(57)【要約】【課題】放電が発生した場合であっても、アノード電極と電界放出素子との間に形成される静電容量に基づき生じたエネルギーによって、構成要素に致命的な損傷が発生することを抑制し得る冷陰極電界電子放出表示装置を提供する。【解決手段】冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルＣＰと、アノードパネルＡＰとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、アノードパネルＡＰは、基板３０、基板３１上に形成された蛍光体層３１、蛍光体層３１上に形成されたアノード電極３５、及び、アノード電極３５上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層３６から構成されており、ｔＲ×１０−２＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２［但し、Ｃは冷陰極電界電子放出素子とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）であり、ＶＡはアノード電極への印加電圧（Ｖ）］を満足する。【選択図】  図１
2004273376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルと、アノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、
アノードパネルは、基板、基板上に形成された蛍光体層、蛍光体層上に形成されたアノード電極、及び、アノード電極上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層から構成されており、以下の式（１）を満足することを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
Ｑ＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （１）
但し、
2004273376.tif 000016
であり、
Ｃ    ：冷陰極電界電子放出素子とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
ＶＡ  ：アノード電極への印加電圧（Ｖ）
ｒＲ  ：抵抗体層の蒸発が許容され得る領域の半径（ｍｍ）
ｄＲ  ：抵抗体層を構成する材料の密度（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃｍ＿Ｓ：固体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
ＴＬ  ：抵抗体層を構成する材料の融点（゜Ｃ）
Ｔｒ  ：室温（゜Ｃ）
ＱＳ＿Ｌ：抵抗体層を構成する材料の溶解熱（Ｊ・ｇ−１）
Ｃｍ＿Ｌ：液体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
ＴＧ  ：抵抗体層を構成する材料の沸点（゜Ｃ）
ＱＬ＿Ｇ：抵抗体層を構成する材料の気化熱（Ｊ・ｇ−１）
【請求項２】
冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルと、アノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、
アノードパネルは、基板、基板上に形成された蛍光体層、蛍光体層上に形成されたアノード電極、及び、アノード電極上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層から構成されており、以下の式（１）を満足することを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
Ｑ＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （１）
但し、
2004273376.tif 000017
であり、
Ｃ    ：冷陰極電界電子放出素子とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
ＶＡ  ：アノード電極への印加電圧（Ｖ）
ｒＲ  ：抵抗体層の蒸発が許容され得る領域の半径（ｍｍ）
ｄＲ  ：抵抗体層を構成する材料の密度（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃｍ＿Ｓ：固体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
Ｔｒ  ：室温（゜Ｃ）
ＴＧ  ：抵抗体層を構成する材料の沸点（゜Ｃ）
ＱＬ＿Ｇ：抵抗体層を構成する材料の気化熱と溶解熱の和（Ｊ・ｇ−１）
【請求項３】
冷陰極電界電子放出素子は、
（ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（ｄ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された絶縁膜、
（ｅ）絶縁膜上に形成された収束電極、
（ｆ）収束電極、絶縁膜、ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（ｇ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項４】
冷陰極電界電子放出素子は、更に、
（ｈ）収束電極上に形成された厚さｔ’Ｒ（単位：μｍ）の放電電流制御用の第２の抵抗体層、
から構成されていることを特徴とする請求項３に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項５】
冷陰極電界電子放出素子は、
（ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（ｄ）ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（ｅ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項６】
冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルと、アノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、
アノードパネルは、基板、基板上に形成された蛍光体層、蛍光体層上に形成されたアノード電極、及び、アノード電極上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層から構成されており、以下の式（２）を満足することを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
ｔＲ×１０−２＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （２）
ここで、
Ｃ  ：冷陰極電界電子放出素子とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
ＶＡ：アノード電極への印加電圧（Ｖ）
【請求項７】
冷陰極電界電子放出素子は、
（ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（ｄ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された絶縁膜、
（ｅ）絶縁膜上に形成された収束電極、
（ｆ）収束電極、絶縁膜、ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（ｇ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されていることを特徴とする請求項６に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項８】
冷陰極電界電子放出素子は、更に、
（ｈ）収束電極上に形成された厚さｔ’Ｒ（単位：μｍ）の放電電流制御用の第２の抵抗体層、
から構成されていることを特徴とする請求項７に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項９】
冷陰極電界電子放出素子は、
（ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（ｄ）ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（ｅ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されていることを特徴とする請求項６に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項１０】
アノード電極は、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）のアノード電極ユニットから構成されており、前記Ｃは、冷陰極電界電子放出素子とアノード電極ユニットとの間の静電容量（単位：Ｆ）であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項１１】
冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルと、アノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、
アノードパネルは、基板、基板上に形成された蛍光体層、及び、蛍光体層上に形成されたアノード電極から構成され、
冷陰極電界電子放出素子は、
（Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（Ｄ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された絶縁膜、
（Ｅ）絶縁膜上に形成された収束電極、
（Ｆ）収束電極上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層、
（Ｇ）収束電極、絶縁膜、ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（Ｈ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されており、
以下の式（３）を満足することを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
Ｑ＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （３）
但し、
2004273376.tif 000018
であり、
Ｃ    ：収束電極とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
ＶＡ  ：アノード電極への印加電圧（Ｖ）
ｒＲ  ：抵抗体層の蒸発が許容され得る領域の半径（ｍｍ）
ｄＲ  ：抵抗体層を構成する材料の密度（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃｍ＿Ｓ：固体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
ＴＬ  ：抵抗体層を構成する材料の融点（゜Ｃ）
Ｔｒ  ：室温（゜Ｃ）
ＱＳ＿Ｌ：抵抗体層を構成する材料の溶解熱（Ｊ・ｇ−１）
Ｃｍ＿Ｌ：液体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
ＴＧ  ：抵抗体層を構成する材料の沸点（゜Ｃ）
ＱＬ＿Ｇ：抵抗体層を構成する材料の気化熱（Ｊ・ｇ−１）
【請求項１２】
冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルと、アノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、
アノードパネルは、基板、基板上に形成された蛍光体層、及び、蛍光体層上に形成されたアノード電極から構成され、
冷陰極電界電子放出素子は、
（Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（Ｄ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された絶縁膜、
（Ｅ）絶縁膜上に形成された収束電極、
（Ｆ）収束電極上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層、
（Ｇ）収束電極、絶縁膜、ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（Ｈ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されており、
以下の式（３）を満足することを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
Ｑ＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （３）
但し、
2004273376.tif 000019
であり、
Ｃ    ：収束電極とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
ＶＡ  ：アノード電極への印加電圧（Ｖ）
ｒＲ  ：抵抗体層の蒸発が許容され得る領域の半径（ｍｍ）
ｄＲ  ：抵抗体層を構成する材料の密度（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃｍ＿Ｓ：固体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
Ｔｒ  ：室温（゜Ｃ）
ＴＧ  ：抵抗体層を構成する材料の沸点（゜Ｃ）
ＱＬ＿Ｇ：抵抗体層を構成する材料の気化熱と溶解熱の和（Ｊ・ｇ−１）
【請求項１３】
冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルと、アノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、
アノードパネルは、基板、基板上に形成された蛍光体層、及び、蛍光体層上に形成されたアノード電極から構成され、
冷陰極電界電子放出素子は、
（Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（Ｄ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された絶縁膜、
（Ｅ）絶縁膜上に形成された収束電極、
（Ｆ）収束電極上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層、
（Ｇ）収束電極、絶縁膜、ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（Ｈ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されており、
以下の式（４）を満足することを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
ｔＲ×１０−２＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （４）
ここで、
Ｃ  ：収束電極とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
ＶＡ：アノード電極への印加電圧（Ｖ）
【請求項１４】
アノード電極は、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）のアノード電極ユニットから構成されており、前記Ｃは、収束電極とアノード電極ユニットとの間の静電容量（単位：Ｆ）であることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アノードパネルに設けられたアノード電極、あるいは、カソードパネルに設けられた冷陰極電界電子放出素子に備えられた収束電極に特徴を有する冷陰極電界電子放出表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン受像機や情報端末機器に用いられる表示装置の分野では、従来主流の陰極線管（ＣＲＴ）から、薄型化、軽量化、大画面化、高精細化の要求に応え得る平面型（フラットパネル型）の表示装置への移行が検討されている。このような平面型の表示装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、冷陰極電界電子放出表示装置（ＦＥＤ：フィールドエミッションディスプレイ）を例示することができる。このなかでも、液晶表示装置は情報端末機器用の表示装置として広く普及しているが、据置き型のテレビジョン受像機に適用するには、高輝度化や大型化に未だ課題を残している。これに対して、冷陰極電界電子放出表示装置（以下、単に、表示装置と呼ぶ場合がある）は、熱的励起によらず、量子トンネル効果に基づき固体から真空中に電子を放出することが可能な冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と呼ぶ場合がある）を利用しており、高輝度及び低消費電力の点から注目を集めている。
【０００３】
このような電界放出素子の一例として、特開平９−９０８９８の図２に開示された電界放出素子の模式的な一部端面図を図２６に再掲する。
【０００４】
この電界放出素子にあっては、基板１の上に絶縁層２が堆積されており、絶縁層２の上には金属薄膜の制御電極（ゲート電極）３が積層されている。絶縁層２と制御電極３には単数あるいは複数のキャビティ（開口部）が形成され、その中に円錐状のエミッタ（電子放出部）４が形成されている。制御電極３の上には絶縁層５、収束電極６がエミッタ４の付近を除いて積層されている。基板１、絶縁層２、制御電極３、エミッタ４、絶縁層５、収束電極６で微小冷陰極（電界放出素子）７が構成され、単数あるいは複数の微小冷陰極７で冷陰極１５が構成される。実際には、エミッタ（電子放出部）４から放出された電子ビーム８は陽極（アノード電極）９に衝突し、正の電圧を発生する陽極電源（アノード電極制御回路）１０に流れる。
【０００５】
制御電極（ゲート電極）３に印加する電圧は制御電極電源（ゲート電極制御回路）１７で発生され、収束電極６には制御電極３に印加する電圧を可変抵抗器１４で分圧した電圧が印加される。この結果、制御電極３の電圧と収束電極６の電圧の比は可変抵抗器１４で設定した値に常に保たれる。可変抵抗器１４によって或るビーム電流量における収束状態を調節すれば、制御電極電源１７の出力電圧によってエミッタ４から取り出す電子ビーム電流設定値を変えてもほぼ同じ収束状態が保持される。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−９０８９８
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような表示装置においては、陽極（アノード電極）９と収束電極６との間の距離は高々１ｍｍ程度しかなく、陽極９と収束電極６との間で異常放電（真空アーク放電）が発生し易い。異常放電が発生すると、収束電極６や制御電極（ゲート電極）３の電位が異常に上昇し、表示品質が著しく損なわれるだけでなく、電界放出素子（制御電極３、エミッタ４）や、収束電極６、陽極（アノード電極）９に損傷が発生する虞がある。
【０００８】
真空空間中における放電の発生機構においては、先ず、強電界下における電界放出素子からの電子やイオンの放出がトリガーとなって小規模な放電が発生する。そして、陽極電源（アノード電極制御回路）１０からアノード電極９へエネルギーが供給されてアノード電極９の温度が局所的に上昇したり、アノード電極９の内部の吸蔵ガスの放出、あるいはアノード電極９を構成する材料そのものの蒸発が生ずることによって、小規模な放電が大規模な放電へ成長すると考えられている。陽極電源（アノード電極制御回路）１０以外にも、アノード電極９と電界放出素子との間に形成される静電容量に基づき生じたエネルギーが、大規模な放電への成長を促すエネルギー供給源となる。
【０００９】
異常放電（真空アーク放電）の発生を抑制するには、放電のトリガーとなる電子やイオンの放出を抑制することが有効であるが、そのためには極めて厳密なパーティクル管理が必要となる。このような管理をカソードパネルやアノードパネルの製造プロセス、あるいは、カソードパネルやアノードパネルを組み込んだ表示装置の製造プロセスにおいて実行することには、多大な技術的困難が伴う。
【００１０】
従って、本発明の目的は、冷陰極電界電子放出素子を構成する電極とアノード電極との間で放電が発生した場合であっても、アノード電極と電界放出素子との間に形成される静電容量に基づき生じたエネルギーによって、アノード電極あるいは冷陰極電界電子放出素子を構成する電極に致命的な損傷が発生することを抑制し得る構造を有する冷陰極電界電子放出表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルと、アノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、
アノードパネルは、基板、基板上に形成された蛍光体層、蛍光体層上に形成されたアノード電極、及び、アノード電極上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層から構成されており、以下の式（１）を満足することを特徴とする。
Ｑ＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （１）
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルと、アノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、
アノードパネルは、基板、基板上に形成された蛍光体層、蛍光体層上に形成されたアノード電極、及び、アノード電極上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層から構成されており、以下の式（２）を満足することを特徴とする。
ｔＲ×１０−２＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （２）
【００１３】
本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置において、冷陰極電界電子放出素子は、
（ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（ｄ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された絶縁膜、
（ｅ）絶縁膜上に形成された収束電極、
（ｆ）収束電極、絶縁膜、ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（ｇ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されている形態とすることができる。
【００１４】
そして、この場合、冷陰極電界電子放出素子は、更に、
（ｈ）収束電極上に形成された厚さｔ’Ｒ（単位：μｍ）の放電電流制御用の第２の抵抗体層、
から構成されている形態とすることができる。そして、この場合、本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、
Ｑ’＝（１／２）Ｃ’・ＶＡ２    （１’）
を満足していることが好ましく、本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、
ｔ’Ｒ×１０−２＞（１／２）Ｃ’・ＶＡ２    （２’）
を満足していることが好ましい。
【００１５】
あるいは又、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置において、冷陰極電界電子放出素子は、
（ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（ｄ）ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（ｅ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されている形態とすることができる。
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルと、アノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、
アノードパネルは、基板、基板上に形成された蛍光体層、及び、蛍光体層上に形成されたアノード電極から構成され、
冷陰極電界電子放出素子は、
（Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（Ｄ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された絶縁膜、
（Ｅ）絶縁膜上に形成された収束電極、
（Ｆ）収束電極上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層、
（Ｇ）収束電極、絶縁膜、ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（Ｈ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されており、
以下の式（３）を満足することを特徴とする。
Ｑ＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （３）
【００１７】
上記の目的を達成するための本発明の第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、冷陰極電界電子放出素子を複数備えたカソードパネルと、アノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置であって、
アノードパネルは、基板、基板上に形成された蛍光体層、及び、蛍光体層上に形成されたアノード電極から構成され、
冷陰極電界電子放出素子は、
（Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（Ｄ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された絶縁膜、
（Ｅ）絶縁膜上に形成された収束電極、
（Ｆ）収束電極上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層、
（Ｇ）収束電極、絶縁膜、ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（Ｈ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されており、
以下の式（４）を満足することを特徴とする。
ｔＲ×１０−２＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （４）
【００１８】
尚、本発明の第１の態様若しくは第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置において、抵抗体層を構成する材料が、固相から液相を経て蒸発する場合、
2004273376.tif 000003
である。
【００１９】
一方、本発明の第１の態様若しくは第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置において、抵抗体層を構成する材料が、固相から直接蒸発する場合、
2004273376.tif 000004
である。
【００２０】
そして、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、
ＶＡ：アノード電極への印加電圧（Ｖ）
である。
【００２１】
尚、式（１）〜式（４）の右辺においては、厳密にはＶＡは、アノード電極への印加電圧と、アノード電極と対向する冷陰極電界電子放出素子の電極（例えば収束電極）への印加電圧との電位差であるが、アノード電極への印加電圧は、アノード電極と対向する冷陰極電界電子放出素子の電極（例えば収束電極）への印加電圧よりも十分に大きいが故に、式（１）〜式（４）の右辺におけるＶＡを、アノード電極への印加電圧とする。
【００２２】
また、本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、
Ｃ：冷陰極電界電子放出素子とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
であり、本発明の第３の態様あるいは第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、
Ｃ：収束電極とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
である。更には、本発明の第１の態様の好ましい形態にあっては、
Ｃ’：収束電極とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
である。
【００２３】
更には、本発明の第１の態様若しくは第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、
ｒＲ  ：抵抗体層の蒸発が許容され得る領域の半径（ｍｍ）
ｄＲ  ：抵抗体層を構成する材料の密度（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃｍ＿Ｓ：固体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
ＴＬ  ：抵抗体層を構成する材料の融点（゜Ｃ）
Ｔｒ  ：室温（゜Ｃ）
ＱＳ＿Ｌ：抵抗体層を構成する材料の溶解熱（Ｊ・ｇ−１）
Ｃｍ＿Ｌ：液体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
ＴＧ  ：抵抗体層を構成する材料の沸点（゜Ｃ）
である。また、抵抗体層を構成する材料が、固相から液相を経て蒸発する場合、ＱＬ＿Ｇ：抵抗体層を構成する材料の気化熱（Ｊ・ｇ−１）
であり、抵抗体層を構成する材料が、固相から直接蒸発する場合、
ＱＬ＿Ｇ：抵抗体層を構成する材料の気化熱と溶解熱の和（Ｊ・ｇ−１）
である。
【００２４】
また、本発明の第１の態様の好ましい形態において、第２の抵抗体層を構成する材料が、固相から液相を経て蒸発する場合、
2004273376.tif 000005
である。
【００２５】
あるいは又、本発明の第１の態様の好ましい形態において、第２の抵抗体層を構成する材料が、固相から直接蒸発する場合、
2004273376.tif 000006
である。
【００２６】
但し、
ｒ’Ｒ  ：第２の抵抗体層の蒸発が許容され得る領域の半径（ｍｍ）
ｄ’Ｒ  ：第２の抵抗体層を構成する材料の密度（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃ’ｍ＿Ｓ：固体状態における第２の抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
Ｔ’Ｌ  ：第２の抵抗体層を構成する材料の融点（゜Ｃ）
Ｔｒ    ：室温（゜Ｃ）
Ｑ’Ｓ＿Ｌ：第２の抵抗体層を構成する材料の溶解熱（Ｊ・ｇ−１）
Ｃ’ｍ＿Ｌ：液体状態における第２の抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
Ｔ’Ｇ  ：第２の抵抗体層を構成する材料の沸点（゜Ｃ）
である。また、第２の抵抗体層を構成する材料が、固相から液相を経て蒸発する場合、
Ｑ’Ｌ＿Ｇ：第２の抵抗体層を構成する材料の気化熱（Ｊ・ｇ−１）
であり、第２の抵抗体層を構成する材料が、固相から直接蒸発する場合、
Ｑ’Ｌ＿Ｇ：第２の抵抗体層を構成する材料の気化熱と溶解熱の和（Ｊ・ｇ−１）
である。
【００２７】
ここで、冷陰極電界電子放出素子とアノード電極との間の静電容量Ｃは、冷陰極電界電子放出素子がカソード電極とゲート電極とから構成されている場合には、全てのゲート電極を短絡し、係る短絡されたゲート電極とアノード電極との間の静電容量を公知の方法で測定することで得ることができるし、冷陰極電界電子放出素子がカソード電極とゲート電極と収束電極とから構成されている場合には、収束電極とアノード電極との間の静電容量を公知の方法で測定することで得ることができる。
【００２８】
尚、抵抗体層や第２の抵抗体層の蒸発が許容され得る領域が円形でない場合、この領域の面積と同じ面積の円の半径をｒＲあるいはｒ’Ｒとすればよい。
【００２９】
尚、好ましい形態を含む本発明の第１の態様〜第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置（以下、これらを総称して、単に、本発明の表示装置と呼ぶ場合がある）における冷陰極電界電子放出素子にあっては、カソード電極及びゲート電極はストライプ形状を有し、カソード電極の射影像とゲート電極の射影像とは直交していることが、冷陰極電界電子放出表示装置の構造の簡素化といった観点から好ましい。
【００３０】
本発明の表示装置において、収束電極は、有効領域（実際の表示部分として機能する領域）を覆う１枚のシート状の形状を有することが望ましい。尚、収束電極には、電子放出領域あるいは電子放出部から放出された電子を通過させるための開口部が設けられているが、この開口部は、各冷陰極電界電子放出素子毎に設けられていてもよいし、各電子放出領域毎（各重複領域毎）に設けられていてもよい。カソード電極の射影像とゲート電極の射影像とが重複する領域（重複領域）に設けられた１又は複数の電界放出素子を構成する電子放出部によって、電子放出領域が構成される。
【００３１】
本発明の表示装置において、アノード電極は、有効領域を覆う１枚のシート状の形状を有する構成とすることもできるし、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）のアノード電極ユニットの集合体から構成することもできる。後者の場合、前記Ｃは、冷陰極電界電子放出素子あるいは収束電極とアノード電極ユニットとの間の静電容量（単位：Ｆ）である。アノード電極ユニットは、例えば、直線状に配列された１サブピクセルを構成する単位蛍光体層（表示装置において１つの輝点を生成する蛍光体層）の列の総数をｎ列としたとき、Ｎ＝ｎとし、あるいは、ｎ＝α・Ｎ（αは２以上の整数であり、好ましくは１０≦α≦１００、一層好ましくは２０≦α≦５０）としてもよいし、一定の間隔をもって配設されるスペーサ（後述する）の数に１を加えた数とすることができる。また、各アノード電極ユニットの大きさは、アノード電極ユニットの位置に拘わらず同じとしてもよいし、アノード電極ユニットの位置に依存して異ならせてもよい。
【００３２】
アノード電極ユニットと冷陰極電界電子放出素子との間での放電に起因してアノード電極ユニットが溶融するといったアノード電極ユニットの損傷規模の拡大を防止するために、アノード電極ユニットの大きさは、アノード電極ユニットと冷陰極電界電子放出素子との間の距離をＬ（単位：ｍｍ）、アノード電極ユニットの面積をＳＡＵ（単位：ｍｍ２）としたとき、
（ＶＡ／７）２×（ＳＡＵ／Ｌ）≦２２５０
を満足することが好ましく、
（ＶＡ／７）２×（ＳＡＵ／Ｌ）≦４５０
を満足することが一層好ましい。尚、アノード電極ユニットに凹凸が存在し、アノード電極ユニットと冷陰極電界電子放出素子との間の距離Ｌが一定でない場合、アノード電極ユニットと冷陰極電界電子放出素子との間の最短距離をＬとする。
【００３３】
本発明の表示装置において、抵抗体層を構成する材料として、カーボン；シリコンカーバイド（ＳｉＣ）やＳｉＣＮといったカーボン系材料；ＳｉＮ；酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、酸化タンタル、窒化タンタル、酸化クロム、酸化チタン等の高融点金属酸化物；アモルファスシリコン等の半導体材料；ＩＴＯを挙げることができる。抵抗体層は、蒸着法やスパッタリング法等のＰＶＤ法、あるいは、ＣＶＤ法にて形成することができる。
【００３４】
ここで、冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する）として、
（１）円錐形の電子放出部が開口部の底部に位置するカソード電極上に設けられたスピント型電界放出素子
（２）略平面状の電子放出部が開口部の底部に位置するカソード電極上に設けられた扁平型電界放出素子
（３）王冠状の電子放出部が開口部の底部に位置するカソード電極上に設けられ、電子放出部の王冠状の部分から電子を放出するクラウン型電界放出素子
（４）平坦なカソード電極の表面から電子を放出する平面型電界放出素子
（５）凹凸が形成されたカソード電極の表面の多数の凸部から電子を放出するクレータ型電界放出素子
（６）カソード電極のエッジ部から電子を放出するエッジ型電界放出素子
を例示することができる。
【００３５】
尚、電界放出素子として、上述の各種の形式の他に、表面伝導型電子放出素子と通称される素子も知られており、本発明の表示装置に適用することができる。表面伝導型電子放出素子においては、例えばガラスから成る基板上に酸化錫（ＳｎＯ２）、金（Ａｕ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）／酸化錫（ＳｎＯ２）、カーボン、酸化パラジウム（ＰｄＯ）等の材料から成り、微小面積を有する薄膜がマトリクス状に形成され、各薄膜は２つの薄膜片から成り、一方の薄膜片に行方向配線、他方の薄膜片に列方向配線が接続されている。一方の薄膜片と他方の薄膜片との間には数ｎｍのギャップが設けられている。行方向配線と列方向配線とによって選択された薄膜においては、ギャップを介して薄膜から電子が放出される。
【００３６】
本発明の表示装置におけるアノードパネルを構成する基板として、ガラス基板、表面に絶縁膜が形成されたガラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成された半導体基板を挙げることができるが、製造コスト低減の観点からは、ガラス基板、あるいは、表面に絶縁膜が形成されたガラス基板を用いることが好ましい。ガラス基板として、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ２Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ２）、硼珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ・Ｂ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、鉛ガラス（Ｎａ２Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ２）を例示することができる。カソードパネルを構成する支持体も、基板と同様の構成とすることができる。
【００３７】
カソード電極、ゲート電極、収束電極の構成材料として、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、これらの金属元素を含む合金あるいは化合物（例えばＴｉＮ等の窒化物や、ＷＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＴｉＳｉ２、ＴａＳｉ２等のシリサイド）、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物、あるいはシリコン（Ｓｉ）等の半導体を例示することができる。これらを作製、形成するには、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、電気メッキ法、無電解メッキ法、スクリーン印刷法、レーザアブレーション法、ゾル−ゲル法等の公知の薄膜形成技術により、上述の構成材料から成る薄膜を被成膜体上に形成する。このとき、薄膜を被成膜体の全面に形成した場合には、公知のパターニング技術を用いて薄膜をパターニングし、各電極を形成する。また、薄膜を形成する前の被成膜体上に予めレジストパターンを形成しておけば、リフトオフ法による各電極の形成が可能である。更には、カソード電極やゲート電極の形状に応じた開口部を有するマスクを用いて蒸着を行ったり、かかる開口部を有するスクリーンを用いてスクリーン印刷を行えば、成膜後のパターニングは不要である。
【００３８】
電界放出素子を構成する絶縁層や絶縁膜の構成材料として、ＳｉＯ２、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低融点ガラス、ガラスペーストといったＳｉＯ２系材料、ＳｉＮ、ポリイミド等の絶縁性樹脂を、単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。絶縁層や絶縁膜の形成には、ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法、スクリーン印刷法等の公知のプロセスが利用できる。
【００３９】
電子放出部に関しては、後に詳しく説明する。
【００４０】
アノード電極の構成材料として、アルミニウム（Ａｌ）あるいはクロム（Ｃｒ）を例示することができる。アルミニウム（Ａｌ）あるいはクロム（Ｃｒ）からアノード電極を構成する場合、アノード電極の厚さとして、具体的には、３×１０−８ｍ（３０ｎｍ）乃至１．５×１０−７ｍ（１５０ｎｍ）、好ましくは５×１０−８ｍ（５０ｎｍ）乃至１×１０−７ｍ（１００ｎｍ）を例示することができる。アノード電極は、蒸着法やスパッタリング法にて形成することができる。
【００４１】
蛍光体層は、単色の蛍光体粒子から構成されていても、３原色の蛍光体粒子から構成されていてもよい。また、蛍光体層の配列様式は、ドットマトリクス状であっても、ストライプ状であってもよい。尚、ドットマトリクス状やストライプ状の配列様式においては、隣り合う蛍光体層の間の隙間がコントラスト向上を目的としたブラックマトリックスで埋め込まれていてもよい。
【００４２】
アノードパネルには、更に、蛍光体層から反跳した電子、あるいは、蛍光体層から放出された二次電子が他の蛍光体層に入射し、所謂光学的クロストーク（色濁り）が発生することを防止するための、あるいは又、蛍光体層から反跳した電子、あるいは、蛍光体層から放出された二次電子が隔壁を越えて他の蛍光体層に向かって侵入したとき、これらの電子が他の蛍光体層と衝突することを防止するための隔壁が、複数、設けられていることが好ましい。
【００４３】
隔壁の平面形状として、格子形状（井桁形状）、即ち、１サブピクセルに相当する、例えば平面形状が略矩形（ドット状）の蛍光体層の四方を取り囲む形状を挙げることができ、あるいは、略矩形あるいはストライプ状の蛍光体層の対向する二辺と平行に延びる帯状形状あるいはストライプ形状を挙げることができる。隔壁を格子形状とする場合、１つの蛍光体層の領域の四方を連続的に取り囲む形状としてもよいし、不連続に取り囲む形状としてもよい。隔壁を帯状形状あるいはストライプ形状とする場合、連続した形状としてもよいし、不連続な形状としてもよい。隔壁を形成した後、隔壁を研磨し、隔壁の頂面の平坦化を図ってもよい。
【００４４】
蛍光体層からの光を吸収するブラックマトリックスが蛍光体層と蛍光体層との間であって隔壁と基板との間に形成されていることが、表示画像のコントラスト向上といった観点から好ましい。ブラックマトリックスを構成する材料として、蛍光体層からの光を９９％以上吸収する材料を選択することが好ましい。このような材料として、カーボン、金属薄膜（例えば、クロム、ニッケル、アルミニウム、モリブデン等、あるいは、これらの合金）、金属酸化物（例えば、酸化クロム）、金属窒化物（例えば、窒化クロム）、耐熱性有機樹脂、ガラスペースト、黒色顔料や銀等の導電性粒子を含有するガラスペースト等の材料を挙げることができ、具体的には、感光性ポリイミド樹脂、酸化クロムや、酸化クロム／クロム積層膜を例示することができる。尚、酸化クロム／クロム積層膜においては、クロム膜が基板と接する。
【００４５】
カソードパネルとアノードパネルとを周縁部において接合する場合、接合は接着層を用いて行ってもよいし、あるいは、ガラスやセラミックス等の絶縁剛性材料から成る枠体と接着層とを併用して行ってもよい。枠体と接着層とを併用する場合には、枠体の高さを適宜選択することにより、接着層のみを使用する場合に比べ、カソードパネルとアノードパネルとの間の対向距離をより長く設定することが可能である。尚、接着層の構成材料としては、フリットガラスが一般的であるが、融点が１２０〜４００゜Ｃ程度の所謂低融点金属材料を用いてもよい。かかる低融点金属材料としては、Ｉｎ（インジウム：融点１５７゜Ｃ）；インジウム−金系の低融点合金；Ｓｎ８０Ａｇ２０（融点２２０〜３７０゜Ｃ）、Ｓｎ９５Ｃｕ５（融点２２７〜３７０゜Ｃ）等の錫（Ｓｎ）系高温はんだ；Ｐｂ９７．５Ａｇ２．５（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ９４．５Ａｇ５．５（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ９７．５Ａｇ１．５Ｓｎ１．０（融点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温はんだ；Ｚｎ９５Ａｌ５（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ；Ｓｎ５Ｐｂ９５（融点３００〜３１４゜Ｃ）、Ｓｎ２Ｐｂ９８（融点３１６〜３２２゜Ｃ）等の錫−鉛系標準はんだ；Ａｕ８８Ｇａ１２（融点３８１゜Ｃ）等のろう材（以上の添字は全て原子％を表す）を例示することができる。
【００４６】
基板と支持体と枠体の三者を接合する場合、三者同時接合を行ってもよいし、あるいは、第１段階で基板又は支持体のいずれか一方と枠体とを先に接合し、第２段階で基板又は支持体の他方と枠体とを接合してもよい。三者同時接合や第２段階における接合を高真空雰囲気中で行えば、基板と支持体と枠体と接着層とにより囲まれた空間は、接合と同時に真空となる。あるいは、三者の接合終了後、基板と支持体と枠体と接着層とによって囲まれた空間を排気し、真空とすることもできる。接合後に排気を行う場合、接合時の雰囲気の圧力は常圧／減圧のいずれであってもよく、また、雰囲気を構成する気体は、大気であっても、あるいは窒素ガスや周期律表０族に属するガス（例えばＡｒガス）を含む不活性ガスであってもよい。
【００４７】
接合後に排気を行う場合、排気は、基板及び／又は支持体に予め接続されたチップ管を通じて行うことができる。チップ管は、典型的にはガラス管を用いて構成され、基板及び／又は支持体の無効領域（即ち、表示部分として機能する有効領域以外の領域）に設けられた貫通孔の周囲に、フリットガラス又は上述の低融点金属材料を用いて接合され、空間が所定の真空度に達した後、熱融着によって封じ切られる。尚、封じ切りを行う前に、表示装置全体を一旦加熱してから降温させると、空間に残留ガスを放出させることができ、この残留ガスを排気により空間外へ除去することができるので好適である。
【００４８】
表示装置の内部は高真空状態となっており、表示装置には大気圧が加わる。従って、大気圧によって表示装置に損傷が発生しないように、表示装置内部には、スペーサを配しておくことが好ましい。スペーサを構成する材料として、ガラスや、セラミックス（例えば、ムライトやアルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコニア、コーディオライト、硼珪酸塩バリウム、珪酸鉄、ガラスセラミックス材料に、酸化チタンや酸化クロム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化ニッケルを添加したもの等）を例示することができる。スペーサは、例えば、アノードパネルに設けられたスペーサ保持部、あるいは、隔壁によって、アノードパネルに固定することができる。
【００４９】
本発明の表示装置において、カソード電極はカソード電極制御回路に接続され、ゲート電極はゲート電極制御回路に接続され、アノード電極はアノード電極制御回路に接続され、収束電極は収束電極制御回路に接続されている。尚、これらの制御回路は周知の回路から構成することができる。アノード電極制御回路の出力電圧ＶＡは、通常、一定であり、例えば、５キロボルト〜１０キロボルトとすることができる。一方、カソード電極に印加する電圧ＶＣ及びゲート電極に印加する電圧ＶＧに関しては、▲１▼カソード電極に印加する電圧ＶＣを一定とし、ゲート電極に印加する電圧ＶＧを変化させる方式、▲２▼カソード電極に印加する電圧ＶＣを変化させ、ゲート電極に印加する電圧ＶＧを一定とする方式、▲３▼カソード電極に印加する電圧ＶＣを変化させ、且つ、ゲート電極に印加する電圧ＶＧも変化させる方式がある。収束電極には、収束電極制御回路から０ボルトあるいは最大−２０ボルト程度の一定の電圧が印加される。
【００５０】
本発明の冷陰極電界電子放出表示装置においては、抵抗体層の蒸発に必要とされる総計エネルギーＱと、冷陰極電界電子放出素子あるいは収束電極とアノード電極との間の静電容量Ｃと、アノード電極への印加電圧ＶＡとの関係を規定することによって、冷陰極電界電子放出素子あるいは収束電極とアノード電極との間で放電が生じた場合であっても、アノード電極と電界放出素子との間に形成される静電容量に基づき生じたエネルギーによって、抵抗体層やアノード電極、冷陰極電界電子放出素子を構成する部材に損傷が発生することを確実に抑制することができる。あるいは又、抵抗体層の厚さｔＲと、冷陰極電界電子放出素子あるいは収束電極とアノード電極との間の静電容量Ｃと、アノード電極への印加電圧ＶＡとの関係を規定することによって、冷陰極電界電子放出素子あるいは収束電極とアノード電極との間で放電が生じた場合であっても、アノード電極と電界放出素子との間に形成される静電容量に基づき生じたエネルギーによって、抵抗体層やアノード電極、冷陰極電界電子放出素子を構成する部材に損傷が発生することを確実に抑制することができる。しかも、抵抗体層を設けることによって、放電電流のピーク値の低減を図ることができる。
【００５１】
更には、アノード電極を、有効領域のほぼ全面に亙って形成する代わりに、より小さい面積を有するアノード電極ユニットに分割した形式とすれば、冷陰極電界電子放出素子あるいは収束電極とアノード電極ユニットとの間の静電容量を小さくすることができる結果、抵抗体層の厚さを薄くすることが可能となる。更には、アノード電極と電界放出素子との間に形成される静電容量に基づき生じたエネルギーを低減することができる結果、放電によるアノード電極における損傷の大きさをより一層小さくすることが可能となる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、発明の実施の形態（以下、実施の形態と略称する）に基づき本発明を説明する。
【００５３】
（実施の形態１）
実施の形態１は、本発明の第１の態様及び第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置（以下、単に、表示装置と略称する）に関する。
【００５４】
実施の形態１の表示装置の模式的な一部端面図を図１に示し、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰを分解したときの模式的な部分的斜視図を図２に示す。尚、図１においては、スペーサの図示を省略しており、図２においては、隔壁、スペーサ及び抵抗体層、並びに、収束電極及び絶縁膜の図示を省略している。
【００５５】
実施の形態１の表示装置は、カソード電極１１、ゲート電極１３、収束電極１５及び電子放出部１７を有する冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と呼ぶ）を複数備えたカソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとがそれらの周縁部で枠体４０を介して接合されて成る。
【００５６】
アノードパネルは、基板３０、基板３０上に形成された蛍光体層３１（赤色発光蛍光体層３１Ｒ，緑色発光蛍光体層３１Ｇ，青色発光蛍光体層３１Ｂ）、蛍光体層３１上に形成されたアノード電極３５、及び、アノード電極３５上に形成された厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層３６から構成されている。ここで、アノード電極３５はアルミニウム薄膜から構成されており、有効領域を覆う１枚のシート状の形状を有する。また、抵抗体層３６は厚さｔＲ＝０．２μｍのＩＴＯから構成されており、アノード電極３５全体の上に形成されている。
【００５７】
蛍光体層３１と蛍光体層３１との間の基板３０上にはブラックマトリックス３２が形成されている。また、ブラックマトリックス３２の上には隔壁３３が形成されている。アノードパネルＡＰにおける隔壁３３、スペーサ３４及び蛍光体層３１の配置例を、図３〜図６の配置図に模式的に示す。隔壁３３の平面形状としては、格子形状（井桁形状）、即ち、１サブピクセルに相当する、例えば平面形状が略矩形の蛍光体層３１の四方を取り囲む形状（図３及び図４参照）、あるいは、略矩形の（あるいはストライプ状の）蛍光体層３１の対向する二辺と平行に延びる帯状形状（ストライプ形状）を挙げることができる（図５及び図６参照）。尚、蛍光体層３１を、図３〜図６の上下方向に延びるストライプ状とすることもできる。隔壁３３の一部は、スペーサ３４を保持するためのスペーサ保持部としても機能する。
【００５８】
図１に示した電界放出素子は、円錐形の電子放出部を有する、所謂スピント（Ｓｐｉｎｄｔ）型電界放出素子と呼ばれるタイプの電界放出素子である。この電界放出素子は、
（ａ）支持体１０上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極１１と、
（ｂ）支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２と、
（ｃ）絶縁層１２上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極１３と、
（ｄ）ゲート電極１３及び絶縁層１２上に形成された絶縁膜１４と、
（ｅ）絶縁膜１４上に形成された収束電極１５と、
（ｆ）収束電極１５、絶縁膜１４、ゲート電極１３及び絶縁層１２に形成された開口部１６（収束電極１５及び絶縁膜１４に設けられた開口部１６Ａ、ゲート電極１３に設けられた開口部１６Ｂ、及び、絶縁層１２に設けられた開口部１６Ｃ）、並びに、
（ｇ）開口部の底部に露出した電子放出部１７、
から構成されている。
【００５９】
電子放出部１７は、具体的には、開口部１６Ｃの底部に位置するカソード電極１１上に形成された円錐形の電子放出部から構成されている。また、収束電極１５は、有効領域を覆う１枚のシート状の形状を有する。収束電極１５に設けられた開口部１６Ａは、各冷陰極電界電子放出素子毎に設けられている。
【００６０】
一般に、カソード電極１１とゲート電極１３とは、これらの両電極の射影像が互いに直交する方向に各々ストライプ状に形成されており、これらの両電極の射影像が重複する領域（１サブピクセルの領域に相当する。この領域を、以下、重複領域あるいは電子放出領域と呼ぶ）に、複数の電界放出素子が設けられている。更に、かかる電子放出領域が、カソードパネルＣＰの有効領域（実際の表示部分として機能する領域）内に、通常、２次元マトリックス状に配列されている。
【００６１】
アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体４０とによって囲まれた空間は真空となっている。尚、アノードパネルＡＰ及びカソードパネルＣＰには大気によって圧力が加わる。そして、この圧力によって表示装置が破損しないように、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとの間には、高さが例えば１ｍｍ程度のスペーサ３４が配置されている。
【００６２】
１画素（１ピクセル）は、カソードパネル側のカソード電極１１とゲート電極１３との３つの重複領域に設けられた電界放出素子の一群と、これらの３つの重複領域に対面したアノードパネル側の蛍光体層３１（１つの赤色発光単位蛍光体層３１Ｒ、１つの緑色発光単位蛍光体層３１Ｇ、及び、１つの青色発光単位蛍光体層３１Ｂの集合）とによって構成されている。有効領域には、かかる画素が、例えば数十万〜数百万個ものオーダーにて配列されている。また、１画素（１ピクセル）は３つのサブピクセルから構成され、各サブピクセルは、カソードパネル側のカソード電極１１とゲート電極１３との１つの重複領域に設けられた電界放出素子の一群と、これらの１つの重複領域に対面したアノードパネル側の蛍光体層３１（１つの赤色発光単位蛍光体層３１Ｒ、１つの緑色発光単位蛍光体層３１Ｇ、あるいは、１つの青色発光単位蛍光体層３１Ｂ）によって構成されている。
【００６３】
アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを、電子放出領域と蛍光体層３１とが対向するように配置し、周縁部において枠体４０を介して接合することによって、表示装置を作製することができる。有効領域を包囲し、画素を選択するための周辺回路が形成された無効領域には、真空排気用の貫通孔（図示せず）が設けられており、この貫通孔には真空排気後に封じ切られたチップ管（図示せず）が接続されている。即ち、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体４０とによって囲まれた空間は真空となっている。
【００６４】
カソード電極１１には相対的に負の電圧ＶＣがカソード電極制御回路４１から印加され、ゲート電極１３には相対的に正の電圧ＶＧがゲート電極制御回路４２から印加され、収束電極１５には相対的に負の電圧ＶＦが収束電極制御回路４２から印加され、アノード電極３５にはゲート電極１３よりも更に高い正の電圧ＶＡがアノード電極制御回路４４から印加される。かかる表示装置において表示を行う場合、例えば、カソード電極１１にカソード電極制御回路４１から走査信号を入力し、ゲート電極１３にゲート電極制御回路４２からビデオ信号を入力する。あるいは、これとは逆に、カソード電極１１にカソード電極制御回路４１からビデオ信号を入力し、ゲート電極１３にゲート電極制御回路４２から走査信号を入力してもよい。カソード電極１１とゲート電極１３との間に電圧を印加した際に生ずる電界により、量子トンネル効果に基づき電子放出部１７から電子が放出され、この電子がアノード電極３５に引き付けられ、蛍光体層３１に衝突する。その結果、蛍光体層３１が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。つまり、この表示装置の動作は、基本的に、ゲート電極１３に印加される電圧、及び、カソード電極１１を通じて電子放出部１７に印加される電圧によって制御される。
【００６５】
抵抗体層３６が設けられていない従来の表示装置において、アノード電極３５と収束電極１５との間で放電が生じたときの等価回路を、図２７に示す。
【００６６】
ここで、アノード電極３５には、過電流や放電を防止するための抵抗素子ＲＡを介して正の電圧ＶＡ（１０キロボルト）がアノード電極制御回路４４から印加されているとした。また、収束電極１５は、１キロΩの抵抗素子ＲＦを介して電圧ＶＦ（＝０ボルト）が収束電極制御回路４２から印加されているとした。尚、抵抗素子ＲＡ，ＲＦは、表示装置の外部に配置されている。更には、電界放出素子（より具体的には、収束電極１５）とアノード電極３５との間の静電容量Ｃは７０ｐＦである。更には、放電電流パスに沿った電気抵抗値ＲＤ（具体的には、アルミニウムから成るアノード電極３５及び収束電極１５の電気抵抗値）は０．１Ωである。尚、アノード電極３５の大きさを１３０ｍｍ×１００ｍｍとした。
【００６７】
そして、ＲＡ＝１００キロΩ及びＲＡ＝１キロΩとしたときの放電電流ｉを計算にて求めた結果を図２８及び図２９に示す。尚、計算においては、インダクタンス成分を無視した。図２８及び図２９の比較から、放電電流ｉは、抵抗素子ＲＡ，ＲＦを殆ど流れず、矢印に示すように、アノード電極３５、放電電流パス、収束電極１５、静電容量Ｃから構成された閉じた系を流れ、そして、消滅することが判る。
【００６８】
厚さｔＲ（単位：μｍ）の放電電流制御用の抵抗体層３６の蒸発に必要とされる総計エネルギーＱと、アノード電極と電界放出素子との間に形成される静電容量Ｃに基づき生じたエネルギー［以下、放電エネルギーと呼び、（１／２）Ｃ・ＶＡ２である］との関係、並びに、厚さｔＲ（単位：μｍ）の抵抗体層３６と放電エネルギー（１／２）Ｃ・ＶＡ２との関係について、説明を行う。
【００６９】
放電電流パス中に放電電流制御用の抵抗体層３６を形成したときの放電状態を模式的に図７に示し、図１に示したように、抵抗体層３６が設けられている場合のアノード電極３５と収束電極１５との間で放電が生じたときの等価回路を図８に示す。
【００７０】
例えば、アルミニウムから成るアノード電極３５において、概ね、１サブピクセルに相当する面積の部分が、アノード電極３５と収束電極１５との間での放電によって蒸発しなければ、表示装置の表示機能に致命的な問題は生じないと考えられる。従って、抵抗体層３６においても、概ね、１サブピクセルに相当する面積の部分が、アノード電極３５と収束電極１５との間での放電によって蒸発しなければ、表示装置の表示機能に致命的な問題は生じないと考えられる。
【００７１】
即ち、放電エネルギー（１／２）Ｃ・ＶＡ２［ここで、Ｃは電界放出素子とアノード電極との間の静電容量（単位：Ｆ）であり、ＶＡはアノード電極３５への印加電圧（単位：Ｖ）］が、面積π×ｒＲ２（単位：ｍｍ２）、厚さｔＲ（単位：μｍ）の抵抗体層３６の蒸発に必要とされる総計エネルギーＱを超えなければ、抵抗体層３６に損傷は発生しないと云える。即ち、以下の式（１）を満足していればよい。
【００７２】
Ｑ＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （１）
【００７３】
ここで、抵抗体層３６の蒸発に必要とされる総計エネルギーＱは、抵抗体層３６を構成する材料が、固相から液相を経て蒸発する場合、
2004273376.tif 000007
で表すことができる。
【００７４】
また、抵抗体層３６を構成する材料が、固相から直接蒸発する場合、
2004273376.tif 000008
で表すことができる。
【００７５】
但し、
ｒＲ  ：抵抗体層の蒸発が許容され得る領域の半径（ｍｍ）、あるいは又、抵抗体層が蒸発しても表示装置の表示機能に問題が生じない抵抗体層の大きさ（領域）の半径（ｍｍ）、あるいは又、１サブピクセルに相当する領域に該当する抵抗体層の大きさ（領域）の半径（ｍｍ）
ｄＲ  ：抵抗体層を構成する材料の密度（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃｍ＿Ｓ：固体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
ＴＬ  ：抵抗体層を構成する材料の融点（゜Ｃ）
Ｔｒ  ：室温（゜Ｃ）
ＱＳ＿Ｌ：抵抗体層を構成する材料の溶解熱（Ｊ・ｇ−１）
Ｃｍ＿Ｌ：液体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
ＴＧ  ：抵抗体層を構成する材料の沸点（゜Ｃ）
である。また、抵抗体層３６を構成する材料が、固相から液相を経て蒸発する場合、
ＱＬ＿Ｇ：抵抗体層を構成する材料の気化熱（Ｊ・ｇ−１）
であり、抵抗体層３６を構成する材料が、固相から直接蒸発する場合、
ＱＬ＿Ｇ：抵抗体層を構成する材料の気化熱と溶解熱の和（Ｊ・ｇ−１）
である。
【００７６】
抵抗体層３６をカーボンから構成する場合、カーボンは固相から直接蒸発するので、
ｄＲ  ：      ２．３（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃｍ＿Ｓ：      ６    （Ｊ・ｍｏｌ−１・Ｋ−１）
Ｔｒ  ：    ３０    （゜Ｃ）
ＴＧ  ：３４００    （゜Ｃ）
ＱＬ＿Ｇ：  ３５０    （ｋＪ・ｍｏｌ−１）
である。
【００７７】
従って、カーボンから成る抵抗体層３６の蒸発に必要とされる総計エネルギーＱは、以下の式（５）のとおりとなる。但し、ｒＲ及びｔＲの単位は、それぞれ、ｍｍ及びμｍである。
【００７８】
Ｑ＝７．１０×１０−２×π×ｒＲ２×ｔＲ（Ｊ）    （５）
【００７９】
ここで、Ｃ＝７０ｐＦ、ＶＡ＝１０キロボルトとすれば、式（１）及び式（５）から、以下の式（６）が求まる。
【００８０】
π×ｒＲ２×ｔＲ＞４．９３×１０−２    （６）
【００８１】
更には、π×ｒＲ２＝０．０４ｍｍ２（この面積は、概ね、１サブピクセルに相当する面積である）とすれば、式（６）から、抵抗体層３６の厚さｔＲは、以下の式（７）を満足すればよい。
【００８２】
ｔＲ＞１．２（μｍ）    （７）
【００８３】
また、アノード電極３５を１０個のアノード電極ユニットに分割したとすれば、Ｃ＝７ｐＦであり、抵抗体層３６の厚さｔＲは、ｔＲ＞０．１２（μｍ）を満足すればよい。
【００８４】
更には、式（５）にπ×ｒＲ２＝０．０４ｍｍ２を代入すると、式（１）から以下の式（８）が得られる。
【００８５】
２．８４×１０−３×ｔＲ＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （８）
【００８６】
一方、放電電流制御用の抵抗体層３６をＩＴＯから構成する場合、比較的体積抵抗率の高いＩＴＯは、ＳｎＯ２の含有率が１００％に近いので、その物性値はＳｎＯ２にほぼ等しいとみなすことができる。それ故、ＩＴＯの以下の物性値を、以下のＳｎＯ２の物性値で代用する。尚、ＩＴＯは固相から液相を経て蒸発する。
【００８７】
ｄＲ  ：      ６．４（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃｍ＿Ｓ：    ５３    （Ｊ・ｍｏｌ−１・Ｋ−１）
ＴＬ  ：１１３０    （゜Ｃ）
Ｔｒ  ：    ３０    （゜Ｃ）
ＱＳ＿Ｌ：    ４８    （ｋＪ・ｍｏｌ−１）
Ｃｍ＿Ｌ：    ５３    （Ｊ・ｍｏｌ−１・Ｋ−１）
ＴＧ  ：１８５０    （゜Ｃ）
ＱＬ＿Ｇ：  ３１４    （ｋＪ・ｍｏｌ−１）
【００８８】
従って、ＩＴＯから成る抵抗体層３６の蒸発に必要とされる総計エネルギーＱは、以下の式（９）のとおりとなる。但し、ｒＲ及びｔＲの単位は、それぞれ、ｍｍ及びμｍである。
【００８９】
Ｑ＝１．９４×１０−２×π×ｒＲ２×ｔＲ（Ｊ）    （９）
【００９０】
ここで、Ｃ＝７０ｐＦ、ＶＡ＝１０キロボルトとすれば、式（１）及び式（９）から、以下の式（１０−１）が求まり、アノード電極を１０のアノード電極ユニットに分割し、Ｃ＝７ｐＦ、ＶＡ＝１０キロボルトとすれば、式（１）及び式（９）から、以下の式（１０−２）が求まる。
【００９１】
π×ｒＲ２×ｔＲ＞１．８×１０−１    （１０−１）
π×ｒＲ２×ｔＲ＞１．８×１０−２    （１０−２）
【００９２】
更には、π×ｒＲ２＝０．０４ｍｍ２とすれば、式（１０−１）、式（１０−２）から、抵抗体層３６の厚さｔＲは、以下の式（１１−１）、式（１１−２）を満足すればよい。
【００９３】
ｔＲ＞４．５  （μｍ）    （１１−１）
ｔＲ＞０．４５（μｍ）    （１１−２）
【００９４】
また、式（９）にπ×ｒＲ２＝０．０４ｍｍ２を代入すると、式（１）から以下の式（１２）が得られる。
【００９５】
７．８×１０−４×ｔＲ＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （１２）
【００９６】
以上の結果として、放電電流制御用の抵抗体層３６の厚さのばらつきを考慮すると、式（８）及び式（１２）から、抵抗体層３６の厚さｔＲ（単位：μｍ）は、以下の式（２）を満足すればよいことが判る。
【００９７】
ｔＲ×１０−２＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （２）
【００９８】
尚、式（２）は、放電電流制御用の抵抗体層３６を構成する材料の体積抵抗率に依存せず、ｄＲ，Ｃｍ＿Ｓ，ＴＬ，ＱＳ＿Ｌ，Ｃｍ＿Ｌ，ＴＧ，ＱＬ＿Ｇといった物性値に依存する。
【００９９】
そして、放電電流制御用の抵抗体層３６の厚さｔＲを式（２）のように規定することによって、アノード電極３５と収束電極１５との間で放電が生じた場合であっても、０．０４ｍｍ２を越える面積の抵抗体層３６の領域に損傷が生じることを抑制することができるし、更には、アノード電極３５に損傷が生じることを抑制することもできる。
【０１００】
例えば、アルミニウムから成るアノード電極３５において、π×ｒ０２＝０．０４ｍｍ２の面積（この面積は、先に述べたように、概ね、１サブピクセルに相当する面積である）の部分が、アノード電極３５と収束電極１５との間での放電によって蒸発しなければ、表示装置の表示機能に致命的な問題は生じないと考えられる。
【０１０１】
それ故、以下、このようなアノード電極３５の蒸発を抑制するために要求される抵抗体層３６の電気抵抗値について、説明を行う。尚、収束電極１５についても、同様の説明とすることができる。
【０１０２】
アノード電極３５あるいは収束電極１５において、放電電流ｉによって発生する放電電流エネルギーＥ（ｒ０）は、以下の式から求めることができる。
【０１０３】
即ち、放電点を原点として、半径ｒの所に位置する微小領域（半径方向の幅Δｒ）において発生する放電電流エネルギーΔＥは、以下の式（１３−１）で表すことができる。但し、
ρ０：アノード電極あるいは収束電極の体積抵抗率（Ω・ｍ）
ｓ０：アノード電極あるいは収束電極の厚さ
である。
【０１０４】
2004273376.tif 000009
【０１０５】
そして、半径ｒに関して、（Ｄ／２）からｒ０まで積分すると、以下の式（１３−２）が得られる。ここで、
ｒ０：アノード電極あるいは収束電極が放電によって損傷を受ける領域の半径（μｍ）
Ｄ：放電によって生じたプラズマの直径（μｍ）
である。
【０１０６】
Ｅ（ｒ０）＝ρ０・（２πｓ０）−１・ｌｎ（２ｒ０／Ｄ）・∫ｉ２ｄｔ    （１３−２）
【０１０７】
先に述べたように、例えば、アルミニウムから成るアノード電極３５において、π×ｒ０＝０．０４ｍｍ２の面積（この面積は、概ね、１サブピクセルに相当する面積である）の部分が、アノード電極３５と収束電極１５との間での放電によって蒸発しなければ、表示装置の表示機能に致命的な問題は生じないと考えられる。
【０１０８】
それ故、アルミニウムから成るアノード電極３５において、π×ｒ０＝０．０４ｍｍ２の面積の部分が、アノード電極３５と収束電極１５との間での放電によって蒸発するときのエネルギーを、以下、算出する。尚、算出においては、以下の表１に示す値を基礎とする。尚、アノード電極の厚さを１μｍ（＝ｓ０）と仮定しているが、蛍光体層の上以外の部分においては、アノード電極の厚さがこの程度の厚さとなることが屡々ある。
【０１０９】
［表１］
アノード電極の厚さ  ：１μｍ（＝ｓ０）
溶融面積            ：０．０４ｍｍ２（＝π×ｒ０）
アルミニウムの密度  ：２．７ｇ・ｃｍ−３
アルミニウムの融点  ：６６０゜Ｃ
アルミニウムの沸点  ：２０６０゜Ｃ
アルミニウムの比熱  ：０．２１４ｃａｌ・ｇ−１・Ｋ−１
アルミニウムの溶解熱：９４．６ｃａｌ・ｇ−１
アルミニウムの気化熱：２９３ｋＪ・ｍｏｌ−１＝１０８５０Ｊ・ｇ−１
【０１１０】
溶融するアルミニウムの質量ＭＡｌ（単位：グラム）、室温（３０゜Ｃ）からアルミニウムが融点（６６０゜Ｃ）に達するまでに必要なエネルギーＱＭＥＬＴ（単位：ジュール）、溶融に必要とされるエネルギーＱＬｉｑ（単位：ジュール）、融点（６６０゜Ｃ）から沸点（２０６０゜Ｃ）に達するまでに必要とされるエネルギーＱＢｉｏｌ（単位：ジュール）、気化に必要とされるエネルギーＱＥｖａｐ、蒸発に必要とされる総計エネルギーＱＴｏｔａｌは、以下のとおりである。尚、ＱＢｉｏｌにおけるアルミニウムの比熱を、便宜上、固体状態における比熱としている。
【０１１１】
2004273376.tif 000010
【０１１２】
アノード電極３５と電界放出素子との間での放電時にアノード電極３５において発生するエネルギーの積算値が、上記で例示される総計エネルギーＱＴｏｔａｌの値を越えなければ、アノード電極３５に局所的な蒸発が発生することはないと云える。即ち、アノード電極３５の１サブピクセルに相当する部分が蒸発することはないと云える。尚、アノード電極３５をモリブデン（Ｍｏ）から構成した場合の総計エネルギーＱＴｏｔａｌは、２．７×１０−３（Ｊ）である。
【０１１３】
即ち、総計エネルギーＱＴｏｔａｌとＥ（ｒ０）が、以下の式（１４）の関係を満足すれば、厚さｓ０＝１μｍのアルミニウムから成るアノード電極３５に局所的な蒸発が発生することはないと云える。
【０１１４】
Ｅ（ｒ０）＜ＱＴｏｔａｌ＝１．４１×１０−３    （１４）
【０１１５】
ここで、アノード電極３５を厚さｓ０＝１μｍのアルミニウムから構成する場合、ρ＝２．７×１０−８Ω・ｍであり、放電によって生じたプラズマの半径Ｄは高々数十μｍであるので、式（１４）は具体的には式（１５）で表すことができる。また、π×ｒ０＝０．０４ｍｍ２であるので、ｒ０＝０．１１ｍｍである。
【０１１６】
∫ｉ２ｄｔ＜１．１×１０−１    （１５）
【０１１７】
図８に示した等価回路において、アノード電極３５には、１００キロΩの抵抗素子ＲＡを介して正の電圧ＶＡ（１０キロボルト）がアノード電極制御回路４４から印加されているとした。また、収束電極１５は、１キロΩの抵抗素子ＲＦを介して電圧ＶＦ（＝０ボルト）が収束電極制御回路４２から印加されているとした。尚、抵抗素子ＲＡ，ＲＦは、表示装置の外部に配置されている。更には、電界放出素子（より具体的には、収束電極１５）とアノード電極３５との間の静電容量Ｃは７０ｐＦである。更には、放電電流パスに沿った電気抵抗値ＲＤ（具体的には、アルミニウムから成るアノード電極３５及び収束電極１５の電気抵抗値）は０．１Ωである。尚、アノード電極３５の大きさを１３０ｍｍ×１００ｍｍとした。
【０１１８】
そして、放電電流制御用の抵抗体層３６の電気抵抗値Ｒを０．９Ωとしたときの放電電流を計算にて求めた結果を図９に示す。この図９のグラフから、式（１５）の左辺の放電電流ｉの積分値を求めることができる。
【０１１９】
以下の表２に、放電電流制御用の抵抗体層３６の電気抵抗値Ｒを種々の値としたときの式（１５）の左辺の放電電流ｉの積分値∫ｉ２ｄｔを同様に求めた結果を示す。
【０１２０】
2004273376.tif 000011
【０１２１】
表２の結果から、以下の式（１６）が求まる。
【０１２２】
∫ｉ２ｄｔ＝（ＲＤ＋Ｒ）−１．０２３／２６０    （１６）
【０１２３】
式（１６）から、電気抵抗値（Ｒ＋ＲＤ）の値が０．３６Ωを超えていれば、即ち、放電電流制御用の抵抗体層３６の電気抵抗値Ｒの値が０．２６Ωを超えていれば、アノード電極３５を厚さ１μｍのアルミニウムから構成したときの式（１５）を満足することが判る。ここで、放電電流制御用の抵抗体層３６の電気抵抗値Ｒの値は、放電電流制御用の抵抗体層３６を構成する材料、厚さ（ｔＲ）を適宜選択することで制御することができる。尚、電気抵抗値ＲＤ（具体的には、アルミニウムから成るアノード電極３５及び収束電極１５の電気抵抗値）は、アノード電極３５の中心部とアノード電極３５の周辺部との間の平均電気抵抗値、及び、収束電極１５の中心部と収束電極１５の周辺部との間の平均電気抵抗値の合計値とすればよい。また、放電電流制御用の抵抗体層３６の電気抵抗値Ｒは、抵抗体層３６を許容ダメージの面積（例えば、１サブピクセル分の面積）で切り取った部分の表裏間の電気抵抗値とすればよい。
【０１２４】
また、図９と図２８、図２９の比較から、放電電流制御用の抵抗体層３６を設けることによって、放電電流のピーク値が激減していることが判る。このように、放電電流制御用の抵抗体層３６を設けることによって放電電流のピーク値が０．１倍程度に低下する結果、電界放出素子を構成する部材やアノード電極に損傷が発生することを一層確実に抑制することができる。
【０１２５】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１の変形である。実施の形態２の表示装置の模式的な一部端面図を図１０に示す。尚、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰを分解したときの模式的な部分的斜視図は、基本的には、図２に示したと同様である。
【０１２６】
実施の形態２の表示装置にあっては、カソードパネルＣＰに設けられた電界放出素子は、厚さ１μｍのアルミニウムから成る収束電極１５上に第２の抵抗体層１８Ａが形成されていることを除き、実施の形態１にて説明した電界放出素子と同様の構造を有する。第２の抵抗体層１８Ａは、厚さｔ’Ｒ＝０．２μｍのＩＴＯから構成されている。収束電極１５は、有効領域を覆う１枚のシート状の形状を有する。収束電極１５に設けられた開口部１６Ａは、各冷陰極電界電子放出素子毎に設けられている。
【０１２７】
そして、実施の形態２においては、以下の式（１’）を満足している。ここで、
Ｃ’：収束電極とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
ＶＡ  ：アノード電極への印加電圧（Ｖ）
である。
【０１２８】
Ｑ’＞（１／２）Ｃ’・ＶＡ２    （１’）
【０１２９】
但し、第２の抵抗体層１８Ａを構成する材料が、固相から液相を経て蒸発する場合、
2004273376.tif 000012
である。
【０１３０】
一方第２の抵抗体層１８Ａを構成する材料が、固相から直接蒸発する場合、
2004273376.tif 000013
である。
【０１３１】
ここで、
ｒ’Ｒ  ：第２の抵抗体層の蒸発が許容され得る領域の半径（ｍｍ）、あるいは又、第２の抵抗体層が蒸発しても表示装置の表示機能に問題が生じない第２の抵抗体層の大きさ（領域）の半径（ｍｍ）、あるいは又、１サブピクセルに相当する領域に該当する第２の抵抗体層の大きさ（領域）の半径（ｍｍ）
ｄ’Ｒ  ：第２の抵抗体層を構成する材料の密度（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃ’ｍ＿Ｓ：固体状態における第２の抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
Ｔ’Ｌ  ：第２の抵抗体層を構成する材料の融点（゜Ｃ）
Ｔｒ    ：室温（゜Ｃ）
Ｑ’Ｓ＿Ｌ：第２の抵抗体層を構成する材料の溶解熱（Ｊ・ｇ−１）
Ｃ’ｍ＿Ｌ：液体状態における第２の抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
Ｔ’Ｇ  ：第２の抵抗体層を構成する材料の沸点（゜Ｃ）
である。また、第２の抵抗体層を構成する材料が、固相から液相を経て蒸発する場合、
Ｑ’Ｌ＿Ｇ：第２の抵抗体層を構成する材料の気化熱（Ｊ・ｇ−１）
であり、第２の抵抗体層を構成する材料が、固相から直接蒸発する場合、
Ｑ’Ｌ＿Ｇ：第２の抵抗体層を構成する材料の気化熱と溶解熱の和（Ｊ・ｇ−１）
である。
【０１３２】
あるいは又、以下の式（２’）を満足している。
【０１３３】
ｔ’Ｒ×１０−２＞（１／２）Ｃ’・ＶＡ２    （２’）
【０１３４】
放電電流制御用の第２の抵抗体層１８Ａの電気抵抗値Ｒに関する説明、式（１’）及び式（２’）に関する説明は、実施の形態１における放電電流制御用の抵抗体層３６の電気抵抗値Ｒ、式（１）及び式（２）に関する説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１３５】
（実施の形態３）
実施の形態３は、本発明の第３の態様及び第４の態様に係る表示装置に関する。
【０１３６】
実施の形態３の表示装置の模式的な一部端面図を図１１に示す。尚、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰを分解したときの模式的な部分的斜視図は、基本的には、図２に示したと同様である。
【０１３７】
実施の形態３の表示装置も、カソード電極１１、ゲート電極１３、収束電極１５及び電子放出部１７を有する電界放出素子を複数備えたカソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとがそれらの周縁部で枠体４０を介して接合されて成る。
【０１３８】
アノードパネルは、抵抗体層３６が形成されていないことを除き、実施の形態１にて説明したアノードパネルＡＰと同様の構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【０１３９】
また、カソードパネルＣＰに設けられた電界放出素子は、厚さ１μｍのアルミニウムから成る収束電極１５上に抵抗体層１８が形成されていることを除き、実施の形態１にて説明した電界放出素子と同様の構造を有するので、詳細な説明は省略する。抵抗体層１８は、厚さｔＲ＝０．２μｍのＩＴＯから構成されている。また、収束電極１５は、有効領域を覆う１枚のシート状の形状を有する。収束電極１５に設けられた開口部１６Ａは、各冷陰極電界電子放出素子毎に設けられている。
【０１４０】
そして、実施の形態３においては、以下の式（３）を満足している。
【０１４１】
Ｑ＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （３）
【０１４２】
但し、
2004273376.tif 000014
であり、
Ｃ    ：収束電極とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
ＶＡ  ：アノード電極への印加電圧（Ｖ）
ｒＲ  ：抵抗体層の蒸発が許容され得る領域の半径（ｍｍ）、あるいは又、抵抗体層が蒸発しても表示装置の表示機能に問題が生じない抵抗体層の大きさ（領域）の半径（ｍｍ）、あるいは又、１サブピクセルに相当する領域に該当する抵抗体層の大きさ（領域）の半径（ｍｍ）
ｄＲ  ：抵抗体層を構成する材料の密度（ｇ・ｃｍ−３）
Ｃｍ＿Ｓ：固体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
ＴＬ  ：抵抗体層を構成する材料の融点（゜Ｃ）
Ｔｒ  ：室温（゜Ｃ）
ＱＳ＿Ｌ：抵抗体層を構成する材料の溶解熱（Ｊ・ｇ−１）
Ｃｍ＿Ｌ：液体状態における抵抗体層を構成する材料の比熱（Ｊ・ｇ−１・Ｋ−１）
ＴＧ  ：抵抗体層を構成する材料の沸点（゜Ｃ）
ＱＬ＿Ｇ：抵抗体層を構成する材料の気化熱（Ｊ・ｇ−１）
である。
【０１４３】
あるいは又、以下の式（４）を満足している。
【０１４４】
ｔＲ×１０−２＞（１／２）Ｃ・ＶＡ２    （４）
【０１４５】
ここで、
Ｃ  ：収束電極とアノード電極との間の静電容量（Ｆ）
ＶＡ：アノード電極への印加電圧（Ｖ）
である。
【０１４６】
放電電流制御用の抵抗体層１８の電気抵抗値Ｒに関する説明、式（３）及び式（４）に関する説明は、実施の形態１における放電電流制御用の抵抗体層３６の電気抵抗値Ｒ、式（１）及び式（２）に関する説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１４７】
（実施の形態４）
実施の形態４は、実施の形態１〜実施の形態３の変形である。実施の形態４にあっては、アノード電極は、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）のアノード電極ユニット３５Ａから構成されており、前記Ｃは、電界放出素子（より具体的には、収束電極１５）とアノード電極ユニット３５Ａとの間の静電容量（単位：Ｆ）である。
【０１４８】
アノード電極の模式的な平面図を図１２に示し、図１２の線Ａ−Ａに沿ったアノードパネルＡＰの模式的な一部端面図を図１３の（Ａ）に示し、図１２の線Ｂ−Ｂに沿ったアノードパネルＡＰの模式的な一部端面図を図１３の（Ｂ）に示す。尚、図１２及び図１３においては、抵抗体層３６の図示を省略した。
【０１４９】
アノード電極は、全体として、矩形の有効領域（大きさ：７０ｍｍ×１１０ｍｍ）を覆う形状を有し、アルミニウム薄膜から構成されている。そして、アノード電極は、実施の形態４においては２００個のアノード電極ユニット３５Ａから構成されている。直線状に配列された単位蛍光体層３１の列の総数ｎとＮとの関係は、ｎ＝２０Ｎである。
【０１５０】
アノード電極ユニット３５Ａの大きさは、アノード電極ユニット３５Ａと電界放出素子（より具体的には、収束電極１５）との間に形成される静電容量Ｃに基づき生じたエネルギー（以下、発生エネルギーと呼ぶ）によってアノード電極ユニット３５Ａが局所的に蒸発しない大きさ（より具体的には、この発生エネルギーによってアノード電極ユニット３５Ａの１サブピクセルに相当する部分が蒸発しない大きさ）である。具体的には、アノード電極ユニット３５Ａの外形形状は矩形であり、大きさ（面積ＳＡＵ）を０．３３ｍｍ×１１０ｍｍとした。尚、図１２においては、図面を簡素化するために、４つのアノード電極ユニット３５Ａを図示した。
【０１５１】
Ｎ個のアノード電極ユニット３５Ａのそれぞれは、１本の給電線５０を介してアノード電極制御回路４４に接続されている。給電線５０も、例えばアルミニウム薄膜から構成されている。アノード電極制御回路４４と給電線５０との間には、抵抗素子ＲＡ（図示した例では電気抵抗値１００キロΩ）が配設されている。この抵抗素子ＲＡは、表示装置の外部に配置されている。各アノード電極ユニット３５Ａと給電線５０との間には隙間５１が設けられており、各アノード電極ユニット３５Ａと給電線５０とは、抵抗部材５２を介して接続されている。抵抗部材５２を、アモルファスシリコンから成る抵抗体薄膜から構成した。抵抗部材５２は、アノード電極ユニット３５Ａと給電線５０との間を跨るように、隙間５１の上に形成されている。抵抗部材５２の電気抵抗値（ｒ１）は、約３０キロΩである。
【０１５２】
実施の形態４の表示装置においては、アノード電極ユニット３５Ａと収束電極１５との間の距離をＬ（単位：ｍｍ）、アノード電極ユニット３５Ａの面積をＳＡＵ（単位：ｍｍ２）としたとき、
（ＶＡ／７）２×（ＳＡＵ／Ｌ）≦２２５０
更には、
（ＶＡ／７）２×（ＳＡＵ／Ｌ）≦４５０
を満足している。具体的には、Ｌの値は１．０ｍｍであり、ＳＡＵの値は３６．３ｍｍ２である。
【０１５３】
尚、アノード電極ユニット３５Ａは、基板３０、隔壁３３上及び蛍光体層３１上に形成されているが故に、アノード電極ユニット３５Ａには凹凸が存在し、アノード電極ユニット３５Ａと電界放出素子との間の距離Ｌは一定でない。それ故、アノード電極ユニットと電界放出素子との間の最短距離、即ち、具体的には、隔壁３３上のアノード電極ユニット３５Ａと電界放出素子（より具体的には、収束電極１５）との間の距離をＬとする。
【０１５４】
抵抗体層１８，３６が設けられていない場合の、アノード電極ユニット３５Ａと収束電極１５との間で放電が発生したときの等価回路を図１４に示す。尚、図１４においては、３つのアノード電極ユニットを図示した。アノード電極ユニット３５Ａと収束電極１５との間での放電によって電流ｉが流れるが、このときのアノード電極ユニット３５Ａと収束電極１５の電気抵抗値の合計値ＲＤを０．２Ωとした。また、ＳＡＵの値を９０００ｍｍ２、３０００ｍｍ２、４５０ｍｍ２としたときのアノード電極ユニット３５Ａと収束電極１５とによって形成される静電容量Ｃの値を、それぞれ、６０ｐＦ、２０ｐＦ、３ｐＦとした。更には、ＶＡを７キロボルトとした。ＳＡＵの値を９０００ｍｍ２、３０００ｍｍ２、４５０ｍｍ２としたときの、シミュレーションにて得られたアノード電極ユニット３５Ａを流れる電流Ｉの変化、及び、アノード電極ユニット３５Ａにおける発生エネルギーを、それぞれ、図１５及び図１６に示す。尚、図１５及び図１６において、曲線ＡはＳＡＵの値が９０００ｍｍ２のときの値を示し、曲線ＢはＳＡＵの値が３０００ｍｍ２のときの値を示し、曲線ＣはＳＡＵの値が４５０ｍｍ２のときの値を示す。更には、発生エネルギーの積算値（放電が発生してから１ナノ秒までの積算値である）は、以下の表３のとおりとなった。尚、ＳＡＵの値を２２５０ｍｍ２としたときのアノード電極ユニット３５Ａと収束電極１５とによって形成される静電容量Ｃの値を１５ｐＦとし、ＶＡを７キロボルトとしてシミュレーションを行ったときの発生エネルギーの積算値を、更に、以下の表３に示す。
【０１５５】
2004273376.tif 000015
【０１５６】
アノード電極ユニット３５Ａの面積ＳＡＵが９０００ｍｍ２及び３０００ｍｍ２では、アノード電極ユニット３５Ａと電界放出素子との間での放電時の発生エネルギーの積算値の値が実施の形態１にて説明したＱＴｏｔａｌ（１．４１×１０−３Ｊ）を越えている。一方、アノード電極ユニット３５Ａの面積が２２５０ｍｍ２以下では、アノード電極ユニット３５Ａと電界放出素子との間での放電時の発生エネルギーの積算値の値がＱＴｏｔａｌを越えることはない。従って、アノード電極ユニット３５Ａと電界放出素子との間での放電時の発生エネルギーによって、アノード電極ユニット３５Ａが局所的に（より具体的には、１サブピクセルに相当する大きさに亙って）破損することはない。具体的には、アノード電極ユニット３５Ａと電界放出素子との間での放電に起因してアノード電極ユニット３５Ａが局所的に（より具体的には、１サブピクセルに相当する大きさに亙って）蒸発することはない。
【０１５７】
ところで、一般に、容量ｃのコンデンサに蓄積されるエネルギーは、（１／２）ｃＶ２で表される。コンデンサの対向電極の面積をＳ、電極間の距離をＬとしたとき、コンデンサの容量ｃは、ε（Ｓ／Ｌ）で表される。従って、対向電極の面積がＳＡＵ、アノード電極ユニット３５Ａと電界放出素子との間の距離がＬのとき、以下の式を満足すれば、コンデンサの対向電極に相当するアノード電極ユニット３５Ａに局所的に（より具体的には、１サブピクセルに相当する大きさに亙って）損傷は生じないことになる。
【０１５８】
ε（１／２）（ＳＡＵ／Ｌ）ＶＡ２≦ε（１／２）［２２５０／１］７２
【０１５９】
上式を変形すれば、
（ＶＡ／７）２×（ＳＡＵ／Ｌ）≦２２５０
が得られる。
【０１６０】
（各種の電界放出素子に関して）
以下、各種の電界放出素子及びその製造方法を説明するが、収束電極１５上への抵抗体層１８の形成に関する記載は省略した。抵抗体層１８は、例えば電界放出素子を作製した後、例えば斜めスパッタリング法にて形成することができる。
【０１６１】
実施の形態においては、電界放出素子として、スピント型（円錐形の電子放出部が、開口部１６の底部に位置するカソード電極１１上に設けられた電界放出素子）を説明したが、その他、例えば、扁平型（略平面状の電子放出部が、開口部１６の底部に位置するカソード電極１１上に設けられた電界放出素子）とすることもできる。尚、これらの電界放出素子を、第１の構造を有する電界放出素子と呼ぶ。
【０１６２】
あるいは又、
（ａ）支持体上に設けられた、第１の方向に延びるストライプ状のカソード電極と、
（ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層と、
（ｃ）絶縁層上に設けられ、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるストライプ状のゲート電極と、
（ｄ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された絶縁膜と、
（ｅ）絶縁膜上に形成された収束電極と、
（ｆ）収束電極、絶縁膜、ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部、並びに、
（ｇ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から成り、
開口部の底部に露出したカソード電極の部分が電子放出部に相当し、かかる開口部の底部に露出したカソード電極の部分から電子を放出する構造を有する電界放出素子とすることもできる。
【０１６３】
このような構造を有する電界放出素子として、平坦なカソード電極の表面から電子を放出する平面型電界放出素子を挙げることができる。尚、この電界放出素子を第２の構造を有する電界放出素子と呼ぶ。
【０１６４】
スピント型電界放出素子にあっては、電子放出部を構成する材料として、タングステン、タングステン合金、モリブデン、モリブデン合金、チタン、チタン合金、ニオブ、ニオブ合金、タンタル、タンタル合金、クロム、クロム合金、及び、不純物を含有するシリコン（ポリシリコンやアモルファスシリコン）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料を挙げることができる。スピント型電界放出素子の電子放出部は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法によって形成することができる。
【０１６５】
扁平型電界放出素子にあっては、電子放出部を構成する材料として、カソード電極を構成する材料よりも仕事関数Φの小さい材料から構成することが好ましく、どのような材料を選択するかは、カソード電極を構成する材料の仕事関数、ゲート電極とカソード電極との間の電位差、要求される放出電子電流密度の大きさ等に基づいて決定すればよい。電界放出素子におけるカソード電極を構成する代表的な材料として、タングステン（Φ＝４．５５ｅＶ）、ニオブ（Φ＝４．０２〜４．８７ｅＶ）、モリブデン（Φ＝４．５３〜４．９５ｅＶ）、アルミニウム（Φ＝４．２８ｅＶ）、銅（Φ＝４．６ｅＶ）、タンタル（Φ＝４．３ｅＶ）、クロム（Φ＝４．５ｅＶ）、シリコン（Φ＝４．９ｅＶ）を例示することができる。電子放出部は、これらの材料よりも小さい仕事関数Φを有していることが好ましく、その値は概ね３ｅＶ以下であることが好ましい。かかる材料として、炭素（Φ＜１ｅＶ）、セシウム（Φ＝２．１４ｅＶ）、ＬａＢ６（Φ＝２．６６〜２．７６ｅＶ）、ＢａＯ（Φ＝１．６〜２．７ｅＶ）、ＳｒＯ（Φ＝１．２５〜１．６ｅＶ）、Ｙ２Ｏ３（Φ＝２．０ｅＶ）、ＣａＯ（Φ＝１．６〜１．８６ｅＶ）、ＢａＳ（Φ＝２．０５ｅＶ）、ＴｉＮ（Φ＝２．９２ｅＶ）、ＺｒＮ（Φ＝２．９２ｅＶ）を例示することができる。仕事関数Φが２ｅＶ以下である材料から電子放出部を構成することが、一層好ましい。尚、電子放出部を構成する材料は、必ずしも導電性を備えている必要はない。
【０１６６】
あるいは又、扁平型電界放出素子において、電子放出部を構成する材料として、かかる材料の２次電子利得δがカソード電極を構成する導電性材料の２次電子利得δよりも大きくなるような材料から適宜選択してもよい。即ち、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属；シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体；炭素やダイヤモンド等の無機単体；及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等の化合物の中から、適宜選択することができる。尚、電子放出部を構成する材料は、必ずしも導電性を備えている必要はない。
【０１６７】
扁平型電界放出素子にあっては、特に好ましい電子放出部の構成材料として、炭素、より具体的にはダイヤモンドやグラファイト、カーボン・ナノチューブ構造体を挙げることができる。電子放出部をこれらから構成する場合、５×１０７Ｖ／ｍ以下の電界強度にて、表示装置に必要な放出電子電流密度を得ることができる。また、ダイヤモンドは電気抵抗体であるため、各電子放出部から得られる放出電子電流を均一化することができ、よって、表示装置に組み込まれた場合の輝度ばらつきの抑制が可能となる。更に、これらの材料は、表示装置内の残留ガスのイオンによるスパッタ作用に対して極めて高い耐性を有するので、電界放出素子の長寿命化を図ることができる。
【０１６８】
カーボン・ナノチューブ構造体として、具体的には、カーボン・ナノチューブ及び／又はカーボン・ナノファイバーを挙げることができる。より具体的には、カーボン・ナノチューブから電子放出部を構成してもよいし、カーボン・ナノファイバーから電子放出部を構成してもよいし、カーボン・ナノチューブとカーボン・ナノファイバーの混合物から電子放出部を構成してもよい。カーボン・ナノチューブやカーボン・ナノファイバーは、巨視的には、粉末状であってもよいし、薄膜状であってもよいし、場合によっては、カーボン・ナノチューブ構造体は円錐状の形状を有していてもよい。カーボン・ナノチューブやカーボン・ナノファイバーは、周知のアーク放電法やレーザアブレーション法といったＰＶＤ法、プラズマＣＶＤ法やレーザＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、気相合成法、気相成長法といった各種のＣＶＤ法によって製造、形成することができる。
【０１６９】
扁平型電界放出素子を、バインダー材料にカーボン・ナノチューブ構造体を分散させたものをカソード電極の所望の領域に例えば塗布した後、バインダー材料の焼成あるいは硬化を行う方法（より具体的には、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等の有機系バインダー材料や銀ペースト、水ガラス等の無機系バインダー材料にカーボン・ナノチューブ構造体を分散したものを、カソード電極の所望の領域に例えば塗布した後、溶媒の除去、バインダー材料の焼成・硬化を行う方法）によって製造することもできる。尚、このような方法を、カーボン・ナノチューブ構造体の第１の形成方法と呼ぶ。塗布方法として、スクリーン印刷法を例示することができる。
【０１７０】
あるいは又、扁平型電界放出素子を、カーボン・ナノチューブ構造体が分散された金属化合物溶液をカソード電極上に塗布した後、金属化合物を焼成する方法によって製造することもでき、これによって、金属化合物に由来した金属原子を含むマトリックスにてカーボン・ナノチューブ構造体がカソード電極表面に固定される。尚、このような方法を、カーボン・ナノチューブ構造体の第２の形成方法と呼ぶ。マトリックスは、導電性を有する金属酸化物から成ることが好ましく、より具体的には、酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム−錫、酸化亜鉛、酸化アンチモン、又は、酸化アンチモン−錫から構成することが好ましい。焼成後、各カーボン・ナノチューブ構造体の一部分がマトリックスに埋め込まれている状態を得ることもできるし、各カーボン・ナノチューブ構造体の全体がマトリックスに埋め込まれている状態を得ることもできる。マトリックスの体積抵抗率は、１×１０−９Ω・ｍ乃至５×１０−６Ω・ｍであることが望ましい。
【０１７１】
金属化合物溶液を構成する金属化合物として、例えば、有機金属化合物、有機酸金属化合物、又は、金属塩（例えば、塩化物、硝酸塩、酢酸塩）を挙げることができる。有機酸金属化合物溶液として、有機錫化合物、有機インジウム化合物、有機亜鉛化合物、有機アンチモン化合物を酸（例えば、塩酸、硝酸、あるいは硫酸）に溶解し、これを有機溶媒（例えば、トルエン、酢酸ブチル、イソプロピルアルコール）で希釈したものを挙げることができる。また、有機金属化合物溶液として、有機錫化合物、有機インジウム化合物、有機亜鉛化合物、有機アンチモン化合物を有機溶媒（例えば、トルエン、酢酸ブチル、イソプロピルアルコール）に溶解したものを例示することができる。溶液を１００重量部としたとき、カーボン・ナノチューブ構造体が０．００１〜２０重量部、金属化合物が０．１〜１０重量部、含まれた組成とすることが好ましい。溶液には、分散剤や界面活性剤が含まれていてもよい。また、マトリックスの厚さを増加させるといった観点から、金属化合物溶液に、例えばカーボンブラック等の添加物を添加してもよい。また、場合によっては、有機溶媒の代わりに水を溶媒として用いることもできる。
【０１７２】
カーボン・ナノチューブ構造体が分散された金属化合物溶液をカソード電極上に塗布する方法として、スプレー法、スピンコーティング法、ディッピング法、ダイクォーター法、スクリーン印刷法を例示することができるが、中でもスプレー法を採用することが塗布の容易性といった観点から好ましい。
【０１７３】
カーボン・ナノチューブ構造体が分散された金属化合物溶液をカソード電極上に塗布した後、金属化合物溶液を乾燥させて金属化合物層を形成し、次いで、カソード電極上の金属化合物層の不要部分を除去した後、金属化合物を焼成してもよいし、金属化合物を焼成した後、カソード電極上の不要部分を除去してもよいし、カソード電極の所望の領域上にのみ金属化合物溶液を塗布してもよい。
【０１７４】
金属化合物の焼成温度は、例えば、金属塩が酸化されて導電性を有する金属酸化物となるような温度、あるいは又、有機金属化合物や有機酸金属化合物が分解して、有機金属化合物や有機酸金属化合物に由来した金属原子を含むマトリックス（例えば、導電性を有する金属酸化物）が形成できる温度であればよく、例えば、３００゜Ｃ以上とすることが好ましい。焼成温度の上限は、電界放出素子あるいはカソードパネルの構成要素に熱的な損傷等が発生しない温度とすればよい。
【０１７５】
カーボン・ナノチューブ構造体の第１の形成方法あるいは第２の形成方法にあっては、電子放出部の形成後、電子放出部の表面の一種の活性化処理（洗浄処理）を行うことが、電子放出部からの電子の放出効率の一層の向上といった観点から好ましい。このような処理として、水素ガス、アンモニアガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス、メタンガス、エチレンガス、アセチレンガス、窒素ガス等のガス雰囲気中でのプラズマ処理を挙げることができる。
【０１７６】
カーボン・ナノチューブ構造体の第１の形成方法あるいは第２の形成方法にあっては、電子放出部は、開口部の底部に位置するカソード電極の部分の表面に形成されていればよく、開口部の底部に位置するカソード電極の部分から開口部の底部以外のカソード電極の部分の表面に延在するように形成されていてもよい。また、電子放出部は、開口部の底部に位置するカソード電極の部分の表面の全面に形成されていても、部分的に形成されていてもよい。
【０１７７】
第１の構造あるいは第２の構造を有する電界放出素子においては、電界放出素子の構造に依存するが、ゲート電極及び絶縁層に設けられた１つの開口部内に１つの電子放出部が存在してもよいし、ゲート電極及び絶縁層に設けられた１つの開口部内に複数の電子放出部が存在してもよいし、ゲート電極に複数の開口部を設け、かかる開口部と連通する１つの開口部を絶縁層に設け、絶縁層に設けられた１つの開口部内に１又は複数の電子放出部が存在してもよい。
【０１７８】
ゲート電極及び絶縁層に形成された開口部の平面形状（支持体表面と平行な仮想平面で開口部を切断したときの形状）は、円形、楕円形、矩形、多角形、丸みを帯びた矩形、丸みを帯びた多角形等、任意の形状とすることができる。ゲート電極における開口部の形成は、例えば、等方性エッチング、異方性エッチング、異方性エッチングと等方性エッチングの組合せによって行うことができ、あるいは又、ゲート電極の形成方法に依っては、開口部を直接形成することもできる。絶縁層における開口部の形成も、例えば、等方性エッチング、異方性エッチング、異方性エッチングと等方性エッチングの組合せによって行うことができる。収束電極に設けられた開口部は、各冷陰極電界電子放出素子毎に設けられていてもよいし、各電子放出領域毎（各重複領域毎）に設けられていてもよい。
【０１７９】
第１の構造を有する電界放出素子において、カソード電極と電子放出部との間に抵抗体層を設けてもよい。あるいは又、カソード電極の表面が電子放出部に相当している場合（即ち、第２の構造を有する電界放出素子においては）、カソード電極を導電材料層、抵抗体層、電子放出部に相当する電子放出層の３層構成としてもよい。抵抗体層を設けることによって、電界放出素子の動作安定化、電子放出特性の均一化を図ることができる。抵抗体層を構成する材料として、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）やＳｉＣＮといったカーボン系材料、ＳｉＮ、アモルファスシリコン等の半導体材料、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、酸化タンタル、窒化タンタル等の高融点金属酸化物を例示することができる。抵抗体層の形成方法として、スパッタリング法や、ＣＶＤ法やスクリーン印刷法を例示することができる。電気抵抗値は、概ね１×１０５〜１×１０７Ω、好ましくは数ＭΩとすればよい。
【０１８０】
［スピント型電界放出素子］
スピント型電界放出素子は、基本的には、先に説明したように、
（ａ）支持体１０上に設けられ、第１の方向に延びるストライプ状のカソード電極１１と、
（ｂ）支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２と、
（ｃ）絶縁層１２上に設けられ、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるストライプ状のゲート電極１３と、
（ｄ）ゲート電極１３及び絶縁層１２上に形成された絶縁膜１４と、
（ｅ）絶縁膜１４上に形成された収束電極１５と、
（ｆ）収束電極１５、絶縁膜１４、ゲート電極１３及び絶縁層１２に設けられた開口部１６（収束電極１５及び絶縁膜１４に設けられた開口部１６Ａ、ゲート電極１３に設けられた開口部１６Ｂ、並びに、絶縁層１２に設けられた開口部１６Ｃ）と、
（ｇ）開口部１６の底部に位置するカソード電極１１上に設けられた電子放出部１７、
から成り、
開口部１６の底部に露出した円錐形の電子放出部１７から電子が放出される構造を有する。
【０１８１】
以下、スピント型電界放出素子の製造方法を、カソードパネルを構成する支持体１０等の模式的な一部端面図である図１７の（Ａ）、（Ｂ）及び図１８の（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
【０１８２】
尚、このスピント型電界放出素子は、基本的には、円錐形の電子放出部１７を金属材料の垂直蒸着により形成する方法によって得ることができる。即ち、収束電極１５に設けられた開口部１６Ａに対して蒸着粒子は垂直に入射するが、開口部１６Ａの開口端付近に形成されるオーバーハング状の堆積物による遮蔽効果を利用して、開口部１６の底部に到達する蒸着粒子の量を漸減させ、円錐形の堆積物である電子放出部１７を自己整合的に形成する。ここでは、不要なオーバーハング状の堆積物の除去を容易とするために、収束電極１５上に剥離層１９Ａを予め形成しておく方法について説明する。尚、電界放出素子の製造方法を説明するための図面においては、１つの電界放出素子のみを図示した。
【０１８３】
［工程−Ａ０］
先ず、例えばガラス基板から成る支持体１０の上に、例えばポリシリコンから成るカソード電極用導電材料層をプラズマＣＶＤ法にて成膜した後、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づきカソード電極用導電材料層をパターニングして、ストライプ状のカソード電極１１を形成する。その後、全面にＳｉＯ２から成る絶縁層１２をＣＶＤ法にて形成する。
【０１８４】
［工程−Ａ１］
次に、絶縁層１２上に、ゲート電極用導電材料層（例えば、ＴｉＮ層）をスパッタ法にて成膜し、次いで、ゲート電極用導電材料層をリソグラフィ技術及びドライエッチング技術にてパターニングすることによって、ストライプ状のゲート電極１３を得ることができる。ストライプ状のカソード電極１１は、図面の紙面左右方向に延び、ストライプ状のゲート電極１３は、図面の紙面垂直方向に延びている。
【０１８５】
尚、ゲート電極１３を、真空蒸着法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、電気メッキ法や無電解メッキ法といったメッキ法、スクリーン印刷法、レーザアブレーション法、ゾル−ゲル法、リフトオフ法等の公知の薄膜形成と、必要に応じてエッチング技術との組合せによって形成してもよい。スクリーン印刷法やメッキ法によれば、直接、例えばストライプ状のゲート電極を形成することが可能である。
【０１８６】
［工程−Ａ２］
その後、全面に絶縁膜１４を形成し、更に、絶縁膜１４の上に収束電極１５を形成する。
【０１８７】
［工程−Ａ３］
その後、再びレジスト層を形成し、エッチングによって収束電極１５及び絶縁膜１４に開口部１６Ａを形成し、更に、ゲート電極１３に開口部１６Ｂを形成し、更に、絶縁層に開口部１６Ｃを形成し、開口部１６Ｃの底部にカソード電極１１を露出させた後、レジスト層を除去する。こうして、図１７の（Ａ）に示す構造を得ることができる。
【０１８８】
［工程−Ａ４］
次に、支持体１０を回転させながら収束電極１５上にニッケル（Ｎｉ）を斜め蒸着することにより、剥離層１９Ａを形成する（図１７の（Ｂ）参照）。このとき、支持体１０の法線に対する蒸着粒子の入射角を十分に大きく選択することにより（例えば、入射角６５度〜８５度）、開口部１６Ｃの底部にニッケルを殆ど堆積させることなく、収束電極１５の上に剥離層１９Ａを形成することができる。剥離層１９Ａは、開口部１６Ａの開口端から庇状に張り出しており、これによって開口部１６Ａが実質的に縮径される。
【０１８９】
［工程−Ａ５］
次に、全面に例えば導電材料としてモリブデン（Ｍｏ）を垂直蒸着する（入射角３度〜１０度）。このとき、図１８の（Ａ）に示すように、剥離層１９Ａ上でオーバーハング形状を有する導電材料層１９Ｂが成長するに伴い、開口部１６Ａの実質的な直径が次第に縮小されるので、開口部１６Ｃの底部において堆積に寄与する蒸着粒子は、次第に開口部１６Ｃの中央付近を通過するものに限られるようになる。その結果、開口部１６Ｃの底部には円錐形の堆積物が形成され、この円錐形の堆積物が電子放出部１７となる。
【０１９０】
［工程−Ａ６］
その後、リフトオフ法にて剥離層１９Ａを収束電極１５の表面から剥離し、収束電極１５の上方の導電材料層１９Ｂを除去する。その後、絶縁層１２に設けられた開口部１６Ｃの側壁面を等方的なエッチングによって後退させることが、ゲート電極１３の開口端部を露出させるといった観点から、好ましい。尚、等方的なエッチングは、ケミカルドライエッチングのようにラジカルを主エッチング種として利用するドライエッチング、あるいはエッチング液を利用するウェットエッチングにより行うことができる。エッチング液としては、例えば４９％フッ酸水溶液と純水の１：１００（容積比）混合液を用いることができる。こうして、図１８の（Ｂ）に示す電界放出素子を完成することができる。
【０１９１】
［扁平型電界放出素子（その１）］
扁平型電界放出素子は、基本的には、
（ａ）支持体１０上に設けられ、第１の方向に延びるカソード電極１１と、
（ｂ）支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２と、
（ｃ）絶縁層１２上に設けられ、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極１３と、
（ｄ）ゲート電極１３及び絶縁層１２上に形成された絶縁膜１４と、
（ｅ）絶縁膜１４上に形成された収束電極１５と、
（ｆ）収束電極１５、絶縁膜１４、ゲート電極１３及び絶縁層１２に設けられた開口部１６（収束電極１５及び絶縁膜１４に設けられた開口部１６Ａ、ゲート電極１３に設けられた開口部１６Ｂ、並びに、絶縁層１２に設けられた開口部１６Ｃ）と、
（ｇ）開口部１６の底部に位置するカソード電極１１上に設けられた扁平状の電子放出部１７Ａ、
から成り、
開口部１６の底部に露出した電子放出部１７Ａから電子が放出される構造を有する。
【０１９２】
電子放出部１７Ａは、マトリックス２０、及び、先端部が突出した状態でマトリックス２０中に埋め込まれたカーボン・ナノチューブ構造体（具体的には、カーボン・ナノチューブ２１）から成り、マトリックス２０は、導電性を有する金属酸化物（具体的には、酸化インジウム−錫、ＩＴＯ）から成る。
【０１９３】
以下、電界放出素子の製造方法を、図１９の（Ａ）、（Ｂ）及び図２０の（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
【０１９４】
［工程−Ｂ０］
先ず、例えばガラス基板から成る支持体１０上に、例えばスパッタリング法及びエッチング技術により形成された厚さ約０．２μｍのクロム（Ｃｒ）層から成るストライプ状のカソード電極１１を形成する。
【０１９５】
［工程−Ｂ１］
次に、カーボン・ナノチューブ構造体が分散された有機酸金属化合物から成る金属化合物溶液をカソード電極１１上に、例えばスプレー法にて塗布する。具体的には、以下の表４に例示する金属化合物溶液を用いる。尚、金属化合物溶液中にあっては、有機錫化合物及び有機インジウム化合物は酸（例えば、塩酸、硝酸、あるいは硫酸）に溶解された状態にある。カーボン・ナノチューブはアーク放電法にて製造され、平均直径３０ｎｍ、平均長さ１μｍである。塗布に際しては、支持体１０を７０〜１５０゜Ｃに加熱しておく。塗布雰囲気を大気雰囲気とする。塗布後、５〜３０分間、支持体１０を加熱し、酢酸ブチルを十分に蒸発させる。このように、塗布時、支持体１０を加熱することによって、カソード電極１１の表面に対してカーボン・ナノチューブが水平に近づく方向にセルフレベリングする前に塗布溶液の乾燥が始まる結果、カーボン・ナノチューブが水平にはならない状態でカソード電極１１の表面にカーボン・ナノチューブを配置することができる。即ち、カーボン・ナノチューブの先端部がアノード電極の方向を向くような状態、言い換えれば、カーボン・ナノチューブを、支持体１０の法線方向に近づく方向に配向させることができる。尚、予め、表４に示す組成の金属化合物溶液を調製しておいてもよいし、カーボン・ナノチューブを添加していない金属化合物溶液を調製しておき、塗布前に、カーボン・ナノチューブと金属化合物溶液とを混合してもよい。また、カーボン・ナノチューブの分散性向上のため、金属化合物溶液の調製時、超音波を照射してもよい。
【０１９６】
［表４］
有機錫化合物及び有機インジウム化合物：０．１〜１０重量部
分散剤（ドデシル硫酸ナトリウム）    ：０．１〜５  重量部
カーボン・ナノチューブ              ：０．１〜２０重量部
酢酸ブチル                          ：残余
【０１９７】
尚、有機酸金属化合物溶液として、有機錫化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリックスとして酸化錫が得られ、有機インジウム化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリックスとして酸化インジウムが得られ、有機亜鉛化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリックスとして酸化亜鉛が得られ、有機アンチモン化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリックスとして酸化アンチモンが得られ、有機アンチモン化合物及び有機錫化合物を酸に溶解したもの用いれば、マトリックスとして酸化アンチモン−錫が得られる。また、有機金属化合物溶液として、有機錫化合物を用いれば、マトリックスとして酸化錫が得られ、有機インジウム化合物を用いれば、マトリックスとして酸化インジウムが得られ、有機亜鉛化合物を用いれば、マトリックスとして酸化亜鉛が得られ、有機アンチモン化合物を用いれば、マトリックスとして酸化アンチモンが得られ、有機アンチモン化合物及び有機錫化合物を用いれば、マトリックスとして酸化アンチモン−錫が得られる。あるいは又、金属の塩化物の溶液（例えば、塩化錫、塩化インジウム）を用いてもよい。
【０１９８】
場合によっては、金属化合物溶液を乾燥した後の金属化合物層の表面に著しい凹凸が形成されている場合がある。このような場合には、金属化合物層の上に、支持体を加熱することなく、再び、金属化合物溶液を塗布することが望ましい。
【０１９９】
［工程−Ｂ２］
その後、有機酸金属化合物から成る金属化合物を焼成することによって、有機酸金属化合物に由来した金属原子（具体的には、Ｉｎ及びＳｎ）を含むマトリックス（具体的には、金属酸化物であり、より一層具体的にはＩＴＯ）２０にてカーボン・ナノチューブ２１がカソード電極１１の表面に固定された電子放出部１７Ａを得る。焼成を、大気雰囲気中で、３５０゜Ｃ、２０分の条件にて行う。こうして、得られたマトリックス２０の体積抵抗率は、５×１０−７Ω・ｍであった。有機酸金属化合物を出発物質として用いることにより、焼成温度３５０゜Ｃといった低温においても、ＩＴＯから成るマトリックス２０を形成することができる。尚、有機酸金属化合物溶液の代わりに、有機金属化合物溶液を用いてもよいし、金属の塩化物の溶液（例えば、塩化錫、塩化インジウム）を用いた場合、焼成によって塩化錫、塩化インジウムが酸化されつつ、ＩＴＯから成るマトリックス２０が形成される。
【０２００】
［工程−Ｂ３］
次いで、全面にレジスト層を形成し、カソード電極１１の所望の領域の上方に、例えば直径１０μｍの円形のレジスト層を残す。そして、１０〜６０゜Ｃの塩酸を用いて、１〜３０分間、マトリックス２０をエッチングして、電子放出部の不要部分を除去する。更に、所望の領域以外にカーボン・ナノチューブが未だ存在する場合には、以下の表５に例示する条件の酸素プラズマエッチング処理によってカーボン・ナノチューブをエッチングする。尚、バイアスパワーは０Ｗでもよいが、即ち、直流としてもよいが、バイアスパワーを加えることが望ましい。また、支持体を、例えば８０゜Ｃ程度に加熱してもよい。
【０２０１】
［表５］
使用装置          ：ＲＩＥ装置
導入ガス          ：酸素を含むガス
プラズマ励起パワー：５００Ｗ
バイアスパワー    ：０〜１５０Ｗ
処理時間          ：１０秒以上
【０２０２】
あるいは又、表６に例示する条件のウェットエッチング処理によってカーボン・ナノチューブをエッチングしてもよい。
【０２０３】
［表６］
使用溶液：ＫＭｎＯ４
温度    ：２０〜１２０゜Ｃ
処理時間：１０秒〜２０分
【０２０４】
その後、レジスト層を除去することによって、図１９の（Ａ）に示す構造を得ることができる。尚、直径１０μｍの円形の電子放出部１７Ａを残すことに限定されない。例えば、電子放出部１７Ａをカソード電極１１上に残してもよい。
【０２０５】
尚、［工程−Ｂ１］、［工程−Ｂ３］、［工程−Ｂ２］の順に実行してもよい。
【０２０６】
［工程−Ｂ４］
次に、電子放出部１７Ａ、支持体１０及びカソード電極１１上に絶縁層１２を形成する。具体的には、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料ガスとして使用するＣＶＤ法により、全面に、厚さ約１μｍの絶縁層１２を形成する。
【０２０７】
［工程−Ｂ５］
その後、絶縁層１２上にストライプ状のゲート電極１３を形成し、更に、絶縁層１２及びゲート電極１３上に絶縁膜１４を形成し、絶縁膜１４上に収束電極１５を形成する。次いで、収束電極１５上にマスク層２２を設けた後、収束電極１５及び絶縁膜１４に開口部１６Ａを形成し、更に、ゲート電極１３に開口部１６Ｂを形成し、更に、ゲート電極１３に形成された開口部１６Ｂに連通する開口部１６Ｃを絶縁層１２に形成する（図１９の（Ｂ）参照）。尚、マトリックス２０を金属酸化物、例えばＩＴＯから構成する場合、絶縁層１２をエッチングするとき、マトリックス２０がエッチングされることはない。即ち、絶縁層１２とマトリックス２０とのエッチング選択比はほぼ無限大である。従って、絶縁層１２のエッチングによってカーボン・ナノチューブ２１に損傷が発生することはない。
【０２０８】
［工程−Ｂ６］
次いで、以下の表７に例示する条件にて、マトリックス２０の一部を除去し、マトリックス２０から先端部が突出した状態のカーボン・ナノチューブ２１を得ることが好ましい。こうして、図２０の（Ａ）に示す構造の電子放出部１７Ａを得ることができる。
【０２０９】
［表７］
エッチング溶液：塩酸
エッチング時間：１０秒〜３０秒
エッチング温度：１０〜６０゜Ｃ
【０２１０】
マトリックス２０のエッチングによって一部あるいは全てのカーボン・ナノチューブ２１の表面状態が変化し（例えば、その表面に酸素原子や酸素分子、フッ素原子が吸着し）、電界放出に関して不活性となっている場合がある。それ故、その後、電子放出部１７Ａに対して水素ガス雰囲気中でのプラズマ処理を行うことが好ましく、これによって、電子放出部１７Ａが活性化し、電子放出部１７Ａからの電子の放出効率の一層の向上させることができる。プラズマ処理の条件を、以下の表８に例示する。
【０２１１】
［表８］
使用ガス      ：Ｈ２＝１００ｓｃｃｍ
電源パワー    ：１０００Ｗ
支持体印加電力：５０Ｖ
反応圧力      ：０．１Ｐａ
支持体温度    ：３００゜Ｃ
【０２１２】
その後、カーボン・ナノチューブ２１からガスを放出させるために、加熱処理や各種のプラズマ処理を施してもよいし、カーボン・ナノチューブ２１の表面に意図的に吸着物を吸着させるために吸着させたい物質を含むガスにカーボン・ナノチューブ２１を晒してもよい。また、カーボン・ナノチューブ２１を精製するために、酸素プラズマ処理やフッ素プラズマ処理を行ってもよい。
【０２１３】
［工程−Ｂ７］
その後、絶縁層１２に設けられた開口部１６Ｃの側壁面を等方的なエッチングによって後退させることが、ゲート電極１３の開口端部を露出させるといった観点から、好ましい。次いで、マスク層２２を除去する。こうして、図２０の（Ｂ）に示す電界放出素子を完成することができる。
【０２１４】
尚、［工程−Ｂ５］の後、［工程−Ｂ７］、［工程−Ｂ６］の順に実行してもよい。
【０２１５】
［扁平型電界放出素子（その２）］
扁平型電界放出素子の模式的な一部断面図を、図２１の（Ａ）に示す。この扁平型電界放出素子は、例えばガラスから成る支持体１０上に形成されたカソード電極１１；支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２；絶縁層１２上に形成されたゲート電極１３；ゲート電極１３及び絶縁層１２上に形成された絶縁膜１４；絶縁膜１４上に形成された収束電極１５；収束電極１５、絶縁膜１４、ゲート電極１３及び絶縁層１２に設けられた開口部１６（収束電極１５及び絶縁膜１４に設けられた開口部１６Ａ、ゲート電極１３に設けられた開口部１６Ｂ、並びに、絶縁層１２に設けられた開口部１６Ｃ）；並びに、開口部１６の底部に位置するカソード電極１１の部分の上に設けられた扁平の電子放出部（電子放出層１７Ｂ）から成る。ここで、電子放出層１７Ｂは、図面の紙面垂直方向に延びたストライプ状のカソード電極１１上に形成されている。また、ゲート電極１３は、図面の紙面左右方向に延びている。カソード電極１１及びゲート電極１３はクロムから成る。電子放出層１７Ｂは、具体的には、グラファイト粉末から成る薄層から構成されている。図２１の（Ａ）に示した扁平型電界放出素子においては、カソード電極１１の表面の全域に亙って、電子放出層１７Ｂが形成されているが、このような構造に限定するものではなく、要は、少なくとも開口部１６の底部に電子放出層１７Ｂが設けられていればよい。
【０２１６】
［平面型電界放出素子］
平面型電界放出素子の模式的な一部断面図を、図２１の（Ｂ）に示す。この平面型電界放出素子は、例えばガラスから成る支持体１０上に形成されたストライプ状のカソード電極１１；支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２；絶縁層１２上に形成されたストライプ状のゲート電極１３；ゲート電極１３及び絶縁層１２上に形成された絶縁膜１４；絶縁膜１４上に形成された収束電極１５；収束電極１５、絶縁膜１４、ゲート電極１３及び絶縁層１２に設けられた開口部１６（収束電極１５及び絶縁膜１４に設けられた開口部１６Ａ、ゲート電極１３に設けられた開口部１６Ｂ、並びに、絶縁層１２に設けられた開口部１６Ｃ）から成る。開口部１６の底部にはカソード電極１１が露出している。カソード電極１１は、図面の紙面垂直方向に延び、ゲート電極１３は、図面の紙面左右方向に延びている。カソード電極１１及びゲート電極１３はクロム（Ｃｒ）から成り、絶縁層１２はＳｉＯ２から成る。ここで、開口部１６の底部に露出したカソード電極１１の部分が電子放出部１７Ｃに相当する。
【０２１７】
［アノードパネル及び表示装置の製造方法］
以下、基板等の模式的な一部断面図である図２２の（Ａ）〜（Ｆ）を参照して、アノードパネルＡＰの製造方法を説明する。
【０２１８】
［工程−１００］
先ず、ガラス基板から成る基板３０上に隔壁３３を形成する（図２２の（Ａ）参照）。隔壁３３の平面形状は格子形状（井桁形状）である。具体的には、酸化コバルト等の金属酸化物により黒色に着色した鉛ガラス層を約５０μｍの厚さで形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によって鉛ガラス層を選択的に加工することにより、格子形状（井桁形状）の隔壁３３（例えば図３を参照）を得ることができる。尚、場合によっては、低融点ガラスペーストをスクリーン印刷法にて基板３０上に印刷し、次いで、かかる低融点ガラスペーストを焼成することによって隔壁を形成してもよいし、感光性ポリイミド樹脂層を基板３０の全面に形成した後、かかる感光性ポリイミド樹脂層を露光、現像することによって、隔壁を形成してもよい。１画素における隔壁３３の大きさを、およそ、縦×横×高さが２００μｍ×１００μｍ×５０μｍとした。隔壁の一部は、スペーサ３４を保持するためのスペーサ保持部としても機能する。尚、隔壁３３の形成前に、隔壁３３を形成すべき基板３０の部分の表面にブラックマトリックス（図２２には図示せず）を形成することが、表示画像のコントラスト向上といった観点から好ましい。
【０２１９】
［工程−１１０］
次に、赤色発光蛍光体層３１Ｒを形成するために、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂と水に赤色発光蛍光体粒子を分散させ、更に、重クロム酸アンモニウムを添加した赤色発光蛍光体スラリーを全面に塗布した後、かかる赤色発光蛍光体スラリーを乾燥する。その後、基板３０側から赤色発光蛍光体層３１Ｒを形成すべき赤色発光蛍光体スラリーの部分に紫外線を照射し、赤色発光蛍光体スラリーを露光する。赤色発光蛍光体スラリーは基板３０側から徐々に硬化する。形成される赤色発光蛍光体層３１Ｒの厚さは、赤色発光蛍光体スラリーに対する紫外線の照射量により決定される。ここでは、例えば、赤色発光蛍光体スラリーに対する紫外線の照射時間を調整して、赤色発光蛍光体層３１Ｒの厚さを約８μｍとした。その後、赤色発光蛍光体スラリーを現像することによって、所定の隔壁３３の間に赤色発光蛍光体層３１Ｒを形成することができる（図２２の（Ｂ）参照）。以下、緑色発光蛍光体スラリーに対して同様の処理を行うことによって緑色発光蛍光体層３１Ｇを形成し、更に、青色発光蛍光体スラリーに対して同様の処理を行うことによって青色発光蛍光体層３１Ｂを形成する（図２２の（Ｃ）参照）。尚、蛍光体層３１の表面は、微視的には、複数の蛍光体粒子により凹凸となっている。蛍光体層の形成方法は、以上に説明した方法に限定されず、赤色発光蛍光体スラリー、緑色発光蛍光体スラリー、青色発光蛍光体スラリーを順次塗布した後、各蛍光体スラリーを順次露光、現像して、各蛍光体層を形成してもよいし、スクリーン印刷法等により各蛍光体層を形成してもよい。
【０２２０】
［工程−１２０］
その後、隔壁３３及び蛍光体層３１が形成された基板３０を、処理槽内に満たされた液体（具体的には、水）中に、蛍光体層３１が液面側を向くように浸漬する。尚、処理槽の排出部は閉じておく。そして、液面上に、実質的に平坦な表面を有する中間膜６０を形成する。具体的には、中間膜６０を構成する樹脂（ラッカー）を溶解した有機溶剤を液面に滴下する。即ち、液面上に、中間膜６０を形成するための中間膜材料を展開する。中間膜６０を構成する樹脂（ラッカー）は、広義のワニスの一種で、セルロース誘導体、一般にニトロセルロースを主成分とした配合物を低級脂肪酸エステルのような揮発性溶剤に溶かしたもの、あるいは、他の合成高分子を用いたウレタンラッカー、アクリルラッカーから構成される。続いて、中間膜材料を液面に浮遊させた状態において、例えば２分間程度乾燥させる。これによって、中間膜材料が成膜され、液面上に中間膜６０が平坦に形成される。中間膜６０を形成する際には、例えば、その厚さが約３０ｎｍとなるように中間膜材料の展開量を調整する。
【０２２１】
続いて、処理槽の排出部を開き、処理槽から液体を排出して液面を降下させることにより、液面上に形成されていた中間膜６０が隔壁３３に近づく方向に移動し、中間膜６０が隔壁３３に接触し、最終的に、中間膜６０が蛍光体層３１と接する状態となり、中間膜６０が蛍光体層３１上に残される（図２２の（Ｄ）参照）。
【０２２２】
［工程−１３０］
次に、中間膜６０を乾燥させる。即ち、基板３０を処理槽内から取り出し、基板３０を乾燥炉内に搬入し、所定の温度環境中にて乾燥させる。中間膜６０の乾燥温度は例えば３０°Ｃ〜６０°Ｃの範囲内とすることが好ましく、中間膜６０の乾燥時間は例えば数分〜数十分の範囲内とすることが好ましい。勿論、乾燥温度の高低に伴い、乾燥時間は減増する。
【０２２３】
［工程−１４０］
その後、中間膜６０上にアノード電極３５を形成する。具体的には、蒸着法又はスパッタリング法により、中間膜６０を覆うように、アルミニウム（Ａｌ）やクロム（Ｃｒ）等の導電材料から成るアノード電極３５を形成する（図２２の（Ｅ）参照）。
【０２２４】
［工程−１５０］
次いで、４００゜Ｃ程度で中間膜６０を焼成する（図２２の（Ｆ）参照）。この焼成処理により中間膜６０が燃焼して焼失し、アノード電極３５が蛍光体層３１上及び隔壁３３上に残される。尚、中間膜６０の燃焼により生じたガスは、例えば、アノード電極３５のうち、隔壁３３の形状に沿って折れ曲がっている領域に生じる微細な孔を通じて外部に排出される。この孔は微細なため、アノード電極の構造的な強度や画像表示特性に深刻な影響を及ぼすものではない。
【０２２５】
［工程−１６０］
その後、アノード電極３５上に、例えばＩＴＯから成る抵抗体層３６をスパッタリング法にて形成する。こうして、アノードパネルＡＰを完成することができる。
【０２２６】
［工程−１７０］
電界放出素子が形成されたカソードパネルＣＰを準備する。そして、表示装置の組み立てを行う。具体的には、例えば、アノードパネルＡＰの有効領域に設けられたスペーサ保持部にスペーサ３４を取り付け、蛍光体層３１と電界放出素子とが対向するようにアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを配置し、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰ（より具体的には、基板３０と支持体１０）とを、セラミックスやガラスから作製された高さ約１ｍｍの枠体４０を介して、周縁部において接合する。接合に際しては、枠体４０とアノードパネルＡＰとの接合部位、及び、枠体４０とカソードパネルＣＰとの接合部位にフリットガラスを塗布し、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体４０とを貼り合わせ、予備焼成にてフリットガラスを乾燥した後、約４５０゜Ｃで１０〜３０分の本焼成を行う。その後、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体４０とフリットガラス（図示せず）とによって囲まれた空間を、貫通孔（図示せず）及びチップ管（図示せず）を通じて排気し、空間の圧力が１０−４Ｐａ程度に達した時点でチップ管を加熱溶融により封じ切る。このようにして、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体４０とに囲まれた空間を真空にすることができる。あるいは又、例えば、枠体４０とアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとの貼り合わせを高真空雰囲気中で行ってもよい。あるいは又、表示装置の構造に依っては、枠体無しで、接着層のみによってアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを貼り合わせてもよい。その後、必要な外部回路との配線接続を行い、表示装置を完成させる。
【０２２７】
以上、本発明を、発明の実施の形態に基づき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。発明の実施の形態にて説明したアノードパネルやカソードパネル、表示装置や電界放出素子の構成、構造は例示であり、適宜変更することができるし、アノードパネルやカソードパネル、表示装置や電界放出素子の製造方法も例示であり、適宜変更することができる。更には、アノードパネルやカソードパネルの製造において使用した各種材料も例示であり、適宜変更することができる。表示装置においては、専らカラー表示を例にとり説明したが、単色表示とすることもできる。
【０２２８】
実施の形態１にあっては、収束電極を備えた電界放出素子を説明したが、収束電極を省略することもできる。このような構成の表示装置の模式的な一部端面図を図２３に示す。一般に、このような電界放出素子は、
（ａ）支持体１０上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極１１、
（ｂ）支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２、
（ｃ）絶縁層１２上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極１３、
（ｄ）ゲート電極１３及び絶縁層１２に形成された開口部（ゲート電極１３に設けられた開口部１６Ｂ及び絶縁層１２に設けられた開口部１６Ｃ）、並びに、
（ｅ）開口部１６Ｃの底部に露出した電子放出部１７、
から構成されている。尚、図２３に示す電界放出素子をスピント型電界放出素子としたが、電界放出素子はこれに限定するものではない。
【０２２９】
本発明の冷陰極電界電子放出表示装置として、実施の形態２にて説明したように、
▲１▼本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置と第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の組み合わせ、
▲２▼本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置と第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の組み合わせ、
▲３▼本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置と第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の組み合わせ、
▲４▼本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置と第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の組み合わせ、
とすることもできる。
【０２３０】
電界放出素子においては、専ら１つの開口部に１つの電子放出部が対応する形態を説明したが、電界放出素子の構造に依っては、１つの開口部に複数の電子放出部が対応した形態、あるいは、複数の開口部に１つの電子放出部が対応する形態とすることもできる。あるいは又、ゲート電極に複数の開口部を設け、絶縁層にかかる複数の開口部に連通した複数の開口部を設け、１又は複数の電子放出部を設ける形態とすることもできる。
【０２３１】
実施の形態における電界放出素子においては、専ら、収束電極１５及び絶縁膜１４に設けられた１つの開口部１６Ａにゲート電極１３に設けられた１つの開口部１６Ｂが対応する形態を説明したが、電界放出素子の構造に依っては、収束電極１５及び絶縁膜１４に設けられた１つの開口部１６Ａにゲート電極１３に設けられた複数の開口部１６Ｂが対応した形態とすることができる。即ち、収束電極１５及び絶縁膜１４に設けられた１つの開口部１６Ａは、各電子放出領域毎（各重複領域毎）に設けられている。図２４及び図２５に、このような形態を図示する。尚、図２４は、このような表示装置の模式的な一部端面図である。また、図２５は、収束電極１５、収束電極１５に設けられた開口部１６Ａ、ゲート電極１３に設けられた開口部１６Ｂの配置状態を示す図であり、表示装置を構成する電子放出領域を上から眺めた模式図である。図２５において、収束電極１５の下方に位置するゲート電極１３を点線で表し、カソード電極１１を一点鎖線で示す。尚、電界放出素子として、スピント型電界放出素子を示したが、その他の構成を有する電界放出素子を適用することもできる。
【０２３２】
収束電極は、実施の形態にて説明した方法にて形成するだけでなく、例えば、厚さ数十μｍの４２％Ｎｉ−Ｆｅアロイから成る金属板の両面に、例えばＳｉＯ２から成る絶縁膜を形成した後、各画素に対応した領域にパンチングやエッチングすることによって開口部を形成することで収束電極を作製することもできる。そして、カソードパネル、金属板、アノードパネルを積み重ね、両パネルの外周部に枠体を配置し、加熱処理を施すことによって、金属板の一方の面に形成された絶縁膜と絶縁層１２とを接着させ、金属板の他方の面に形成された絶縁膜とアノードパネルとを接着し、これらの部材を一体化させ、その後、真空封入することで、表示装置を完成させることもできる。
【０２３３】
ゲート電極を、有効領域を１枚のシート状の導電材料（開口部を有する）で被覆した形式のゲート電極とすることもできる。この場合には、かかるゲート電極に正の電圧を印加する。そして、各画素を構成するカソード電極とカソード電極制御回路との間に、例えば、ＴＦＴから成るスイッチング素子を設け、かかるスイッチング素子の作動によって、各画素を構成する電子放出部への印加状態を制御し、画素の発光状態を制御する。
【０２３４】
あるいは又、カソード電極を、有効領域を１枚のシート状の導電材料で被覆した形式のカソード電極とすることもできる。この場合には、かかるカソード電極に電圧を印加する。そして、各画素を構成する電子放出部とゲート電極制御回路との間に、例えば、ＴＦＴから成るスイッチング素子を設け、かかるスイッチング素子の作動によって、各画素を構成するゲート電極への印加状態を制御し、画素の発光状態を制御する。
【０２３５】
【発明の効果】
本発明の表示装置においては、抵抗体層の蒸発に必要とされる総計エネルギーＱと、冷陰極電界電子放出素子あるいは収束電極とアノード電極との間の静電容量Ｃと、アノード電極への印加電圧ＶＡとの関係を規定することによって、あるいは又、抵抗体層の厚さｔＲと、冷陰極電界電子放出素子あるいは収束電極とアノード電極との間の静電容量Ｃと、アノード電極への印加電圧ＶＡとの関係を規定することによって、冷陰極電界電子放出素子あるいは収束電極とアノード電極との間で放電が生じた場合であっても、抵抗体層やアノード電極、冷陰極電界電子放出素子の構成要素に損傷が発生することを確実に抑制することができる。しかも、抵抗体層を設けることによって、放電電流のピーク値の低減を図ることができる。そして、以上の結果として、動作の安定性や信頼性に優れ、長寿命の冷陰極電界電子放出表示装置を得ることができる。
【０２３６】
更には、アノード電極を有効領域のほぼ全面に亙って形成する代わりに、より小さい面積を有するアノード電極ユニットに分割した形式で形成すれば、アノード電極ユニットと冷陰極電界電子放出素子との間の静電容量を減少させ、発生エネルギーを低減することができる。その結果、放電による抵抗体層やアノード電極、冷陰極電界電子放出素子の構成要素における損傷の大きさをより効果的に小さくすることが可能となる。
【０２３７】
また、通常、完成直後の冷陰極電界電子放出表示装置にエージング処理を行っている。このエージング処理は、電子放出領域から徐々に電子を放出させ、電子放出領域の表面を電子が放出し易い状態とする処理である。具体的には、カソード電極、ゲート電極、アノード電極に印加する電圧を徐々に、実際の冷陰極電界電子放出表示装置の動作電圧に近づけていく。このようなエージング処理によって、カソードパネルやアノードパネルを構成する各要素から徐々に残留ガスを放出させることができ、これらの要素から一度に多量の残留ガスが放出されることを防止し得る。このようなエージング処理時、アノード電極と収束電極との間に異常放電が発生し易い。本発明の冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、このエージング処理時におけるアノード電極と収束電極との間での異常放電によって、冷陰極電界電子放出表示装置を構成する要素の損傷発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出表示装置の模式的な一部端面図である。
【図２】図２は、発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出表示装置を構成するカソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰを分解したときの模式的な部分的斜視図である。
【図３】図３は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図である。
【図４】図４は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図である。
【図５】図５は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図である。
【図６】図６は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図である。
【図７】図７は、発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出表示装置における放電電流パス中に抵抗体層を形成したときの放電状態を模式的に示す図である。
【図８】図８は、発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出表示装置におけるアノード電極と収束電極との間で放電が生じたときの等価回路である。
【図９】図９は、図８に示した等価回路において、放電電流制御用の抵抗体層の電気抵抗値Ｒを０．９Ωとしたときの放電電流を計算にて求めた結果を示すグラフである。
【図１０】図１０は、発明の実施の形態２の冷陰極電界電子放出表示装置の模式的な一部端面図である。
【図１１】図１１は、発明の実施の形態３の冷陰極電界電子放出表示装置の模式的な一部端面図である。
【図１２】図１２は、発明の実施の形態４の冷陰極電界電子放出表示装置におけるアノード電極の模式的な平面図である。
【図１３】図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図１２の線Ａ−Ａに沿ったアノードパネルの模式的な一部端面図、及び、図１２の線Ｂ−Ｂに沿ったアノードパネルＡＰの模式的な一部端面図である。
【図１４】図１４は、発明の実施の形態４の冷陰極電界電子放出表示装置において、抵抗体層が設けられていない場合の、アノード電極ユニットと収束電極との間で放電が発生したときの等価回路である。
【図１５】図１５は、発明の実施の形態４の冷陰極電界電子放出表示装置において、アノード電極ユニットの面積ＳＡＵを９０００ｍｍ２，３０００ｍｍ２，４５０ｍｍ２としたときの、異常放電電流ｉの変化のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１６】図１６は、発明の実施の形態４の冷陰極電界電子放出表示装置において、アノード電極ユニットの面積ＳＡＵを９０００ｍｍ２，３０００ｍｍ２，４５０ｍｍ２としたときの、異常放電時の発生エネルギーの積算値のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１７】図１７の（Ａ）及び（Ｂ）は、スピント型冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図１８】図１８の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１７の（Ｂ）に引き続き、スピント型冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図１９】図１９の（Ａ）及び（Ｂ）は、扁平型冷陰極電界電子放出素子（その１）の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部断面図である。
【図２０】図２０の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１９の（Ｂ）に引き続き、扁平型冷陰極電界電子放出素子（その１）の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部断面図である。
【図２１】図２１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、扁平型冷陰極電界電子放出素子（その２）の模式的な一部断面図、及び、平面型冷陰極電界電子放出素子の模式的な一部断面図である。
【図２２】図２２の（Ａ）〜（Ｆ）は、アノードパネルの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部断面図である。
【図２３】図２３は、冷陰極電界電子放出表示装置の変形例の模式的な一部端面図である。
【図２４】図２４は、冷陰極電界電子放出表示装置の別の変形例の模式的な一部端面図である。
【図２５】図２５は、図２４に示した冷陰極電界電子放出表示装置の別の変形例における収束電極、収束電極に設けられた開口部、ゲート電極に設けられた開口部の配置状態を示す図であり、電子放出領域を上から眺めた模式図である。
【図２６】図２６は、特開平９−９０８９８の図２に開示された電界放出素子を模式的な一部端面図である。
【図２７】図２７は、抵抗体層が設けられていない場合の、アノード電極と収束電極との間で放電が生じたときの等価回路である。
【図２８】図２８は、図２７に示した等価回路において、ＲＡ＝１００キロΩとしたときの放電電流を計算にて求めた結果を示すグラフである。
【図２９】図２９は、図２７に示した等価回路において、ＲＡ＝１キロΩとしたときの放電電流を計算にて求めた結果を示すグラフである。
【符号の説明】
ＣＰ・・・カソードパネル、ＡＰ・・・アノードパネル、１０・・・支持体、１１・・・カソード電極、１２・・・絶縁層、１３・・・ゲート電極、１４・・・絶縁膜、１５・・・収束電極、１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ・・・開口部、１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ・・・電子放出部、１８・・・抵抗体層、２０・・・マトリックス、２１・・・カーボン・ナノチューブ、２２・・・マスク層、３０・・・基板、３１，３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ・・・蛍光体層、３２・・・ブラックマトリックス、３３・・・隔壁、３４・・・スペーサ、３５・・・アノード電極、３６・・・抵抗体層、４０・・・枠体、４１・・・カソード電極制御回路、４２・・・ゲート電極制御回路、４３・・・収束電極制御回路、４４・・・アノード電極制御回路、５０・・・給電線、５１・・・隙間、５２・・・抵抗部材、６０・・・中間膜
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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