大気圧構造体として働くスペーサ（板状、柱状、リブなどの部材）である。リアプレート１１には、電子放出素子の他に、それを駆動するための電極や配線が設けられている（不図示）。電子放出素子１２から放出された電子は、フェースプレート１３を正電位にすることにより蛍光体１４に照射され、蛍光体１４を励起発光させる。即ち、電子放出素子１２と蛍光体１４との対が１つの発光素子１を構成している。
【００７７】
以下では、表面伝導型の電子放出素子を用いて説明する。表面伝導型の電子放出素子の代表的な構成、製造方法及び特性については、例えば特開平２−５６２２２号公報に開示されている。また、実施例で示した積層型の電子放出素子の代表的な構成、製造方法及び特性については、例えば特開２００１―１６７６９３号、特開２００１―２２９８０９公報に開示されている。
【００７８】
図６に、リアプレート１１に設けられた複数の電子放出素子と電子放出素子に接続された抵抗体の関係を示す。図６では、図５におけるリアプレート１１の電子放出素子１２として、表面伝導型の電子放出素子を示している。図６において、２０は表面伝導型の電子放出素子、２２は抵抗体、２３はＸ方向に延びた第１の配線、２４はＹ方向に延びた第２の配線である。複数の電子放出素子２０は同じ特性を有するものとして形成されるが、実際には特性にバラツキを生じる場合もある。配線は、第１の配線２３と第２の配線２４とからなり、第１の配線２３と第２の配線２４とを異なる電位にすることによって、その電位差に応じた電圧が電子放出素子２０に供給される。すなわち、単純マトリックス配線である。第１の配線２３は駆動するＸ行を選択する走査信号を伝送する走査配線であり、第２の配線２４は素子に印加される情報信号を伝送する情報配線である。
【００７９】
図７に１つの電子放出素子２０とそれを駆動するための配線等の詳細な構成を示す。電子放出素子２０は、電子放出膜２１と、走査信号素子電極２５、情報信号素子電極２６からなる。電子放出膜２１にはスリットからなる電子放出部２１ａがあり、このスリットに高電界が生じることにより、電子が放出される。
【００８０】
抵抗体２２の一端部は電子放出素子２０と直列に接続されている。走査信号素子電極２５、及び情報信号素子電極２６は、低抵抗な接続部材であり、抵抗体２２の一端部と電子放出素子２０、及び電子放出素子２０と第２の配線２４との接続を容易にする形状となっている。抵抗体２２の他端部は第一の配線２３と、延長電極２７を介して、直列に接続されている。延長電極２７も低抵抗な接続部材であり、抵抗体２２と第１の配線２３との接続を容易にする形状となっている。
【００８１】
２８は、第１の配線２３と第２の配線２４とが交差する部分の絶縁性を確保するための絶縁膜であり、延長電極２７と第１の配線２３の間の一部にも設けられている。電子放出素子２０に抵抗体２２を介して接続された延長電極２７は、絶縁膜２８に設けられたコンタクトホール２９によって、第１の配線２３と接続されている。
【００８２】
図８に、複数の蛍光体が設けられたフェースプレート１３の構成を示す。図８において、３０はフェースプレートを区分けし、光を外部に放射するための開口を有するブラックマトリックスである。蛍光体は、それぞれが発光色の異なる蛍光体１４ａ、１４ｂ、１４ｃである。典型的には各蛍光体は、赤色、緑色又は青色の光を発する。蛍光体１４ａ、１４ｂ、１４ｃをフェースプレート１３にマトリクス状にそれぞれ複数配置することで、発光領域を形成している。蛍光体１４ａ、１４ｂ、１４ｃに記されたアドレス（Ａ−１〜Ａ−６、Ｂ−１〜３、Ｃ−１〜３）は図６における電子放出素子２０のアドレス（Ａ−１〜Ａ−６、Ｂ−１〜３、Ｃ−１〜３）に対応している。
【００８３】
リアプレート１１において電子放出素子２０はほぼ同じであったとしても、フェースプレート１３では、蛍光体はそれぞれ発光色が異なるので、これらを対向させて発光素子とした場合、比較対象となる発光素子は同じ蛍光体を用いた発光素子である。すなわち、図６及び図７に記されたアドレスで言うと、本発明の対象となるべき複数の発光素子とは、Ａ−１、Ａ−２・・・Ａ−６である。特に、Ａ−１とＡ−６のように距離的に離れた場合には温度差が大きくなりやすい。
【００８４】
以上のように構成された発光装置において、電子放出素子２０と蛍光体１４、抵抗体２２が発光ユニット５を構成している。発光装置は、複数の発光ユニット５（Ａ−１、Ａ−２・・・Ａ−６）が配列して構成されている。
【００８５】
このような電子放出素子を用いた発光装置は、電子放出特性にバラツキが生じる場合がある。上述のように単純マトリックス型が採用されるとと、１つの電子放出素子が何らかの原因で短絡してしまった場合、大電流が流れ、素子が破壊されてしまと同時に、他の素子に電圧を印加することができなくなってしまう可能性がある。
【００８６】
これらの、問題を克服するために、各電子放出素子に接続される抵抗体２２は高抵抗であることが求められる。即ち、電子放出素子の放出電流−印加電圧特性のバラツキに対して高抵抗な抵抗体を直列に接続して、抵抗体にて電流を制限することによって、特性のバラツキを低減することができる。また、高抵抗な抵抗体によって、電子放出素子が短絡した場合でも配線に大電流が流れてしまうことを抑制し、他の素子の破壊を防ぐことができる。これらの理由から抵抗体の抵抗値は１ｋΩ以上１０ＧΩ以下の範囲にあることが好ましい。例えば、１００μＡの放出電流が流れる場合、１０ｋΩの抵抗値で１Ｖの電圧降下となる。
【００８７】
さらに、電子放出素子は基本的に微細加工プロセスで作製されるため、抵抗体も薄膜化されることになる。この場合、上記の抵抗値を得ようとすれば、体積抵抗率が１０−３Ωｍ以上或いは１μｍ厚で１ｋΩ／□の材料であることが好ましい。
【００８８】
このような高抵抗材料として、例えば、Ｓｉやａ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃ、ＴａＮ、アモルファスカーボン、ＤＬＣ、サーメット、シリサイド、酸化物半導体、窒化物半導体、ＡＴＯ（アンチモン含有酸化ススズ）、ＳｎＯ２、ＷＧｅＯＮ、ＰｔＡｌＮ、ＡｌＮ、ＺｎＯ等の様々な材料を用いることが出来る。これらの材料は、半導体的な特性をもつものが多く、負の抵抗温度特性を有する。例えば、活性化エネルギーＥａは、ＡｕＳｉＯＮでは０．０５ｅＶ程度、ＰｔＡｌＮでは０．１ｅＶ程度、ＴａＮでは０．１４ｅＶ程度、ＷＧｅＯＮでは０．３ｅＶ程度、ａ−Ｓｉでは０．８ｅＶ程度である。薄膜抵抗体の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等の真空系成膜の他に、スピンコート法、スプレー法等が用いられる。
【００８９】
ここまで述べてきたように、電子放出素子を用いた発光装置は、本発明の第１の実施形態に好適な構造を有している。
【００９０】
また、電子放出素子を用いた発光装置は、本発明の第２の実施形態も好適に用いることができる。すなわち、上述したように、電子放出素子１２を備えるリアプレート１１と蛍光体１４を備えるフェースプレート１３とは、対向して配置され、その間は真空に保たれている。そのため、熱源となり得る電子放出素子１２や配線の熱は、蛍光体１４に伝導しにくい構造である。そのため、表示面側であるフェースプレート１３上の蛍光体１４に生じる温度分布は、抵抗体２を備えるリアプレート１１の温度分布に比べて小さいので、第２の実施形態を好適に用いることができる。
【００９１】
第２の実施形態を電子放出素子を用いた発光装置に適用する場合には、発光素子の輝度−電流特性はＬ＝ｆ１（Ｉ）＝κ（η×Ｉ）γを用いればよい。κは蛍光体の発光効率、ηは電子放出素子の効率、γは蛍光体のガンマ特性である。電子放出素子の電流−電圧特性はＦｏｗｌｅｒ−Ｎｏｒｄｈｅｉｍの式Ｉ＝ｈ１（Ｖ１）＝ａＶ１２ｅｘｐ（−ｂ／Ｖ１）で表される。ここで、ａ、ｂは係数である。従って、抵抗値Ｒ’の抵抗体２を設けた場合にはＩ＝ａ（Ｖ−Ｒ’Ｉ）２ｅｘｐ｛−ｂ／（Ｖ−Ｒ’Ｉ）｝となる。輝度温度特性Ｌ＝ｇ（Ｔ’）は蛍光体の種類によって定量的に求められる蛍光体発光効率κの温度特性を用いればよい。
【００９２】
次に、抵抗値に分布を与える具体的な方法について説明する。式（１）によれば、基準温度Ｔ０における抵抗値を異ならせるには、抵抗体の形状を異ならせる方法と、抵抗体の材料を変えることによって体積抵抗率や活性化エネルギーＥａを異ならせる方法がある。しかし、本発明において、温度分布をより高精度に補償するためには、抵抗値のバリエーションは多いほうが好ましい。しかしながら、薄膜で抵抗体を形成する場合に、複数の抵抗体の各々に異なる材料を用いることは、製造プロセスを著しく複雑にする。したがって、抵抗体を同一の材料を用いて形成し、長さ、幅、厚さのいずれか、又はこれらを組み合わせて抵抗体を形成する。
【００９３】
図９に、抵抗体２２の長さを変えて、抵抗値に分布を与える例を示す。説明のため、図７の走査信号素子電極２５、抵抗体２２、延長配線２７のみを図示する。徐々に抵抗体２２の長さを長くすることで抵抗値を大きくする。例えば、ある抵抗体の抵抗値に対して、抵抗値を１．５倍とする場合、抵抗体２２の長さを１．５倍とすればよい。図中では、延長配線２７側に抵抗体２２の長さを変えたが、走査信号素子電極２５側に抵抗体２２の長さを変えても良い。
【００９４】
また、抵抗体２２自体の長さは一定で、延長配線２７や走査信号素子電極２５が抵抗体２２と重なる部分の長さを変えることで、抵抗体２２の実効的な長さを変えてもよい。あるいは、図中では抵抗体２２を長方形としたが、抵抗体２２を蛇行させるなど形状を変えることで、実効的な長さを変えてもよい。
【００９５】
図１０に、抵抗体２２の幅を変えて、抵抗値に分布を与える例を示す。抵抗体２２の幅を狭くすることで、抵抗値を大きくする。例えば、ある抵抗体の抵抗値に対して、抵抗値を１．５倍とする場合、中央部の抵抗体２２の幅を端部の幅を１／１．５倍とすればよい。
【００９６】
また、図中では抵抗体２２は長方形としたが、抵抗体２２に切れ込みを入れるなど一部の幅を変えることで、実効的な幅を変えてもよい。
【００９７】
図１１に、抵抗体の厚さを変えて、抵抗値に分布を与える例を示す。図１１（ａ）に平面図を、図１１（ｂ）に図１１（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面図を示す。抵抗体２２の厚さを薄くすることで、抵抗値を大きくする。例えば、ある抵抗体の抵抗値に対して、抵抗値を１．５倍とする場合、抵抗体２２の厚さを１／１．５倍とすればよい。
【００９８】
以上の説明では、電流の流れる方向は抵抗体２２の長さ方向（基板に平行な方向）であったが、抵抗体２２の厚み方向（基板に垂直な方向）であってもよい。例えば、抵抗体と配線の接触面積を変えることで、抵抗値に分布を持たせてもよい。
【００９９】
図１２（ａ）に信号配線から素子電極部分の平面図を、図１２（ｂ）に図１２（ａ）のＤ−Ｄ’線における断面図を示す。図１２（ｂ）において、走査信号素子電極２５上に、抵抗体２２ａ、絶縁層２８、走査信号配線２３を順に積層している。絶縁層２８に開口部２９を設けることで、抵抗体２２ａを介して走査信号配線２３と走査信号素子電極２５とを電気的に接続する。
【０１００】
また、走査信号素子電極２５の反対の端部は、不図示の電子放出素子２０と接続する。図１２（ｃ）に抵抗値分布の与え方を示す。なお、説明のため図１２（ｃ）では、絶縁層２８上の走査信号配線２３を図示していない。図１２（ｃ）のように、開口部２９の面積を変えることで、走査信号配線２３と走査信号素子電極２５間の抵抗値を変える。例えば、ある抵抗体の抵抗値に対して、抵抗値を１．５倍とする場合、開口部２９の面積を１／１．５倍とすればよい。
【０１０１】
この場合、抵抗体２２ａと配線２３の接触面積を変えることで、抵抗値に分布を持たせることになるが、抵抗体２２ａの厚みを変えることで、抵抗値に分布を持たせても良い。
【０１０２】
以下に具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明がこれら実施例の形態に限定されるものではない。
【実施例１】
【０１０３】
図５に示すような画像表示装置の各構成部材の作製方法について説明する。
【０１０４】
（リアプレート作製）
まず、本実施例に用いるリアプレート１１の作製方法について説明する。図５における電子放出素子１２の配列の代表的な方式には、図１（ｂ）で示したような、電子放出素子１２の一対の素子電極にそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向配線を接続した単純マトリクス配置が挙げられる。
【０１０５】
図６にリアプレート１１の一部分の平面図を示す。リアプレート１１には、電子放出素子２０がＮ×Ｍ個形成されている。前記Ｎ×Ｍ個の電子放出素子２０は、Ｍ本のＸ方向配線２３とＮ本のＹ方向配線２４により単純マトリクス配線されている。
【０１０６】
本実施例では、図５に示すリアプレート１１の電子放出素子１２として図７に示す構成の電子放出素子２０を用いた。リアプレート１１の電子放出素子２０とその周辺の配線の作製方法について説明を行う。ここでは、１素子について説明するが、Ｘ方向配線２３とＹ方向配線を共通として、複数の電子放出素子２０とその周辺の配線をそれぞれ同時に形成することができる。
【０１０７】
［基板用意］
基板としてＰＤ−２００（旭硝子社製）の２．８ｍｍ厚ガラスを用い、さらにこのガラス基板上に膜厚２００ｎｍのＳｉＯ２膜を塗布形成した。
【０１０８】
［素子電極形成］
上記ガラス基板上に、膜厚５ｎｍのＴｉ膜と、２０ｎｍのＰｔ膜を成膜した。次に、フォトリソグラフィー技術によって上記Ｔｉ／Ｐｔ膜をパターニングして、走査信号素子電極２５と情報信号素子電極２６とを形成した。これら素子電極２５、２６の体積抵抗率は０．２５×１０−６（Ωｍ）であった。また、走査信号素子電極２５は、後述する工程で、電子放出膜２１と接続する電極の幅は２０μｍ、抵抗体２２と接続する電極幅は１０μｍとした。
【０１０９】
［抵抗体形成］
ＴａＮを成膜した後、所定の形状になるように、抵抗体２２をパターニングした。抵抗体２２の厚さは約１μｍ、幅は２０μｍとし、表示領域内のそれぞれの位置でその長さに分布を与えた。長さの分布の与え方については後述する。
【０１１０】
［情報信号配線及び延長配線形成］
銀ペーストを用い、スクリーン印刷法を用いて情報信号配線２４及び延長配線２７を形成した。情報信号配線２４の厚さは約１０μｍ、幅は２０μｍとした。
【０１１１】
［絶縁層形成］
後工程で形成する走査信号配線２３の下に、絶縁性ペーストを用いたスクリーン印刷法により厚さ３０μｍ、幅２００μｍの絶縁層２８を形成した。絶縁層２８には、延長配線２７と重なる領域の一部に開口部２９を設けた。
【０１１２】
［走査信号配線形成］
銀ペーストを用い、スクリーン印刷法により厚さ１０μｍ、幅１５０μｍの走査信号配線２３を、上記絶縁層２８上に形成した。なお、当該工程で外部駆動回路への引き出し配線、引き出し端子も同様に形成した（不図示）。
【０１１３】
［電子放出膜及び電子放出部形成］
インクジェット塗布装置により有機パラジウム含有溶液をドット径が５０μｍとなるように調整して上記素子電極２５、２６間に付与した。その後、空気中で加熱焼成処理を施し、厚みが最高で１０ｎｍの酸化パラジウム（ＰｄＯ）膜を得た。
【０１１４】
水素ガスを含む雰囲気下で上記酸化パラジウム膜に通電処理する。これにより、酸化パラジウムを還元してパラジウムからなる電子放出膜２１を形成すると同時に、該電子放出膜２１の一部に亀裂を形成した。
【０１１５】
次いで、が１．３×１０−４Ｐａである雰囲気で上記電子放出膜２１に通電処理（活性化処理）を施し、カーボン膜を堆積させた。これにより電子放出部２１ａを有する電子放出素子２０が得られた。
【０１１６】
［フェースプレート作製］
次に、フェースプレート１３の作製方法について、図７を用いて説明する。図において、３０はブラックマトリックス、１４ａ、１４ｂ、１４ｃは異なる色の蛍光体である。
【０１１７】
フェースプレート１３の基板にはＰＤ−２００を用い、その下面に蛍光体１４ａ、１４ｂ、１４ｂを形成した。本実施例はカラー画像表示を行うため、蛍光体１４ａ、１４ｂ、１４ｃの部分にはＣＲＴの分野で用いられる赤、緑、青の３原色のＰ２２蛍光体を用いた。ブラックマトリクス３０は、各色蛍光体１４ａ、１４ｂ、１４ｃ間及びＹ方向の各画素間を分離するように配置した。ブラックマトリクス３０は、電子を吸収するだけでなく、外光を吸収し表示面の反射を抑制する効果も有している。ブラックマトリクス３０及び蛍光体１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、それぞれ黒色顔料ペースト、蛍光体ペーストを用いた。それらをスクリーン印刷し、ベーキングしてフェースプレート１３上に形成した。
【０１１８】
次に、蛍光体１４ａ、１４ｂ、１４ｃの表面を平滑化処理し、その上にＡｌを１００ｎｍの厚さで真空蒸着することで、反射層としてメタルバック（不図示）を形成した。以上のようにして、フェースプレート１３を作製した。
【０１１９】
［表示パネル形成］
最後に、図５に示すように作製したリアプレート１１とフェースプレート１３との周縁部に枠部１５を配置し、プレート間の距離をスペーサ１６により２ｍｍに維持して真空中で封止した。以上のような工程により、画素数３０７２×７６８、画素ピッチ２００×６００μｍのマトリクス表示パネルを得た。
【０１２０】
以上のように構成された画像表示装置において、電子放出素子に各配線を通じて電圧を印加した。更に高圧端子を通じて、フェースプレート１３のメタルバックに電圧を印加して、画像を表示した。この時、情報信号配線２４には０又は＋１０Ｖ、走査信号配線２３には０又は−２０Ｖ、メタルバックには、１５ＫＶを印加した。なお、駆動手段である電気回路は、リアプレート１１の背面側からみて、中心よりやや右寄りの位置に設置した。
【０１２１】
次に、抵抗体２２の抵抗値の設定方法について説明する。本実施例では、抵抗体２２は、画像表示装置が画像を表示した時に生じる温度分布において、高温になる領域ほど、同一温度Ｔ０の下での抵抗値を大きく設定した。
【０１２２】
また、本実施例の抵抗体２２はＴａＮからなり、活性化エネルギーは０．１４ｅＶ、体積抵抗率は０．０１Ωｍであった。なお、同一温度Ｔ０は３００Ｋ、動作時の一定抵抗値ＲＥＱは１０ｋΩと設定した。
【０１２３】
駆動時の温度分布の測定条件について説明する。３００Ｋの環境温度の下で、画像表示装置の全ての画素を１００％の階調で点灯させ、温度変化が飽和した時の表示領域の温度分布を測定した。温度分布の測定は、リアプレート１１の背面（電子放出素子の無い面）にマトリックス状に２５個取り付けた熱電対によって行った。６０分後には温度変化は小さくなった。背面からの測定だが、抵抗体２２の温度とほぼ同一の値を示していた。本実施例の発光装置は測定の結果、温度分布が背面側からみて中心よりやや右寄りの温度が高く、非対称であった。
【０１２４】
この結果に基づいて設定した基準温度分布を図１３（ａ）に示す。図１３（ａ）の温度分布を示す図は、抵抗体の温度分布を表示面、つまりフェースプレート１３側からみた温度分布である（後述する実施例の図１３〜１５においても同様である）。測定した各点の温度（Ｋ）の温度を小数点以下を四捨五入して、１Ｋ毎の領域に分けたものを基準温度分布とした。
【０１２５】
基準温度分布は平均温度が３１７Ｋ、中心よりやや左寄りの位置の温度が最高温度でＴＭＡＸ＝３２０Ｋ、右下端の位置の温度ＴＥが最低温度でＴＥ＝ＴＭＩＮ＝３１０Ｋであり、最高と最低の温度差は約１０Ｋとした。左端中ほどの温度ＴＬがＴＬ＝ＴＨＩＧＨ＝３１９Ｋで、右端中ほどの温度ＴＲは左端中ほどより低く、ＴＲ＝ＴＬＯＷ＝３１７Ｋとした。図１３（ａ）では、ここで説明した点を黒丸で示してある。
【０１２６】
図１３（ａ）の基準温度分布に基づいて、抵抗値を前述の式（２’）、（３’）、（５’）、（６’）、（８）を使って設定した。図１３（ｂ）に同一温度（Ｔ０＝３００Ｋ）の下での表示領域面内の抵抗値分布を示す。図１３（ｂ）の黒四角は図１３（ａ）の黒丸と同じ位置の抵抗値を表す。
【０１２７】
各点の室温（３００Ｋ）における抵抗値は、中心よりやや左寄りの抵抗値を最高の抵抗値ＲＭＡＸ０＝１４．１ｋΩ、右下の抵抗値ＲＥ０を最低の抵抗値ＲＥ０＝ＲＭＩＮ０＝１１．９ｋΩとした。両端の抵抗値はそれぞれ、左端中ほどの抵抗値をＲＬ０＝ＲＨＩＧＨ０＝１３．８ｋΩ、右端中ほどの抵抗値ＲＲ０をＲＲ０＝ＲＬＯＷ０＝１３．４ｋΩとした。最高値と最低値の差が、最高値と最低値の中間値に対して１７％となるように抵抗値に分布を持たせた。
【０１２８】
本実施例では、図１０のように抵抗体２２のパターンの幅を変えることで、抵抗値に分布を与えた。抵抗体の幅は、ＴＭＡＸとなる中心よりやや左寄りの位置において１４．２μｍ、ＴＭＩＮとなる右下の位置で１６．８μｍとした。同様に、他の位置も動作時の温度に応じて、抵抗体の幅を設定した。
【０１２９】
基準温度分布を測定した条件と同じ条件で駆動させたときの抵抗値が一定抵抗値ＲＥＱとした１０．０ｋΩに近い値に揃った。また、前記駆動条件でいくつかの表示パターンを変更して画像を表示したところ、表示ムラの小さい画像を得ることが出来た。なお、画像表示装置を立ち上げた直後は多少の表示ムラが確認されたが、数分で確認できない程度に変化した。
【実施例２】
【０１３０】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。基本的な構成及び、製造工程は実施例１と同等であるので説明を省略する。本実施例では、抵抗体２２は、画像表示装置の長手方向および短手方向の両方において、端部の抵抗値よりも中央部の抵抗値を大きく設定した。本実施例は、端部の温度＜中央部の温度の場合に好適に適用できる。
【０１３１】
実施例１同様、本実施例の抵抗体２２はＴａＮからなり、活性化エネルギーは０．１４ｅＶ、体積抵抗率は０．０１Ωｍであった。同様に、一定温度Ｔ０は３００Ｋ、動作時の一定抵抗値ＲＥＱは１０ｋΩと設定した。
【０１３２】
測定した温度分布は実施例１と同様である。
【０１３３】
本実施例では、基準温度分布は、実施例１で測定した温度をもとに、中央部から離れるに従って同一温度における抵抗値が低くなるように設定した。図１４（ａ）に示すように、本実施例の基準温度分布は左右対称とした。図１４（ａ）において、中央部の温度ＴＣを最高温度ＴＭＡＸ＝３２０Ｋとし、最低温度は左右の下端の温度ＴＥは左右下端の平均値として、最低温度ＴＭＩＮ＝３１３Ｋとした。また、左右端中ほどの温度ＴＬ、ＴＲ、は両端の平均値とし、ＴＬ＝ＴＲ＝３１８Ｋとした。図１４（ａ）では、ここで説明した点を黒丸で示してある。中央部と端部の間の温度は内挿した。
【０１３４】
この図１４（ａ）に示したの基準温度分布に基づき、端部と中央部の抵抗値を前述の式（２’）、（３’）、（５’）、（６’）、（８）を使って設定した。図１４（ｂ）に一定温度（Ｔ０＝３００Ｋ）の下での表示領域面内の抵抗値分布を示す。図１４（ｂ）の黒四角は図１４（ａ）の黒丸と同じ位置の抵抗値を表す。図１４（ｂ）において、中央部の抵抗値ＲＣ０を最高抵抗値ＲＭＡＸ０＝１３．９ｋΩ、左右下端の抵抗値ＲＥ０を最低抵抗値ＲＭＩＮ０＝１２．５ｋΩとした。左右両端中ほどの抵抗値ＲＬ０，ＲＲ０をＲＬ０＝ＲＲ０＝１３．６ｋΩとした。すなわち、３００Ｋにおいて、最高値と最低値の差が、最高値と最低値の中間値に対して１１％となるように抵抗値分布を持たせた。
【０１３５】
また、本実施例では、図９のように抵抗体２２のパターンの長さを変えることで、抵抗値に分布を与えた。抵抗部材の長さは、中央部を２７．８、左右両端中ほどを２７．２μｍとし、端部から中央部に向かって、徐々に長さを長くした。
【０１３６】
図１４（ｃ）に、図１３（ａ）に示す温度分布、すなわち基準温度分布と異なる温度分布が生じた時の抵抗値分布を示す。図１４（ａ）の黒丸及び図１４（ｂ）の黒四角に対応する点を白抜き四角で表す。ＲＣ及びＲＲは１０．２ｋΩ、ＲＬは９．９ｋΩであった。表示領域の面内における、最高抵抗値は１０．５ｋΩ、最低抵抗値は９．６ｋΩとなり、その差は、最高抵抗値と最低抵抗値の中間値に対して９％となり、設定した抵抗値１０．０ｋΩにほぼ揃った。図１４（ｃ）に示すように、表示領域の面内における抵抗値の分布を抑制できた。
【０１３７】
また、第１実施例と同様の駆動条件でいくつかの表示パターンを変更して画像を表示したところ、どの表示パターンに対しても表示ムラの変化が小さい画像を得ることが出来た。
【実施例３】
【０１３８】
次に、第３の実施例について説明する。本実施例では、図１２に示すように、走査信号配線２３と走査信号素子電極２５とを抵抗体２２ａで接続し、抵抗体２２ａの厚み方向に電流が流れる成を採用した。それ以外の構成及び、製造工程は実施例１と同等であるので説明を省略する。本実施例では、抵抗体２２ａと走査信号配線２３との接触面積を変えることで、抵抗値に分布をもたせた。
【０１３９】
製造工程は実施例１と同等である部分については説明を省略して説明する。
【０１４０】
初めに、ガラス基板上に走査信号素子電極２５と情報信号素子電極２６とを形成した。次に、スパッタ法でａ−Ｓｉを成膜、パターニングにより、走査信号素子電極２５上に抵抗体２２ａを形成した。抵抗体２２ａの厚さは約６０ｎｍ、幅は２０μｍとした。本実施例の抵抗体２２はａ−Ｓｉからなり、活性化エネルギーは０．８ｅＶ、体積抵抗率１００Ωｍとなった。
【０１４１】
次に、情報信号配線２４を形成し、続いて、絶縁層２８を形成した。該絶縁層２８には、走査信号素子電極２５上の抵抗体２２ａと重なる領域の一部に開口部２９を設けた。開口部２９の幅は１５μｍとし、長さに分布を与えた。長さの分布の与え方については後述する。
【０１４２】
次に、走査信号配線２３を、上記絶縁層２８上に形成した。最後に、電子放出膜２１及び、電子放出部２１ａを形成した。
【０１４３】
次に、抵抗値分布の設定方法について説明する。本実施例では、実施例１同様、抵抗体２２は、画像表示装置が画像を表示した時に生じる温度分布において、高温になる領域ほど、同一温度Ｔ０の下での抵抗値を大きく設定した。基準温度分布は実施例１の図１３（ａ）と同様でとした（図１５（ａ））。他の実施例同様、動作時の一定抵抗値ＲＥＱは１０ｋΩとした。図１５（ａ）の基準温度分布に基づき、抵抗値を前述の式（２’）、（３’）、（５’）、（６’）（８）を使い設定した。
【０１４４】
図１５（ｂ）に同一温度（Ｔ０＝３００Ｋ）の下での表示領域面内の抵抗値分布を示す。図１５（ｂ）の黒四角は図１５（ａ）の黒丸と同じ位置の抵抗値を表す。図１５（ｂ）において、抵抗の最高値は、中心よりやや左寄りのＲＭＡＸ０＝６６ｋΩ、最低値は右下のＲＭＩＮ０＝２７ｋΩとした。また、図１５（ｂ）の同一温度Ｔ０の下での両端部の抵抗値（黒四角印）はそれぞれ、左がＲＬ０＝６３ｋΩ、右がＲＲ０＝５３ｋΩとした。最高値と最低値との差は、中間値に対して８４％であった。
【０１４５】
本実施例では、抵抗値は、開口部２９の面積を変えることで、抵抗値に分布を与えた。図１２（ｃ）に示すように開口部２９の長さを変えて、開口部２９の面積を変えた。なお、抵抗値が最高の位置では、長さは６．１μｍ、最低の位置では長さは１４．８μｍとした。同様に、他の位置についても、温度に応じて開口部２９の長さを設定した。
【０１４６】
実施例１同様、室温（３００Ｋ）において、図１５（ａ）に示す温度分布が生じた時の抵抗値はどの地点においても、一定抵抗値１０．０ｋΩに揃った。
【０１４７】
また、第１実施例と同様の駆動条件でいくつかの表示パターンを変更して画像を表示したところ、表示ムラの小さい画像を得ることが出来た。
【実施例４】
【０１４８】
次に、第４の実施例について説明する。実施例１とは、図５に示す発光パネルのリアプレート１１の電子放出素子１２の構造と、１つの発光素子を構成する電子放出素子の数が複数である点が、主に異なる。本実施例では複数の電子放出素子の各々に抵抗体が直列に接続されているため、１つの発光素子に複数の抵抗体が直列に接続されているということができる。
【０１４９】
図１６は本実施例の電子放出素子を拡大した模式図である。図１６（ａ）は上面からみた平面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）におけるＥ−Ｅ’線での断面図である。図１６中、４１は抵抗体４２を介してカソード電極３５に電気的に接続された短冊状の低電位側カソードであり、絶縁層３９の側壁面上に設けられている。４３はゲート電極３６に電気的に接続された短冊状の高電位側カソード、４４は段差側壁において絶縁層４０の側壁面をゲート電極３６の側壁面及び絶縁層３９の側壁面に比べて内部に凹むように後退させたリセス部である。４５は電子放出に必要な電界が形成される間隙（低電位側カソード４１から高電位側カソード４３までの最短距離）である。
【０１５０】
以下、リアプレートの製造工程について述べる。
【０１５１】
まず、基板３３上フォトリソグラフィー技術によりＣｕの配線を形成し、走査信号配線３４とした（図１７（ａ））。次にＴａＮ膜を形成、パターニングを行ってカソード電極３５を形成した（図１７（ｂ））。そして、図示しないが絶縁層３９としてＳｉＮ、絶縁層４０としてＳｉＯ２を用いて、それぞれ基板全面に順次形成し、更にＴａＮ膜を形成、パターニングを行ってゲート電極３６を形成した（図１７（ｃ））。次に、Ｃｕ膜を形成、パターニングを行って情報信号配線３７を形成した（図１７（ｄ））。最後に、電子放出部及び抵抗体が形成された短冊部３８を形成した（図１７（ｅ））。
【０１５２】
図１８は、本実施例に係る短冊部３８の製造工程（図１７（ｅ））の詳細を示した模式図である。
【０１５３】
短冊部３８近傍には基板３３上に絶縁層３９（ＳｉＮ）、絶縁層４０（ＳｉＯ２）及びパターニングされたゲート電極３６（ＴａＮ）が積層されている（図１８（ａ））。厚さはそれぞれ、５００ｎｍ、３０ｎｍ、３０ｎｍであった。次にフォトリソグラフィー技術によって絶縁層３９、４０を所定の形状に加工した（図１８（ｂ））。次に、絶縁層４０をエッチングしてリセス部４４を形成した（図１８（ｃ））。そして、電子ビーム蒸着法を用いてモリブデン（Ｍｏ）膜を作製、フォトレジストを塗布、露光、現像を行った後、所定の形状に低電位側カソード４１と高電位側カソード４３を加工した（図１８（ｄ））。最後に、Ｗ、Ｇｅのターゲットを用いて、窒素と微量の酸素雰囲気中でスパッタを行い、ＷＧｅＯＮ膜を作製した。その後、フォトリソグラフィー技術を用いて所定のパターンの抵抗体４２を形成した（図１８（ｅ））。抵抗体４２の膜厚は２００ｎｍとした。低電位側カソード４１、高電位側カソード４３、抵抗体４２の幅は３μｍとし、短冊数は５０本×２列＝１００本とした。断面ＴＥＭ観察により、間隙３１は約８ｎｍが得られた。
【０１５４】
それ以外のフェースプレート１３、パネル形成方法は同様であるので説明を省略する。
【０１５５】
次に抵抗値分布の設定方法について説明する。本実施例では、実施例１同様、抵抗体２２は、画像表示装置が画像を表示した時に生じる温度分布において、高温になる領域ほど、同一温度Ｔ０の下での抵抗値を大きく設定した。基準温度分布は実施例１と同様であった（図１５（ａ））。また、抵抗体４２はＷＧｅＯＮからなり、活性化エネルギーは０．３ｅＶ、体積抵抗率は０．１５Ωｍであった。
【０１５６】
動作時の一定抵抗値ＲＥＱは１．０ＭΩとした。なお、本実施例は抵抗体４２の配置ならびに抵抗値を表す位置が、他の実施例と異なる。本実施例では、並列に複数の短冊状の低電位側カソード４１を配置して１つの電子放出素子を構成している。そのため、抵抗体４２も低電位側カソード４１に対応して配置した。抵抗値は短冊状の低電位側カソード４１とカソード電極３５間の抵抗値を表す。
【０１５７】
図１５（ａ）の温度分布に基づき、表示領域面内の抵抗値分布を前述の式（２’）、（３’）、（５’）、（６’）、（８）を使い設定した。同一温度（Ｔ０＝３００Ｋ）の下での、抵抗の最高値は２．１ＭΩ（図１５（ａ）のＴＭＡＸの位置）、最低値は１．５ＭΩ（図１５（ａ）のＴＭＩＮの位置）とした。他の位置についても同様に設定した。３００Ｋにおける最高値と最低値の差の中間値に対する百分率は３３％であった。
【０１５８】
抵抗値は、図１９に示すように、低電位側カソード４１とカソード電極３５との距離Ｌを変えることで調整した。抵抗値が最高の位置では距離ｌは８．４μｍ、最低の位置では距離ｌは６．０μｍとした。同様に、他の位置についても、温度に応じて低電位側カソード４１とカソード電極３５との距離ｌを設定した。図１５（ａ）に示す温度分布が生じた時の抵抗値はどの点においても、１．０ＭΩとなった。
【０１５９】
また、第１実施例と同様の駆動条件でいくつかの表示パターンを変更して画像を表示したところ、表示ムラの小さい画像を得ることが出来た。
【０１６０】
（比較例１）
比較例１として、実施例１、２と同様のリアプレートの構成で、抵抗値に分布を持たせない例、即ち、全ての抵抗体２２の形状を同一にした例を示す。抵抗体２２の材料はＴａＮからなり、活性化エネルギーは０．１４ｅＶであった。室温（３００Ｋ）の時に、全ての抵抗値がＲＥＱ＝１０ｋΩとなるように設定した。
【０１６１】
図１３（ａ）に示す温度分布が生じた時のの抵抗体の平均値は７．５ｋΩとなった。また、最高値はＲＭＡＸ＝８．４ｋΩ（図１３（ａ）のＴＭＩＮの位置）、最低値はＲＭＩＮ＝７．１ｋΩ（図２のＴＭＡＸの位置）となった。また、左右両端（図１３（ａ）のＴＨ、ＴＬの位置）の抵抗値はそれぞれ、ＲＨ＝７．２ｋΩ、ＲＬ＝７．５ｋΩとなった。表示領域の中で抵抗値の最高値と最低値の差の、抵抗体全体の平均値、及び最高抵抗値と最低抵抗値の中間値に対する百分率は１７％となった。抵抗体２２による電圧降下量に分布が発生して、画像表示装置に表示ムラを生じた。
【０１６２】
（比較例２）
比較例２として、実施例４と同様の構成で、抵抗値に分布を持たせない例を示す。抵抗体４６はＷＧｅＯＮからなり、活性化エネルギーは０．３ｅＶであった。室温（３００Ｋ）の時に、ＲＥＱ＝１．０ＭΩとなるように設定した。図１３（ａ）に示す温度分布が生じた時の抵抗体４６の平均値は０．５ＭΩとなった。また、最高値は０．７ＭΩ（図１３（ａ）のＴＭＩＮの位置）、最低値は０．５ＭΩ（図１３（ａ）のＴＭＡＸの位置）となり、最高値と最低値の差の、抵抗値の平均値に対する百分率で３９％、中間値に対する百分率で３３％の抵抗値分布を生じた。抵抗体４６による電圧降下量に分布が発生して、画像表示装置に表示ムラを生じた。
【０１６３】
（比較例３）
比較例３として、実施例３と同様の構成で、抵抗値に分布を持たせない例を示す。抵抗体２２はａ−Ｓｉからなり、活性化エネルギーは０．８ｅＶであった。室温（３００Ｋ）の時に、ＲＥＱ＝１０ｋΩとなるように設定した。
【０１６４】
図１５（ａ）に示す温度分布が生じた時の抵抗値の平均値は１．９ｋΩとなった。また、最高値は３．７ｋΩ（図１５（ａ）のＴＭＩＮの位置）、最低値は１．４ｋΩ（図１５（ａ）のＴＭＡＸの位置）となった。最高値と最低値の差の、抵抗値の平均値に対する百分率で１１９％、最高値と最低値の中間値に対する百分率で９０％の抵抗値分布を生じた。抵抗体２２による電圧降下量に分布が発生して、画像表示装置に表示ムラを生じた。
【０１６５】
（評価）
実施例の汎用性を確認するため、動作させる周囲の温度（環境温度）を変更して、効果の確認を行った。実施例１から４と比較例１から３において、動作させる環境温度を±２０Ｋ変更し、画像表示装置の画素を全点灯させた時に生じる表示ムラの幅（（最高値−最低値）／平均値）を図２０に示す。図２０では実施例、比較例を抵抗体の活性化エネルギーの小さい順に表示している。活性化エネルギーが大きい程、画像表示装置を動作させる環境温度を変えると、表示ムラの幅が大きく変化する。
【０１６６】
実施例１（活性化エネルギー０．１４ｅＶ）の場合、同じ活性化エネルギーの比較例１と比べ、表示ムラの小さい良好な結果が得られた。実施例２では実施例１に比べて、低温の時に端部の一部に表示ムラが生じたものの、画面全体の表示ムラは良好に低減されていた。
【０１６７】
実施例４（活性化エネルギー０．３ｅＶ）の場合も、同じ活性化エネルギーの比較例２と比べ、表示ムラの小さい良好な結果が得られ、活性化エネルギーの小さい比較例１と比べても、表示ムラが半分以下となった。また、活性化エネルギーが大きい実施例３（活性化エネルギー０．８ｅＶ）の場合、低温（環境温度２８０Ｋ）及び高温（環境温度３２０Ｋ）の時に表示ムラが生じたものの、同じ活性化エネルギーの比較例３と比べて、表示ムラの小さい画像が得られた。さらに、活性化エネルギーの小さい比較例１と比べれば、低温、高温でもより良好な結果が得られた。実施例１〜４は３００Ｋの環境温度下で最適になるように抵抗値を設定したので、高温、低温の時に表示ムラが生じる場合があるが、高温、低温の時に最適になるように抵抗値を設定することも当然可能である。
【０１６８】
以上のように、同一温度の下での抵抗値にあらかじめ分布を与えることで、画像表示装置の動作時の表示ムラを小さくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本発明の発光装置を表す模式図。
【図２】本発明の基準温度分布を説明する模式図。
【図３】本発明の第１の実施形態を説明する図。
【図４】本発明の第２の実施形態を説明する図。
【図５】電子放出素子を用いた発光装置の基本的構成を示す断面図。
【図６】リアプレートの構成を示す平面図。
【図７】フェースプレートの構成を示す平面図。
【図８】電子放出素子と配線を説明する図。
【図９】抵抗体の長さによる抵抗値の調整方法を示す図。
【図１０】抵抗体の幅による抵抗値の調整方法を示す図。
【図１１】抵抗体の厚みによる抵抗値の調整方法を示す図。
【図１２】抵抗体と電極との接触面積による抵抗値の調整方法を示す図。
【図１３】実施例１の（ａ）基準温度分布と、（ｂ）同一温度での抵抗値分布を示す図。
【図１４】実施例２の（ａ）基準温度分布と、（ｂ）同一温度での抵抗値分布と、（ｃ）駆動時の抵抗値分布を示す図。
【図１５】実施例３における（ａ）基準温度分布と（ｂ）同一温度での抵抗値分布を示す図。
【図１６】実施例４の電子放出素子の（ａ）平面図及び（ｂ）断面図。
【図１７】実施例４の電子放出素子と配線の製造工程を示す図。
【図１８】実施例４の電子放出素子の製造工程を示す図。
【図１９】実施例４の抵抗値の調整方法を示す図。
【図２０】実施例１〜４と、比較例１〜３の評価結果を示す表。
【図２１】同一温度で抵抗値分布を与えない場合に、温度分布が生じた時の抵抗値分布を示す図。
【符号の説明】
【０１７０】
１  発光素子
２  抵抗体
３  配線
４  駆動手段
５  発光ユニット
１０  発光装置
１２、２０、３８  電子放出素子
１４  蛍光体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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