JPH09258687A - Image forming device and method for preventing change of light emitting characteristic - Google Patents

Image forming device and method for preventing change of light emitting characteristic

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JPH09258687A
JPH09258687A JP6106596A JP6106596A JPH09258687A JP H09258687 A JPH09258687 A JP H09258687A JP 6106596 A JP6106596 A JP 6106596A JP 6106596 A JP6106596 A JP 6106596A JP H09258687 A JPH09258687 A JP H09258687A
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JP
Japan
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electron
emission
image forming
forming apparatus
image
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6106596A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Yamano
明彦 山野
Hidetoshi Suzuki
英俊 鱸
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the change of a light emitting characteristic in an image forming device provided with an electron discharging source in which plural cold cathode type electron discharging elements are arranged. SOLUTION: Quantity Ie of discharge current, accurately speaking, the number of electrons reaching a light emitting body such as phosphor is varied and display brightness is varied by variation of vacuum atmosphere of a display device and secular change of a characteristic itself of an electron discharging element. Then, when an image is displayed on an image forming panel 107, difference in brightness is calculated from quantity of electron discharge Iec predicted in design from its image signal in an operation circuit 110 and Ie actually predicted by an Ie detecting circuit 111. Display brightness is compensated by controlling successively an acceleration voltage applying circuit 109 for each line so that the difference is made zero, and changing energy given by electrons discharged from elements when they reaches a light emitting body.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷陰極型電子放出
素子が複数配置された電子放出源を備えた画像形成装置
に関し、特に発光輝度を長期間にわたって安定に保つ安
定化機構を備えた画像形成装置及びその発光特性の変化
防止方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus provided with an electron emission source in which a plurality of cold cathode type electron emission elements are arranged, and more particularly, an image provided with a stabilizing mechanism for keeping emission luminance stable for a long period of time. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a forming device and a method for preventing change in light emission characteristics thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の2種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、例えば表面伝導型放出素子や、電界放出型
素子(以下、FE型と記す)や、金属/絶縁層/金属型
放出素子(以下、MIM型と記す)等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices, known as a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among them, as the cold cathode element, for example, a surface conduction type emission element, a field emission type element (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type emission element (hereinafter referred to as MIM type), etc. are known. ing.

【0003】表面伝導型放出素子としては、例えば、
M.I.Elinson,RadioEng.Elec
tron Phys.,10,1290,(1965)
や、後述する他の例が知られている。
As the surface conduction type emitting device, for example,
M. I. Elinson, RadioEng. Elec
Tron Phys. , 10, 1290, (1965)
Also, other examples described later are known.

【0004】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるSn
O2 薄膜を用いたものの他に、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer:”Thin Solid Fi
lms”,9,317(1972)]や、In2 O3 /
SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell an
d C.G.Fonstad:”IEEE Tran
s.ED Conf.”,519(1975)]や、カ
ーボン薄膜によるもの[荒木久 他:真空、第26巻、
第1号、22(1983)]等が報告されている。
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. As this surface conduction type emission element, Sn described by Elinson et al.
In addition to those using an O2 thin film, those using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Fi
lms ", 9,317 (1972)] and In2O3 /
According to SnO2 thin film [M. Hartwell an
d C.I. G. FIG. Fonstad: "IEEE Tran
s. ED Conf. , 519 (1975)] and those using carbon thin films [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26,
No. 1, 22 (1983)].

【0005】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例を図16に示す。
FIG. 16 shows a typical example of the device configuration of these surface conduction electron-emitting devices.

【0006】図16は、従来例としての表面伝導型放出
素子の平面図であり、前述のM.Hartwellらに
よるものである。図中、3001は基板で、3004は
スパッタで形成された金属酸化物よりなる導電性薄膜で
ある。導電性薄膜3004は図示のようにH字形の平面
形状に形成されている。該導電性薄膜3004に後述の
通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことによ
り、電子放出部3005が形成される。図中の間隔L
は、0.5〜1[mm],Wは、0.1[mm]で設定
されている。尚、図示の便宜から、電子放出部3005
は導電性薄膜3004の中央に矩形の形状で示したが、
これは模式的なものであり、実際の電子放出部の位置や
形状を忠実に表現しているわけではない。
FIG. 16 is a plan view of a surface conduction electron-emitting device as a conventional example. Hartwell et al. In the figure, 3001 is a substrate, and 3004 is a conductive thin film made of metal oxide formed by sputtering. The conductive thin film 3004 is formed in an H-shaped planar shape as shown. An electron emission portion 3005 is formed by performing an energization process called energization forming described later on the conductive thin film 3004. Interval L in the figure
Is set to 0.5 to 1 [mm], and W is set to 0.1 [mm]. Note that, for convenience of illustration, the electron emission unit 3005
Is shown in a rectangular shape at the center of the conductive thin film 3004,
This is a schematic one, and does not faithfully represent the actual position and shape of the electron emitting portion.

【0007】M.Hartwellらによる素子をはじ
めとして、上述の表面伝導型放出素子においては、電子
放出を行う前に導電性薄膜3004に通電フォーミング
と呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部300
5を形成するのが一般的であった。即ち、通電フォーミ
ングとは、前記導電性薄膜3004の両端に一定の直流
電圧、もしくは、例えば1V/分程度の非常にゆっくり
としたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導
電性薄膜3004を局所的に破壊もしくは変形もしくは
変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部300
5を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは変
形もしくは変質した導電性薄膜3004の一部には、亀
裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜3
004に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近
において電子放出が行われる。
M. In the above-described surface conduction electron-emitting device including the device by Hartwell et al., The electron-emitting portion 300 is formed by performing an energization process called energization forming on the conductive thin film 3004 before the electron emission.
It was common to form 5. That is, the energization forming is performed by applying a constant DC voltage or a DC voltage that is boosted at a very slow rate of, for example, about 1 V / min to both ends of the conductive thin film 3004 to energize the conductive thin film 3004. Of the electron-emitting portion 300 in the electrically high resistance state by locally destroying, deforming, or degrading
5 is to be formed. Note that a crack is generated in a part of the conductive thin film 3004 that is locally broken, deformed, or altered. After the energization forming, the conductive thin film 3
When an appropriate voltage is applied to 004, electrons are emitted near the crack.

【0008】また、FE型の例は、例えば、W.P.D
yke&W.W.Dolan,”Field emis
sion”,Advance in Electron
Physics,8,89(1956)や、あるい
は、 C.A.Spindt,”Physical p
roperties of thin−film fi
eld emissioncathodes with
molybdenium cones”,J.App
l.Phys.,47,5248(1976)等が知ら
れている。
An example of the FE type is disclosed in, for example, W.S. P. D
yke & W. W. Dolan, "Field emis
zone ", Advance in Electron
Physics, 8, 89 (1956) or C.I. A. Spindt, "Physical p
rightsies of thin-film fi
eld emissioncathodes with
molybdenium cones ", J. App.
l. Phys. , 47, 5248 (1976).

【0009】FE型の素子構成の典型的な例を図17に
示す。
FIG. 17 shows a typical example of the FE type element structure.

【0010】図17は、従来例としてのFE型の放出素
子の断面図であり、前述のC.A.Spindtらによ
るものである。
FIG. 17 is a cross-sectional view of an FE type emission element as a conventional example. A. This is due to Spindt et al.

【0011】図中、3010は基板、3011は導電材
料よりなるエミッタ配線、3012はエミッタコーン、
3013は絶縁層、そして3014はゲート電極であ
る。本素子は、エミッタコーン3012とゲート電極3
014の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッ
タコーン3012の先端部より電界放出を起こさせるも
のである。
In the figure, 3010 is a substrate, 3011 is an emitter wire made of a conductive material, 3012 is an emitter cone,
3013 is an insulating layer, and 3014 is a gate electrode. This device comprises an emitter cone 3012 and a gate electrode 3
By applying an appropriate voltage during 014, field emission is caused from the tip of the emitter cone 3012.

【0012】また、FE型の他の素子構成として、図1
7のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ
平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。
As another element structure of the FE type, as shown in FIG.
There is also an example in which the emitter and the gate electrode are arranged on the substrate substantially parallel to the substrate plane, instead of the laminated structure as in 7.

【0013】また、MIM型の例としては、例えば、
C.A.Mead,”Operation of tu
nnel−emission Devices,J.A
ppl.Phys.,32,646(1961)等が知
られている。MIM型の素子構成の典型的な例を図18
に示す。
As an example of the MIM type, for example,
C. A. Mead, “Operation of tu
nnel-emission Devices, J. et al. A
ppl. Phys. , 32,646 (1961) and the like are known. FIG. 18 shows a typical example of the MIM type device configuration.
Shown in

【0014】図18は、従来例としてのMIM型の放出
素子の断面図である。
FIG. 18 is a sectional view of a conventional MIM type emission element.

【0015】図中、3020は基板、3021は金属よ
りなる下電極、3022は厚さ100オングストローム
程度の薄い絶縁層、3023は厚さ80〜300オング
ストローム程度の金属よりなる上電極である。MIM型
においては、上電極3023と下電極3021の間に適
宜の電圧を印加することにより、上電極3023の表面
より電子放出を起こさせるものである。
In the figure, 3020 is a substrate, 3021 is a lower electrode made of metal, 3022 is a thin insulating layer having a thickness of about 100 angstroms, and 3023 is an upper electrode made of metal having a thickness of about 80 to 300 angstroms. In the MIM type, electrons are emitted from the surface of the upper electrode 3023 by applying an appropriate voltage between the upper electrode 3023 and the lower electrode 3021.

【0016】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
ターを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造が
単純であり、微細な素子を作成可能である。また、基板
上に多数の素子を高い密度で配置しても基板の熱溶融等
の問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒーターの
加熱により動作するため応答速度が遅いのとは異なり、
冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利点もあ
る。このため、冷陰極素子を応用するための研究が盛ん
に行われてきている。
The cold cathode device described above can obtain electron emission at a lower temperature than the hot cathode device, and therefore does not require a heater for heating. Therefore, the structure is simpler than that of the hot cathode element, and a fine element can be produced. Further, even if a large number of elements are arranged on the substrate at a high density, problems such as heat melting of the substrate hardly occur. In addition, the response speed is slow because the hot cathode element operates by heating the heater,
In the case of a cold cathode device, there is also an advantage that the response speed is high. Therefore, research for applying the cold cathode device has been actively conducted.

【0017】例えば、表面伝導型放出素子は、冷陰極素
子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であることか
ら、大面積に渡って多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、例えば本出願人による特開昭64−313
32において開示されるように、多数の素子を配列して
駆動するための方法が研究されている。
For example, the surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be formed over a large area because it has a particularly simple structure and is easy to manufacture among cold cathode devices. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Methods for arranging and driving a large number of devices have been investigated, as disclosed at 32.

【0018】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば、画像表示装置、画像記録装置等の画像形成
装置や、荷電ビーム源等が研究されている。
Regarding the application of the surface conduction electron-emitting device, for example, an image forming apparatus such as an image display apparatus and an image recording apparatus, a charged beam source and the like have been studied.

【0019】特に、画像形成装置への応用としては、例
えば本出願人によるUSP5,066,883や特開平
2−257551や特開平4−28137において開示
されているように、表面伝導型放出素子と電子ビームの
照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画像
形成装置が研究されている。表面伝導型放出素子と蛍光
体とを組み合わせた画像形成装置は、従来の他の方式の
画像形成装置よりも優れた特性が期待されている。例え
ば、近年普及してきた液晶表示装置と比較しても、自発
光型であるためバックライトを必要としない点や、視野
角が広い点が優れていると言える。
Particularly, as an application to an image forming apparatus, as disclosed in, for example, USP 5,066,883 by the present applicant, JP-A-2-257551 and JP-A-4-28137, a surface conduction electron-emitting device is used. An image forming apparatus using a combination of a phosphor that emits light when irradiated with an electron beam has been studied. The image forming apparatus in which the surface conduction electron-emitting device and the phosphor are combined is expected to have better characteristics than other conventional image forming apparatuses. For example, compared to a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it can be said that it is excellent in that it is a self-luminous type and does not require a backlight and has a wide viewing angle.

【0020】また、FE型を複数個並べて駆動する方法
は、例えば本出願人によるUSP4,904,895に
開示されている。また、FE型を画像形成装置に応用し
た例として、例えば、R.Meyerらにより報告され
た平板型表示装置が知られている。[R.Meye
r:”Recent Development on
Microtips Display at LET
I”,Tech.Digest of 4th In
t. Vacuum Microele−ctroni
cs Conf.,Nagahama,pp.6〜9
(1991)] また、MIM型を多数個並べて画像形成装置に応用した
例として、例えば本出願人による特開平3−55738
が開示されている。
A method of driving a plurality of FE types arranged side by side is disclosed in, for example, USP 4,904,895 by the present applicant. Further, as an example in which the FE type is applied to an image forming apparatus, for example, R.I. The flat panel display reported by Meyer et al. Is known. [R. Meye
r: "Recent Development on
Microtips Display at LET
I ", Tech. Digest of 4th In
t. Vacuum Microele-troni
cs Conf. , Nagahama, pp .; 6-9
(1991)] Further, as an example in which a large number of MIM types are arranged and applied to an image forming apparatus, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-55738 by the present applicant.
Is disclosed.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上記従来
技術に記載したものをはじめとして、さまざまな材料、
製法、構造の冷陰極素子を試みてきた。更に、多数の冷
陰極素子を配列した電子放出源(以下、マルチ電子ビー
ム源)、ならびにこのマルチ電子ビーム源を応用した画
像形成装置について研究を行ってきた。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have developed various materials, including those described in the above-mentioned prior art.
We have tried cold cathode devices with manufacturing method and structure. Furthermore, research has been conducted on an electron emission source in which a large number of cold cathode elements are arranged (hereinafter referred to as a multi-electron beam source) and an image forming apparatus to which the multi-electron beam source is applied.

【0022】発明者らは、例えば図19に示す電気的な
配線方法によるマルチ電子ビーム源、即ち冷陰極素子を
2次元的に多数個配列し、これらの素子をマトリクス状
に配線したマルチ電子ビーム源を試みてきた。
The inventors of the present invention have, for example, a multi-electron beam source by an electrical wiring method shown in FIG. 19, that is, a multi-electron beam in which a large number of cold cathode elements are arranged two-dimensionally and these elements are wired in a matrix. I have tried the source.

【0023】図19は、従来例としての表面伝導型放出
素子を複数配列したマルチ電子ビーム源を説明する図で
ある。
FIG. 19 is a diagram for explaining a conventional multi-electron beam source in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged.

【0024】図中、4001は冷陰極素子を模式的に示
したものである。4002は行方向配線、4003は列
方向配線である。行方向配線4002及び列方向配線4
003は、実際には有限の電気抵抗を有するものである
が、図においては配線抵抗4004及び4005として
示されている。上述のような配線方法を、単純マトリク
ス配線と呼ぶ。尚、図示の便宜上、6×6のマトリクス
で示しているが、マトリクスの規模はこれに限られるも
のではなく、例えば画像形成装置用のマルチ電子ビーム
源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りるだけの
素子を配列し配線するものである。素子を単純マトリク
ス配線したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子
ビームを出力させるため、行方向配線4002及び列方
向配線4003に適宜の電気信号を印加する。例えば、
マトリクスの中の任意の1行における冷陰極素子を駆動
するには、選択する行の行方向配線4002には選択電
圧Vsを印加し、同時に非選択の行の行方向配線400
2には非選択電圧Vnsを印加する。これと同期して列
方向配線4003に電子ビームを出力するための駆動電
圧Veを印加する。この方法によれば、配線抵抗400
4及び4005による電圧降下を無視すれば、選択する
行における冷陰極素子には、Ve−Vsの電圧が印加さ
れ、また非選択行における冷陰極素子にはVe−Vns
の電圧が印加される。Ve,Vs,Vnsを適宜の大き
さの電圧にすれば、選択する行における冷陰極素子だけ
から所望の強度の電子ビームが出力されるはずであり、
また列方向配線の各々に異なる駆動電圧Veを印加すれ
ば、選択する行における素子の各々から異なる強度の電
子ビームが出力されるはずである。また、駆動電圧Ve
を印加する時間の長さを変えれば、電子ビームが出力さ
れる時間の長さも変えることができるはずである。従っ
て、冷陰極素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビ
ーム源はいろいろな応用可能性があり、たとえば画像情
報に応じた電気信号を適宜印加すれば、画像形成装置用
の電子源として好適に用いることができる。上述した平
板形の表示装置をはじめとして、電子放出素子を応用し
た各種画象形成装置においては、高品位、高精細な画像
や大画面が望まれるのは当然であり、その性能が長期間
にわたって継続する必要がある。この表示方法は、電子
を用いて発光現象を起こさせるため、雰囲気を低圧(真
空)に保持し、且つその雰囲気を長期間にわたって一定
に保つ必要がある。
In the drawing, 4001 schematically shows a cold cathode device. Reference numeral 4002 is a row-direction wiring, and 4003 is a column-direction wiring. Row direction wiring 4002 and column direction wiring 4
003 actually has a finite electrical resistance, but is shown as wiring resistances 4004 and 4005 in the figure. The above-described wiring method is called simple matrix wiring. Although a 6 × 6 matrix is shown for convenience of illustration, the scale of the matrix is not limited to this. For example, in the case of a multi-electron beam source for an image forming apparatus, desired image display is performed. This is to arrange and wire the elements that are sufficient. In a multi-electron beam source in which elements are arranged in a simple matrix, appropriate electric signals are applied to the row-direction wiring 4002 and the column-direction wiring 4003 in order to output a desired electron beam. For example,
To drive the cold cathode device in any one row in the matrix, the selection voltage Vs is applied to the row-direction wiring 4002 of the selected row, and at the same time, the row-direction wiring 400 of the non-selected row.
2, a non-selection voltage Vns is applied. In synchronization with this, a drive voltage Ve for outputting an electron beam is applied to the column wiring 4003. According to this method, the wiring resistance 400
Ignoring the voltage drops caused by Nos. 4 and 4005, the voltage of Ve-Vs is applied to the cold cathode element in the selected row, and Ve-Vns is applied to the cold cathode element in the non-selected row.
Is applied. If Ve, Vs, and Vns are set to appropriate voltages, an electron beam with a desired intensity should be output only from the cold cathode element in the selected row.
Further, if different driving voltages Ve are applied to the respective column-direction wirings, electron beams of different intensities should be outputted from the respective elements in the selected row. In addition, the drive voltage Ve
It should be possible to change the length of time for which the electron beam is output by changing the length of time for which is applied. Therefore, the multi-electron beam source in which the cold cathode elements are wired in a simple matrix has various applications. For example, if an electric signal according to image information is appropriately applied, it can be suitably used as an electron source for an image forming apparatus. it can. In various image forming devices that apply electron-emitting devices, including the flat-panel display device described above, it is natural that high-quality, high-definition images and large screens are desired, and their performance is long-term. Need to continue. Since this display method causes a light emission phenomenon using electrons, it is necessary to maintain the atmosphere at a low pressure (vacuum) and keep the atmosphere constant for a long period of time.

【0025】しかしながら、上記従来例で説明した冷陰
極素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源に
おいて、ガス組成の変化等により前記の雰囲気に変化が
生じるた場合、電子の放出特性、正確には蛍光体等の発
光体に到達する電子の数が変動し、結果として輝度が不
安定となって表示品位が低下してしまう。そのため雰囲
気を長期間にわたって一定に保持するためには、非常に
高度な製造技術が必要とされ、製品コストの低減が困難
であるという問題が生じていた。
However, in the multi-electron beam source in which the cold cathode elements described in the above-mentioned conventional example are wired in a simple matrix, when the atmosphere changes due to a change in gas composition or the like, electron emission characteristics, to be exact, fluorescence. The number of electrons that reach the light-emitting body such as the body fluctuates, resulting in unstable brightness and poor display quality. Therefore, in order to keep the atmosphere constant for a long period of time, a very advanced manufacturing technique is required, and there has been a problem that it is difficult to reduce the product cost.

【0026】そこで本発明は、冷陰極型電子放出素子が
複数配置された電子放出源を備えた画像形成装置であっ
て、発光特性の変化を防止することができる画像形成装
置及びその発光特性の変化防止方法の提供を目的とす
る。
Therefore, the present invention is an image forming apparatus provided with an electron emission source in which a plurality of cold cathode type electron emitting elements are arranged, and an image forming apparatus capable of preventing a change in light emission characteristic and its light emission characteristic. The purpose is to provide a change prevention method.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】前述の目的達成のため、
本発明の画像形成装置は以下の特徴を備える。
In order to achieve the above-mentioned object,
The image forming apparatus of the present invention has the following features.

【0028】即ち、冷陰極型の電子放出素子を行列状に
複数配置した電子放出源と、 前記電子放出素子のう
ち、1走査分の映像信号にあたる電子放出素子だけを選
択し、前記電子放出素子が接続された行方向配線と列方
向配線とを介して駆動する駆動手段と、前記駆動手段に
より駆動された電子放出素子が放出する電子を加速する
加速手段と、前記加速手段により加速された電子により
蛍光面を発光させる発光手段とを備えた画像形成装置に
おいて、更に、前記電子放出素子が放出する電子の量
を、放出電流値として計測する計測手段と、前記1走査
分の映像信号に基づいて、理論放出電流値を算出し、そ
の理論放出電流値と前記放出電流値とを一致させるべ
く、前記駆動手段及び/または前記加速手段の出力を補
正する補正演算手段と、を備えたことを特徴とする。こ
れにより、通常の画像表示動作を行ないつつ、リアルタ
イムで輝度補正を行う。
That is, only the electron emission source in which a plurality of cold cathode type electron emission elements are arranged in a matrix and the electron emission element corresponding to a video signal for one scan are selected from the electron emission elements, and the electron emission element is selected. Driving means for driving via row and column wirings connected to each other, accelerating means for accelerating electrons emitted by the electron-emitting device driven by the driving means, and electrons accelerated by the accelerating means. In the image forming apparatus including a light emitting unit that emits light from the phosphor screen, a measuring unit that measures the amount of electrons emitted by the electron-emitting device as an emission current value, and based on the video signal for one scan. And a correction calculation unit that corrects the output of the drive unit and / or the acceleration unit so as to match the theoretical emission current value with the emission current value. It is characterized by having. As a result, the brightness is corrected in real time while performing the normal image display operation.

【0029】具体的に、前記1走査分の映像信号は、前
記行方向配線1本分の映像信号であることを特徴とす
る。これにより、通常の画像表示動作に使用されている
信号を用い、補正回路の構造を単純化する。
Specifically, the video signal for one scan is a video signal for one row-direction wiring. Thereby, the structure of the correction circuit is simplified by using the signal used for the normal image display operation.

【0030】また好ましくは、前記駆動手段は、前記映
像信号の強度に応じたパルス幅を有する駆動パルス、或
は前記映像信号の強度に応じた電圧を有し、且つ個々の
パルスが所定の幅を有する駆動パルスを生成することを
特徴とする。これにより、電子の放出量または電子が蛍
光面に到達する際に持つエネルギーを制御する。
Further preferably, the drive means has a drive pulse having a pulse width corresponding to the intensity of the video signal, or a voltage corresponding to the intensity of the video signal, and each pulse has a predetermined width. Is generated. This controls the amount of electrons emitted or the energy that the electrons have when reaching the phosphor screen.

【0031】更に前記補正演算手段は、前記発光手段が
形成する画像の輝度を前記放出電流と線形な発光特性で
表示する場合には、前記放出電流量を係数倍して前記理
論放出電流値を算出する。或は前記画像形成装置が前記
映像信号をガンマ変換する場合には、そのガンマ曲線に
応じて前記理論放出電流値を算出することを特徴とす
る。
Further, when the luminance of the image formed by the light emitting means is displayed by a light emission characteristic that is linear with the emission current, the correction calculation means multiplies the emission current amount by a coefficient to obtain the theoretical emission current value. calculate. Alternatively, when the image forming apparatus gamma-converts the video signal, the theoretical emission current value is calculated according to the gamma curve.

【0032】更に好ましくは、前記発光手段は、前記電
子放出素子が放出する電子を平板上の電極を介して複数
の蛍光体を有する前記蛍光面に照射することにより画像
を形成することを特徴とする。また、前述の目的達成の
ため、本発明の画像形成装置における発光特性の変化防
止方法は以下の特徴を備える。
More preferably, the light emitting means forms an image by irradiating the phosphor screen having a plurality of phosphors with electrons emitted from the electron-emitting device via electrodes on a flat plate. To do. In order to achieve the above-mentioned object, the method for preventing change in light emission characteristics of the image forming apparatus of the present invention has the following features.

【0033】即ち、冷陰極型の電子放出素子を行列状に
複数配置した電子放出源を形成し、前記電子放出素子の
うち、1走査分の映像信号にあたる電子放出素子だけを
選択し、前記電子放出素子が接続された行方向配線と列
方向配線とを介して駆動する駆動工程と、電子放出素子
が放出する電子を加速する加速工程と、前記加速工程で
加速された電子により蛍光面を発光させることにより画
像を形成する画像形成装置における発光特性の変化防止
方法であって、更に、前記電子放出素子が放出する電子
の量を、放出電流値として計測し、前記1走査分の映像
信号に基づいて理論放出電流値を算出し、その理論放出
電流値と前記放出電流値とを略一致させるべく、前記駆
動工程及び/または前記加速工程の出力を補正する補正
演算工程と、を備えたことを特徴とする。これにより、
通常の画像表示動作を行ないつつ、リアルタイムで輝度
補正を行う。
That is, an electron emission source is formed by arranging a plurality of cold cathode type electron emission elements in a matrix, and only the electron emission elements corresponding to a video signal for one scan are selected from the electron emission elements, and the electron emission elements are selected. A driving process of driving through the row-direction wiring and the column-direction wiring to which the emitting devices are connected, an accelerating process of accelerating the electrons emitted by the electron-emitting devices, and a phosphor screen emitting light by the electrons accelerated in the accelerating process. A method for preventing a change in light emission characteristics in an image forming apparatus for forming an image by further comprising: measuring the amount of electrons emitted by the electron-emitting device as an emission current value to obtain a video signal for one scan. And a correction calculation step of correcting the output of the driving step and / or the accelerating step so that the theoretical emission current value is calculated based on the theoretical emission current value and the emission current value is substantially equal to the theoretical emission current value. Characterized in that was. This allows
Brightness correction is performed in real time while performing normal image display operation.

【0034】具体的に前記1走査分の映像信号は、前記
行方向配線1本分の映像信号であることを特徴とする。
これにより、通常の画像表示動作に使用されている信号
を用い、補正回路の構造を単純化する。
Specifically, the video signal for one scan is a video signal for one row-direction wiring.
Thereby, the structure of the correction circuit is simplified by using the signal used for the normal image display operation.

【0035】また、前記駆動工程において、前記映像信
号の強度に応じたパルス幅を有する駆動パルス、或は前
記映像信号の強度に応じた電圧を有し、且つ個々のパル
スが所定の幅を有する駆動パルスを生成することを特徴
とする。これにより、電子の放出量または電子が蛍光面
に到達する際に持つエネルギーを制御する。
In the driving step, a driving pulse having a pulse width corresponding to the intensity of the video signal or a voltage corresponding to the intensity of the video signal is provided, and each pulse has a predetermined width. It is characterized in that a drive pulse is generated. This controls the amount of electrons emitted or the energy that the electrons have when reaching the phosphor screen.

【0036】更に好ましくは、前記蛍光面に形成する画
像の輝度を前記放出電流と線形な発光特性で表示する場
合、前記補正演算工程において前記放出電流量を係数倍
して前記理論放出電流値を算出する。或は前記映像信号
をガンマ変換する場合、そのガンマ曲線に応じて前記補
正演算工程において前記理論放出電流値を算出すること
を特徴とする。
More preferably, when the brightness of the image formed on the phosphor screen is displayed by a light emission characteristic which is linear with the emission current, the theoretical emission current value is multiplied by a factor of the emission current amount in the correction calculation step. calculate. Alternatively, when the video signal is gamma converted, the theoretical emission current value is calculated in the correction calculation step according to the gamma curve.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。尚、本発明に好適な電子放出
素子の構造、製法、特性、及び画像形成装置の表示パネ
ル構造、製法等については、便宜上、実施形態について
説明した後で詳しく述べる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. For the sake of convenience, the structure, manufacturing method, and characteristics of the electron-emitting device, the display panel structure of the image forming apparatus, the manufacturing method, and the like, which are suitable for the present invention, will be described in detail later.

【0038】[第1の実施形態]第1の実施形態におけ
る画像形成装置の駆動回路について図1を参照して説明
する。
[First Embodiment] A drive circuit of an image forming apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

【0039】図1は、本発明の第1の実施形態としての
画像形成装置の駆動回路のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a drive circuit of an image forming apparatus as a first embodiment of the present invention.

【0040】図中、通常の画像形成動作は、まず外部の
装置から入力されたコンポジット映像信号を、デコーダ
101により3原色(赤、緑、青)の輝度信号(R,
G,B)及び水平、垂直同期信号(HSYNC,VSY
NC)に分離する。タイミング発生回路102は、前記
のHSYNC,VSYNC信号に同期した各種タイミン
グ信号を発生させる。一方、R,G,B輝度信号は、サ
ンブルホールド(S/H)回路103において所定のタ
イミングでサンプリングされ、また保持される。また、
この保持された信号は、信号配列変換回路104におい
て画像形成パネル107が有する各蛍光体(後述の電子
放出素子及び表示パネル構造、製法参照)の配列に対応
した順番のシリアル信号に変換される。次に、このシリ
アル信号を、CCD等を用いたアナログ信号をシリアル
・パラレル変換するシリアル・パラレル変換回路(S/
P)変換回路105において1行毎、即ち画像形成パネ
ル107における水平方向の行方向配線毎のパラレル映
像信号に変換する。1行毎のパラレル映像信号は、パル
ス幅変調回路(PWM)106においてその各映像信号
の強度に応じたパルス幅を持つドライブパルスに変換さ
れる。前記のドライブパルスが供給された画像形成パネ
ル107では、走査回路108が選択した行に接続され
ている放出素子だけが、供給されたドライブパルスに含
まれる各パルスの幅に応じた期間だけ電子を放出する。
これらの電子は、加速電圧印加回路109の出力電圧に
よって加速され、フェースプレート(後述の電子放出素
子及び表示パネル構造、製法参照)上の同じ位置に照射
されるため、その位置の蛍光体が発光する。走査回路1
08は、選択する行を順次走査することにより2次元画
像が形成される。
In the normal image forming operation shown in the figure, first, a decoder 101 inputs a luminance signal (R, R, R) of three primary colors (red, green and blue) to a composite video signal input from an external device.
G, B) and horizontal and vertical sync signals (HSYNC, VSY)
NC). The timing generation circuit 102 generates various timing signals in synchronization with the HSYNC and VSYNC signals. On the other hand, the R, G, B luminance signals are sampled and held at a predetermined timing in the sample hold (S / H) circuit 103. Also,
The held signal is converted into a serial signal in the signal array conversion circuit 104 in the order corresponding to the array of each phosphor (see the electron-emitting device and display panel structure described later, manufacturing method) of the image forming panel 107. Next, a serial / parallel conversion circuit (S / S) for converting this serial signal into an analog signal using a CCD or the like is converted into a parallel signal.
P) The conversion circuit 105 converts into a parallel video signal for each row, that is, for each horizontal row-direction wiring in the image forming panel 107. The parallel video signal for each row is converted into a drive pulse having a pulse width according to the intensity of each video signal in the pulse width modulation circuit (PWM) 106. In the image forming panel 107 supplied with the drive pulse, only the emission element connected to the row selected by the scanning circuit 108 emits electrons for a period corresponding to the width of each pulse included in the supplied drive pulse. discharge.
These electrons are accelerated by the output voltage of the accelerating voltage application circuit 109 and are irradiated to the same position on the face plate (see electron-emitting device and display panel structure described later, manufacturing method), so that the phosphor at that position emits light. To do. Scanning circuit 1
In 08, a two-dimensional image is formed by sequentially scanning selected rows.

【0041】そして、輝度を補正するための演算を行う
演算回路110では、信号配列変換回路104から出力
されたシリアル映像信号の1行分の総和信号を算出し、
その信号に基づいてその時得られるべき設計上の放出電
流値Iecを算出する。一方、画像形成パネル107が
有する放出素子の電子ビーム出力を測定するための回路
である放出電流(Ie)検出回路111により、放出素
子から出力される実際の放出電流値が得られる。この設
計上の放出電流値Iecと実際の放出電流Ieとの差
(ΔIe)は、放出電流値の変動による輝度変化の割合
に応じて変化するので、その差(変化分)ΔIeがゼロ
となるように加速電圧印加回路109の出力電圧を調整
する。これにより放出素子1行毎に、発光輝度の補正が
リアルタイムで行えるようになるため、各放出素子から
蛍光面に対して出力される電子ビームが不安定なとき
も、得られる発光輝度は安定なものとなり、高い表示品
位が得られるようになる。尚、上記の説明はPWMの場
合であるが、電圧変調を用いてもよい。その場合、10
6のドライブ回路は、入力される映像信号の強度に応じ
た電圧パルス(但し、各パルスは所定の幅)を生成す
る。
Then, the arithmetic circuit 110 for performing the arithmetic operation for correcting the luminance calculates the sum total signal for one row of the serial video signals output from the signal arrangement conversion circuit 104,
Based on the signal, the design emission current value Iec to be obtained at that time is calculated. On the other hand, the emission current (Ie) detection circuit 111, which is a circuit for measuring the electron beam output of the emission element of the image forming panel 107, obtains the actual emission current value output from the emission element. The difference (ΔIe) between the designed emission current value Iec and the actual emission current Ie changes according to the rate of change in luminance due to the change in the emission current value, so the difference (change amount) ΔIe becomes zero. Thus, the output voltage of the acceleration voltage applying circuit 109 is adjusted. As a result, since the emission brightness can be corrected in real time for each row of the emitting elements, the obtained emission brightness is stable even when the electron beam output from each emitting element to the phosphor screen is unstable. As a result, high display quality can be obtained. Although the above description is for PWM, voltage modulation may be used. In that case, 10
The drive circuit 6 generates a voltage pulse (however, each pulse has a predetermined width) according to the intensity of the input video signal.

【0042】[第2の実施形態]第1の実施形態では、
放出電流値の変動による発光輝度の変化を、放出される
電子の加速電圧を制御することにより補正し、安定化さ
せた。その場合、放出される電子の持つエネルギーを変
化させたわけであるが、第2の実施形態では、各放出素
子への駆動電圧を制御することにより、電子の放出量を
変化させて輝度を安定化する。第2の実施形態の画像形
成装置の駆動回路について図2を参照して説明する。
[Second Embodiment] In the first embodiment,
The change in emission luminance due to the change in emission current value was corrected and stabilized by controlling the acceleration voltage of emitted electrons. In that case, the energy of the emitted electrons is changed, but in the second embodiment, by controlling the drive voltage to each emission element, the emission amount of electrons is changed to stabilize the brightness. To do. A drive circuit of the image forming apparatus of the second embodiment will be described with reference to FIG.

【0043】図2は、本発明の第2の実施形態としての
画像形成装置の駆動回路のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a drive circuit of an image forming apparatus as a second embodiment of the present invention.

【0044】図中、通常の画像形成動作は、まず外部の
装置から入力されたコンポジット映像信号を、デコーダ
201により3原色(赤、緑、青)の輝度信号(R,
G,B)及び水平、垂直同期信号(HSYNC,VSY
NC)に分離する。タイミング発生回路202は、前記
のHSYNC,VSYNC信号に同期した各種タイミン
グ信号を発生させる。一方、R,G,B輝度信号は、サ
ンブルホールド(S/H)回路203において所定のタ
イミングでサンプリングされ、また保持される。また、
この保持された信号は、信号配列変換回路204におい
て画像形成パネル207が有する各蛍光体(後述の電子
放出素子及び表示パネル構造、製法参照)の配列に対応
した順番のシリアル信号に変換される。次に、このシリ
アル信号を、CCD等を用いたアナログ信号をシリアル
・パラレル変換するシリアル・パラレル変換回路(S/
P)変換回路205において1行毎、即ち画像形成パネ
ル207における水平方向の行方向配線毎のパラレル映
像信号に変換する。1行毎のパラレル映像信号は、パル
ス幅変調回路(PWM)206においてその各映像信号
の強度に応じたパルス幅を持つドライブパルスに変換さ
れる。前記のドライブパルスが供給された画像形成パネ
ル207では、走査回路208が選択した行に接続され
ている放出素子だけが、供給されたドライブパルスに含
まれる各パルスの幅に応じた期間だけ電子を放出する。
これらの電子は、加速電圧印加回路209の出力電圧に
よって加速され、フェースプレート(後述の電子放出素
子及び表示パネル構造、製法参照)上の同じ位置に照射
されるため、その位置の蛍光体が発光する。走査回路2
08は、選択する行を順次走査することにより2次元画
像が形成される。
In a normal image forming operation in the figure, first, a decoder 201 inputs a luminance signal (R, R) of three primary colors (red, green, blue) to a composite video signal input from an external device.
G, B) and horizontal and vertical sync signals (HSYNC, VSY)
NC). The timing generation circuit 202 generates various timing signals in synchronization with the HSYNC and VSYNC signals. On the other hand, the R, G, B luminance signals are sampled and held at a predetermined timing in a sample hold (S / H) circuit 203. Also,
The held signal is converted into a serial signal in the signal array conversion circuit 204 in the order corresponding to the array of each phosphor (see the electron-emitting device and the display panel structure described later, the manufacturing method) of the image forming panel 207. Next, a serial / parallel conversion circuit (S / S) for converting this serial signal into an analog signal using a CCD or the like is converted into a parallel signal.
P) The conversion circuit 205 converts into a parallel video signal for each row, that is, for each horizontal row-direction wiring in the image forming panel 207. The parallel video signal for each row is converted into a drive pulse having a pulse width corresponding to the intensity of each video signal in a pulse width modulation circuit (PWM) 206. In the image forming panel 207 supplied with the drive pulse, only the emission element connected to the row selected by the scanning circuit 208 emits electrons for a period corresponding to the width of each pulse included in the supplied drive pulse. discharge.
These electrons are accelerated by the output voltage of the accelerating voltage application circuit 209 and are irradiated to the same position on the face plate (see electron-emitting device and display panel structure described later, manufacturing method), so that the phosphor at that position emits light. To do. Scanning circuit 2
In 08, a two-dimensional image is formed by sequentially scanning selected rows.

【0045】そして、輝度を補正するための演算を行う
演算回路210では、信号配列変換回路204から出力
されたシリアル映像信号の1行分の総和信号を算出し、
その信号に基づいてその時得られるべき設計上の放出電
流値Iecを算出する。一方、画像形成パネル207が
有する放出素子の電子ビーム出力を測定するための回路
である放出電流(Ie)検出回路211により、放出素
子から出力される実際の放出電流値が得られる。この設
計上の放出電流値Iecと実際の放出電流Ieとの差
(ΔIe)は、放出電流値の変動による輝度変化の割合
に応じて変化するので、その差(変化分)ΔIeがゼロ
となるように素子電圧印加回路212の出力電圧(前述
の図19における列方向配線に電子ビームを出力するた
めの駆動電圧Veに相当)を印加し、これを制御するこ
とにより電子の放出量を調整する。これにより放出素子
1行毎に、発光輝度の補正がリアルタイムで行えるよう
になるため、各放出素子から蛍光面に対して出力される
電子ビームが不安定なときも、得られる発光輝度は安定
なものとなり、高い表示品位が得られるようになる。
Then, the arithmetic circuit 210 for performing the arithmetic operation for correcting the luminance calculates the total sum signal for one row of the serial video signals output from the signal arrangement conversion circuit 204,
Based on the signal, the design emission current value Iec to be obtained at that time is calculated. On the other hand, the actual emission current value output from the emission element is obtained by the emission current (Ie) detection circuit 211, which is a circuit for measuring the electron beam output of the emission element included in the image forming panel 207. The difference (ΔIe) between the designed emission current value Iec and the actual emission current Ie changes according to the rate of change in luminance due to the change in the emission current value, so the difference (change amount) ΔIe becomes zero. As described above, the output voltage of the element voltage application circuit 212 (corresponding to the drive voltage Ve for outputting the electron beam to the column-direction wiring in FIG. 19) is applied, and by controlling this, the electron emission amount is adjusted. . As a result, since the emission brightness can be corrected in real time for each row of the emitting elements, the obtained emission brightness is stable even when the electron beam output from each emitting element to the phosphor screen is unstable. As a result, high display quality can be obtained.

【0046】[第3の実施形態]第3の実施形態では、
前述の第1の実施形態で説明した加速電圧による補正処
理と、前述の第2の実施形態で説明した駆動電圧による
補正処理とを併せて行う。この場合の画像形成装置の駆
動回路について図3を参照して説明する。図3は、本発
明の第3の実施形態としての画像形成装置の駆動回路の
ブロック図である。
[Third Embodiment] In the third embodiment,
The correction processing by the acceleration voltage described in the first embodiment described above and the correction processing by the drive voltage described in the second embodiment described above are performed together. A drive circuit of the image forming apparatus in this case will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram of a drive circuit of an image forming apparatus as a third embodiment of the present invention.

【0047】図中、通常の画像形成動作は、まず外部の
装置から入力されたコンポジット映像信号を、デコーダ
301により3原色(赤、緑、青)の輝度信号(R,
G,B)及び水平、垂直同期信号(HSYNC,VSY
NC)に分離する。タイミング発生回路302は、前記
のHSYNC,VSYNC信号に同期した各種タイミン
グ信号を発生させる。一方、R,G,B輝度信号は、サ
ンブルホールド(S/H)回路303において所定のタ
イミングでサンプリングされ、また保持される。また、
この保持された信号は、信号配列変換回路304におい
て画像形成パネル307が有する各蛍光体(後述の電子
放出素子及び表示パネル構造、製法参照)の配列に対応
した順番のシリアル信号に変換される。次に、このシリ
アル信号を、CCD等を用いたアナログ信号をシリアル
・パラレル変換するシリアル・パラレル変換回路(S/
P)変換回路305において1行毎、即ち画像形成パネ
ル307における水平方向の行方向配線毎のパラレル映
像信号に変換する。1行毎のパラレル映像信号は、パル
ス幅変調回路(PWM)306においてその各映像信号
の強度に応じたパルス幅を持つドライブパルスに変換さ
れる。前記のドライブパルスが供給された画像形成パネ
ル307では、走査回路308が選択した行に接続され
ている放出素子だけが、供給されたドライブパルスに含
まれる各パルスの幅に応じた期間だけ電子を放出する。
これらの電子は、加速電圧印加回路309の出力電圧に
よって加速され、フェースプレート(後述の電子放出素
子及び表示パネル構造、製法参照)上の同じ位置に照射
されるため、その位置の蛍光体が発光する。走査回路3
08は、選択する行を順次走査することにより2次元画
像が形成される。
In the normal image forming operation shown in the figure, first, a decoder 301 inputs a luminance signal (R, R, R) of three primary colors (red, green and blue) to a composite video signal input from an external device.
G, B) and horizontal and vertical sync signals (HSYNC, VSY)
NC). The timing generation circuit 302 generates various timing signals in synchronization with the HSYNC and VSYNC signals. On the other hand, the R, G, B luminance signals are sampled and held at a predetermined timing in a sample hold (S / H) circuit 303. Also,
The held signal is converted into a serial signal in the signal array conversion circuit 304 in the order corresponding to the array of each phosphor (see the electron-emitting device and display panel structure described later, manufacturing method) of the image forming panel 307. Next, a serial / parallel conversion circuit (S / S) for converting this serial signal into an analog signal using a CCD or the like is converted into a parallel signal.
P) The conversion circuit 305 converts into a parallel video signal for each row, that is, for each horizontal row-direction wiring in the image forming panel 307. The parallel video signal for each row is converted into a drive pulse having a pulse width according to the intensity of each video signal in a pulse width modulation circuit (PWM) 306. In the image forming panel 307 supplied with the drive pulse, only the emission element connected to the row selected by the scanning circuit 308 emits electrons for a period corresponding to the width of each pulse included in the supplied drive pulse. discharge.
These electrons are accelerated by the output voltage of the accelerating voltage application circuit 309 and are irradiated to the same position on the face plate (see electron-emitting device and display panel structure described later, manufacturing method), so that the phosphor at that position emits light. To do. Scanning circuit 3
In 08, a two-dimensional image is formed by sequentially scanning selected rows.

【0048】そして、輝度を補正するための演算を行う
演算回路310では、信号配列変換回路304から出力
されたシリアル映像信号の1行分の総和信号を算出し、
その信号に基づいてその時得られるべき設計上の放出電
流値Iecを算出する。一方、画像形成パネル307が
有する放出素子の電子ビーム出力を測定するための回路
である放出電流(Ie)検出回路311により、放出素
子から出力される実際の放出電流値が得られる。この設
計上の放出電流値Iecと実際の放出電流Ieとの差
(ΔIe)は、放出電流値の変動による輝度変化の割合
に応じて変化するので、その差(変化分)ΔIeがゼロ
となるように加速電圧印加回路309の出力電圧と素子
電圧印加回路312の出力電圧(前述の図19における
列方向配線に電子ビームを出力するための駆動電圧Ve
に相当)とを印加し、これを制御する。これにより放出
素子1行毎に、発光輝度の補正がリアルタイムで行える
ようになるため、各放出素子から蛍光面に対して出力さ
れる電子ビームが不安定なときも、得られる発光輝度は
安定なものとなり、高い表示品位が得られるようにな
る。
Then, the arithmetic circuit 310 for performing the arithmetic operation for correcting the luminance calculates the summation signal for one row of the serial video signals output from the signal arrangement conversion circuit 304,
Based on the signal, the design emission current value Iec to be obtained at that time is calculated. On the other hand, the emission current (Ie) detection circuit 311 that is a circuit for measuring the electron beam output of the emission element of the image forming panel 307 can obtain the actual emission current value output from the emission element. The difference (ΔIe) between the designed emission current value Iec and the actual emission current Ie changes according to the rate of change in luminance due to the change in the emission current value, so the difference (change amount) ΔIe becomes zero. As described above, the output voltage of the accelerating voltage application circuit 309 and the output voltage of the element voltage application circuit 312 (the drive voltage Ve for outputting the electron beam to the column direction wiring in FIG.
Is applied to control this. As a result, since the emission brightness can be corrected in real time for each row of the emitting elements, the obtained emission brightness is stable even when the electron beam output from each emitting element to the phosphor screen is unstable. As a result, high display quality can be obtained.

【0049】尚、上述の3つの実施形態において、画像
信号から設計上の電子放出量、即ち前記の放出電流量I
ecを算出する方法として、例えば、画像信号に対して
表示画像の輝度を線形な発光特性で表示するならば、そ
の画像信号に線形になるように放出素子の電子放出量を
制御すればよいので、その場合は画像信号を係数倍すれ
ば放出電子量が算出できることになる。また、画像信号
に対してガンマ変換を行う場合には、そのガンマのカー
ブに応じて放出電子量を決定すればよい。
In the above three embodiments, the designed electron emission amount, that is, the emission current amount I is calculated from the image signal.
As a method of calculating ec, for example, if the luminance of the display image is displayed with a linear emission characteristic with respect to the image signal, the electron emission amount of the emitting element may be controlled so as to be linear with the image signal. In that case, the amount of emitted electrons can be calculated by multiplying the image signal by a coefficient. When performing gamma conversion on an image signal, the amount of emitted electrons may be determined according to the gamma curve.

【0050】また、演算回路(110,210,31
0)にて映像信号1行分の総和信号を算出する基となる
シリアル映像信号を、信号配列変換回路(104,20
4,304)から得たが、S/H回路(103,20
3,303)から出力される画素毎の信号のまま演算回
路に入力し、映像信号1行分の総和信号を算出してもよ
いことは言うまでもない。
The arithmetic circuits (110, 210, 31)
0), the serial video signal, which is the basis for calculating the summation signal for one row of the video signal, is converted into a signal array conversion circuit (104, 20).
4, 304), the S / H circuit (103, 20)
It goes without saying that the summed signals for one row of the video signal may be calculated by directly inputting the signals for each pixel output from (3, 303) to the arithmetic circuit.

【0051】<表示パネルの構成と製造法>はじめに、
本発明を適用した画像形成装置の表示パネルの構成と製
造法について、具体的な例を示して説明する。
<Structure and Manufacturing Method of Display Panel> First,
The configuration and manufacturing method of the display panel of the image forming apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to specific examples.

【0052】図4は、本発明の実施形態としての表示パ
ネルの斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの1
部を切り欠いて示している。
FIG. 4 is a perspective view of a display panel according to an embodiment of the present invention. One of the panels is shown to show the internal structure.
The part is cut away.

【0053】図中、1005はリアプレート、1006
は側壁、1007はフェースプレートであり、1005
〜1007により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。気密容器を組み立てるに
あたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保
持させるため封着する必要があるが、例えばフリットガ
ラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中
で、摂氏400〜500度で10分以上焼成することに
より封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方
法については後述する。
In the figure, 1005 is a rear plate, and 1006.
Is a side wall, 1007 is a face plate, 1005
˜1007 form an airtight container for maintaining a vacuum inside the display panel. When assembling an airtight container, it is necessary to seal the joints of each member in order to maintain sufficient strength and airtightness.For example, apply frit glass to the joints, and in the atmosphere or nitrogen atmosphere, Sealing was achieved by firing at 400-500 degrees for 10 minutes or more. A method of evacuating the inside of the airtight container to a vacuum will be described later.

【0054】リアプレート1005には、基板1001
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子1002
がNxM個形成されている。尚、N,Mは2以上の正の
整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定さ
れる。例えば、高品位テレビジョンの表示を目的とした
表示装置においては、N=3000,M=1000以上
の数を設定することが望ましい。本実施形態において
は、N=3072,M=1024とした。前記NxM個
の冷陰極素子は、M本の行方向配線1003とN本の列
方向配線1004により単純マトリクス配線されてい
る。前記、1001〜1004によって構成される部分
をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。尚、マルチ電子ビーム源
の製造方法や構造については、後で詳しく述べる。
The rear plate 1005 has a substrate 1001
Is fixed, but the cold cathode device 1002 is provided on the substrate.
Are formed by N × M. Note that N and M are positive integers of 2 or more and are appropriately set according to the target number of display pixels. For example, in a display device intended for high-definition television display, it is desirable to set the numbers N = 3000 and M = 1000 or more. In this embodiment, N = 3072 and M = 1024. The N × M cold cathode elements are arranged in a simple matrix by M row-direction wirings 1003 and N column-direction wirings 1004. The portion constituted by 1001 to 1004 is called a multi-electron beam source. The manufacturing method and structure of the multi-electron beam source will be described in detail later.

【0055】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート1005にマルチ電子ビーム源の基板1001を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板10
01が十分な強度を有するものである場合には、気密容
器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板10
01自体を用いてもよい。
In this embodiment, the multi-electron beam source substrate 1001 is fixed to the rear plate 1005 of the airtight container, but the multi-electron beam source substrate 10 is fixed.
01 has sufficient strength, the substrate 10 of the multi-electron beam source is used as a rear plate of the hermetic container.
01 itself may be used.

【0056】また、フェースプレート1007の下面に
は、蛍光膜1008が形成されている。本実施形態はカ
ラー画像形成装置であるため、蛍光膜1008の部分に
はCRTの分野で用いられる赤、緑、青、の3原色の蛍
光体が塗り分けられている。この状態を図5に示す。
A fluorescent film 1008 is formed on the lower surface of the face plate 1007. Since the present embodiment is a color image forming apparatus, the fluorescent film 1008 is separately coated with phosphors of three primary colors of red, green and blue used in the field of CRT. This state is shown in FIG.

【0057】図5は、本発明の実施形態としてのフェー
スプレートの蛍光体配列を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of phosphors on a face plate as an embodiment of the present invention.

【0058】図中、各色の蛍光体は、例えば図5の
(A)に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光
体のストライプの間には黒色の導電体1010が設けて
ある。黒色の導電体1010を設ける目的は、電子ビー
ムの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生
じないようにすることや、外光の反射を防止して表示コ
ントラストの低下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光膜
のチャージアップを防止すること等である。黒色の導電
体1010には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の
目的に適するものであればこれ以外の材料を用いてもよ
い。また、3原色の蛍光体の塗り分け方は、前記の図5
(A)に示したストライプ状の配列に限られるものでは
なく、図5(B)に示すようなデルタ状配列や、それ以
外の配列であってもよい。
In the figure, the phosphors of the respective colors are applied in stripes as shown in FIG. 5A, for example, and black conductors 1010 are provided between the stripes of the phosphors. The purpose of providing the black conductor 1010 is to prevent the display color from being displaced even if the irradiation position of the electron beam is slightly displaced, and to prevent the reflection of external light to prevent the display contrast from being lowered. This is to prevent the fluorescent film from being charged up by the electron beam. Although graphite was used as the main component for the black conductor 1010, other materials may be used as long as they are suitable for the above purpose. In addition, the method of separately coating the phosphors of the three primary colors is as shown in FIG.
The arrangement is not limited to the stripe arrangement shown in FIG. 5A, but may be a delta arrangement as shown in FIG. 5B, or any other arrangement.

【0059】尚、モノクロームの表示パネルを作成する
場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜1008に用いれ
ばよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。
In the case of producing a monochrome display panel, a monochromatic phosphor material may be used for the phosphor film 1008, and a black conductive material may not necessarily be used.

【0060】また、蛍光膜1008のリアプレート側の
面には、CRTの分野では公知のメタルバック1009
を設けてある。メタルバック1009を設けた目的は、
蛍光膜1008が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜100
8を保護する事や、電子ビーム加速電圧を印加するため
の電極として作用させる事や、蛍光膜1008を励起し
た電子の導電路として作用させる事等である。メタルバ
ック1009は、蛍光膜1008をフェースプレート基
板1007上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理
し、その上にAlを真空蒸着する方法により形成した。
尚、蛍光膜1008に低電圧用の蛍光体材料を用いた場
合には、メタルバック1009は用いない。
On the surface of the fluorescent film 1008 on the rear plate side, a metal back 1009 known in the field of CRT is used.
Is provided. The purpose of providing the metal back 1009 is
A part of the light emitted from the fluorescent film 1008 is specularly reflected to improve the light utilization rate, or the fluorescent film 1008
8 is to be protected, to act as an electrode for applying an electron beam accelerating voltage, and to act as a conductive path for excited electrons in the fluorescent film 1008. The metal back 1009 was formed by forming a fluorescent film 1008 on the face plate substrate 1007, smoothing the surface of the fluorescent film, and vacuum-depositing Al thereon.
The metal back 1009 is not used when a low voltage phosphor material is used for the phosphor film 1008.

【0061】また、本実施形態では用いなかったが、加
速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フ
ェースプレート基板1007と蛍光膜1008との間
に、例えばITOを材料とする透明電極を設けてもよ
い。
Although not used in this embodiment, for the purpose of applying an accelerating voltage and improving the conductivity of the fluorescent film, a transparent material such as ITO is formed between the face plate substrate 1007 and the fluorescent film 1008. Electrodes may be provided.

【0062】また、Dx1〜Dxm及びDy1〜Dyn及びHv
は、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接
続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。
Dx1〜Dxmはマルチ電子ビーム源の行方向配線1003
と、Dy1〜Dynはマルチ電子ビーム源の列方向配線10
04と、Hvはフェースプレートのメタルバック100
9と電気的に接続している。
Further, Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn and Hv
Is an electric connection terminal of an airtight structure provided for electrically connecting the display panel and an electric circuit (not shown).
Dx1 to Dxm are row-direction wirings 1003 of the multi-electron beam source
And Dy1 to Dyn are the wiring 10 in the column direction of the multi-electron beam source.
04 and Hv are metal back 100 of face plate
9 is electrically connected.

【0063】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を10のマイナス7乗[T
orr]程度の真空度まで排気する。その後、排気管を
封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封
止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲ
ッター膜(不図示)を形成する。ゲッター膜とは、例え
ばBaを主成分とするゲッター材料をヒーターもしくは
高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該
ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は1x10マイ
ナス5乗ないしは1x10マイナス7乗[Torr]の
真空度に維持される。
In order to evacuate the inside of the airtight container to a vacuum, after assembling the airtight container, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the airtight container is reduced to 10 −7 [T].
orr]. Then, the exhaust pipe is sealed, but in order to maintain the degree of vacuum in the airtight container, a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after the sealing. The getter film is, for example, a film formed by heating a getter material containing Ba as a main component with a heater or high-frequency heating and vapor-depositing the film. The degree of vacuum is maintained at a power of [Torr].

【0064】以上、本発明実施形態の表示パネルの基本
構成と製法を説明した。本発明の画像形成装置に用いる
マルチ電子ビーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配
線した電子放出源であれば、冷陰極素子の材料や形状あ
るいは製法に制限はない。従って、例えば表面伝導型放
出素子やFE型、あるいはMIM型等の冷陰極素子を用
いることができる。但し、表示画面が大きくてしかも安
価な画像形成装置が求められる状況のもとでは、これら
の冷陰極素子の中でも、特に表面伝導型放出素子が望ま
しい。即ち、FE型では、エミッタコーンとゲート電極
の相対位置や形状が電子放出特性を大きく左右するた
め、極めて高精度な製造技術を必要とするが、これは大
面積化や製造コストの低減を達成するには不利な要因と
なる。また、MIM型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄
くしてしかも均一にする必要があるが、これも大面積化
や製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。
その点、表面伝導型放出素子は、比較的製造方法が単純
なため、大面積化や製造コストの低減が容易である。ま
た、本願の発明者らは、表面伝導型放出素子の中では、
電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成した
ものが電子放出特性に優れ、しかも製造が容易に行える
ことを見いだしている。従って、高輝度で大画面の画像
形成装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適
であると言える。そこで、上記実施形態の表示パネルに
おいては、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜か
ら形成した表面伝導型放出素子を用いた。そこで、まず
好適な表面伝導型放出素子について基本的な構成と製法
及び特性を説明し、その後で多数の素子を単純マトリク
ス配線したマルチ電子ビーム源の構造について述べる。
The basic structure and manufacturing method of the display panel of the embodiment of the present invention have been described above. The multi-electron beam source used in the image forming apparatus of the present invention is not limited in the material, shape or manufacturing method of the cold cathode element as long as it is an electron emission source in which the cold cathode elements are wired in a simple matrix. Therefore, for example, a surface conduction electron-emitting device, an FE type, or a MIM type cold cathode device can be used. However, under the circumstances where an image forming apparatus having a large display screen and being inexpensive is required, among these cold cathode devices, the surface conduction electron-emitting device is particularly desirable. That is, in the FE type, since the relative position and shape of the emitter cone and the gate electrode greatly affect the electron emission characteristics, extremely high precision manufacturing technology is required, but this achieves a large area and a reduction in manufacturing cost. Is a disadvantageous factor. Further, in the MIM type, it is necessary to make the thicknesses of the insulating layer and the upper electrode thinner and uniform, which is also a disadvantageous factor in achieving a large area and a reduction in manufacturing cost.
On the other hand, since the surface conduction electron-emitting device has a relatively simple manufacturing method, it is easy to increase the area and reduce the manufacturing cost. In addition, among the surface conduction electron-emitting devices, the inventors of the present application
It has been found that the electron-emitting portion or its peripheral portion formed of a fine particle film has excellent electron-emitting characteristics and can be easily manufactured. Therefore, it can be said that it is most suitable for use in a multi-electron beam source of an image forming apparatus having high brightness and a large screen. Therefore, in the display panel of the above embodiment, a surface conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is used. Therefore, the basic configuration, manufacturing method, and characteristics of a suitable surface conduction electron-emitting device will be described first, and then the structure of a multi-electron beam source in which a large number of devices are wired in a simple matrix will be described.

【0065】<表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製造法>電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から
形成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面
型と垂直型の2種類が挙げられる。
<Preferable Device Structure and Manufacturing Method of Surface Conduction Type Emitting Element> Typical structures of the surface conduction type emitting device in which the electron emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film include a planar type and a vertical type. There are two types.

【0066】(平面型の表面伝導型放出素子)まず最初
に、平面型の表面伝導型放出素子の素子構成と製法につ
いて説明する。
(Plane Type Surface Conduction Type Emitting Element) First, the element structure and manufacturing method of the plane type surface conduction type emitting element will be described.

【0067】図6は、本発明の実施形態としての表面伝
導型放出素子の平面図及び断面図である。
FIG. 6 is a plan view and a sectional view of a surface conduction electron-emitting device as an embodiment of the present invention.

【0068】図中、1101は基板、1102と110
3は素子電極、1104は導電性薄膜、1105は通電
フォーミング処理により形成した電子放出部、1113
は通電活性化処理により形成した薄膜である。
In the figure, 1101 is a substrate, 1102 and 110.
Reference numeral 3 denotes an element electrode; 1104, a conductive thin film; 1105, an electron-emitting portion formed by an energization forming process;
Is a thin film formed by energization activation treatment.

【0069】基板1101としては、例えば、石英ガラ
スや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アル
ミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上述
の各種基板上に例えばSiO2 を材料とする絶縁層を積
層した基板、等を用いることができる。
As the substrate 1101, for example, various glass substrates such as quartz glass and soda lime glass, various ceramics substrates such as alumina, or an insulating layer made of, for example, SiO 2 is laminated on the above various substrates. Substrate, etc. can be used.

【0070】また、基板1101上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極1102と1103は、導電
性を有する材料によって形成されている。例えば、N
i,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Cu,Pd,
Ag等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいはIn2 O3 −SnO2 をはじめとする金属
酸化物、ポリシリコン等の半導体、等の中から適宜材料
を選択して用いればよい。電極を形成するには、例えば
真空蒸着等の製膜技術とフォトリソグラフィー、エッチ
ング等のパターニング技術を組み合わせて用いれば容易
に形成できるが、それ以外の方法(例えば印刷技術)を
用いて形成してもさしつかえない。
Further, the device electrodes 1102 and 1103 provided on the substrate 1101 so as to face each other in parallel to the substrate surface are made of a conductive material. For example, N
i, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Cu, Pd,
Materials such as Ag and the like, alloys of these metals, metal oxides such as In2 O3 --SnO2, semiconductors such as polysilicon, and the like may be appropriately selected and used. The electrodes can be easily formed by combining a film forming technique such as vacuum deposition and a patterning technique such as photolithography and etching, but it can be formed by another method (for example, a printing technique). It doesn't matter.

【0071】素子電極1102と1103の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Lは通常は数百オングストローム
から数百マイクロメーターの範囲から適当な数値を選ん
で設計されるが、なかでも画像形成装置に応用するため
に好ましいのは数マイクロメーターより数十マイクロメ
ーターの範囲である。また、素子電極の厚さdについて
は、通常は数百オングストロームから数マイクロメータ
ーの範囲から適当な数値が選ばれる。
The shapes of the device electrodes 1102 and 1103 are appropriately designed according to the application purpose of the electron-emitting device.
Generally, the electrode interval L is designed by selecting an appropriate value from the range of several hundreds angstroms to several hundreds of micrometers, but it is preferable that the electrode spacing L is more than several micrometers for application to an image forming apparatus. It is in the range of several tens of micrometers. Further, the thickness d of the device electrode is usually selected from an appropriate value within the range of several hundred angstroms to several micrometers.

【0072】また、導電性薄膜1104の部分には、微
粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素
として多数の微粒子を含んだ膜(島状の集合体も含む)
のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、
個々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微
粒子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに
重なり合った構造が観測される。
Further, a fine particle film is used for the portion of the conductive thin film 1104. The fine particle film mentioned here is a film containing many fine particles as a constituent element (including an island-shaped aggregate).
I mean If you examine the microparticle film microscopically, usually
A structure in which the individual particles are spaced apart, a structure in which the particles are adjacent to each other, or a structure in which the particles overlap each other is observed.

【0073】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、なかでも好ましいのは10オングスト
ロームから200オングストロームの範囲のものであ
る。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条
件を考慮して適宜設定される。即ち、素子電極1102
あるいは1103と電気的に良好に接続するのに必要な
条件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに必要
な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の値に
するために必要な条件、等である。
The particle size of the fine particles used in the fine particle film is in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and preferably in the range of 10 Angstroms to 200 Angstroms. Further, the thickness of the fine particle film is appropriately set in consideration of various conditions described below. That is, the device electrode 1102
Alternatively, the conditions necessary for making good electrical connection with 1103, the conditions necessary for favorably performing the energization forming described below, the conditions necessary for setting the electric resistance of the fine particle film itself to an appropriate value described below, Etc.

【0074】具体的には、数オングストロームから数千
オングストロームの範囲のなかで設定するが、なかでも
好ましいのは10オングストロームから500オングス
トロームの間である。
Specifically, it is set within the range of several angstroms to several thousand angstroms, but the range of 10 angstroms to 500 angstroms is particularly preferable.

【0075】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、例えば、Pd,Pt,Ru,Ag,A
u,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,T
a,W,Pb,等をはじめとする金属や、PdO,Sn
O2 ,In2 O3 ,PbO,Sb2 O3 ,等をはじめと
する酸化物や、HfB2 ,ZrB2 ,LaB6 ,CeB
6 ,YB4 ,GdB4 ,等をはじめとする硼化物や、T
iC,ZrC,HfC,TaC,SiC,WC,等をは
じめとする炭化物や、TiN,ZrN,HfN,等をは
じめとする窒化物や、Si,Ge,等をはじめとする半
導体や、カーボン、等があげられ、これらの中から適宜
選択される。
Materials that can be used to form the fine particle film include, for example, Pd, Pt, Ru, Ag, and A.
u, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
Metals such as a, W, Pb, etc., PdO, Sn
O2, In2 O3, PbO, Sb2 O3, and other oxides, HfB2, ZrB2, LaB6, CeB
Borides such as 6, YB4, GdB4, etc., T
Carbides such as iC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC, etc., nitrides such as TiN, ZrN, HfN, etc., semiconductors such as Si, Ge, etc., carbon, etc. And can be appropriately selected from these.

【0076】以上述べたように、導電性薄膜1104を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
10の3乗から10の7乗[オーム/sq]の範囲に含
まれるよう設定した。
As described above, the conductive thin film 1104 is formed of a fine particle film, and its sheet resistance value is
It was set to be included in the range of 10 3 to 10 7 [Ohm / sq].

【0077】尚、導電性薄膜1104と素子電極110
2及び1103とは、電気的に良好に接続されるのが望
ましいため、互いの一部が重なりあうような構造をとっ
ている。その重なり方は、図6の例においては、下か
ら、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層したが、
場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電極、の
順序で積層してもさしつかえない。
The conductive thin film 1104 and the device electrode 110
Since it is desirable that 2 and 1103 be electrically connected well, they have a structure in which some of them overlap each other. In the example of FIG. 6, the overlapping manner is as follows. From the bottom, the substrate, the device electrode, and the conductive thin film are laminated in this order.
In some cases, the substrate, the conductive thin film, and the device electrode may be stacked in this order from the bottom.

【0078】また、電子放出部1105は、導電性薄膜
1104の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有してい
る。亀裂は、導電性薄膜1104に対して、後述する通
電フォーミングの処理を行うことにより形成する。亀裂
内には、数オングストロームから数百オングストローム
の粒径の微粒子を配置する場合がある。尚、実際の電子
放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困難
なため、図6においては模式的に示した。
Further, the electron emitting portion 1105 is a crack-like portion formed in a part of the conductive thin film 1104, and has an electrically higher resistance than the surrounding conductive thin film. The crack is formed by performing a later-described energization forming process on the conductive thin film 1104. Fine particles having a particle diameter of several angstroms to several hundred angstroms may be arranged in the cracks. Since it is difficult to accurately and accurately show the actual position and shape of the electron-emitting portion, they are schematically shown in FIG.

【0079】また、薄膜1113は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部1105及びその近
傍を被覆している。薄膜1113は、通電フォーミング
処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことにより
形成する。
The thin film 1113 is a thin film made of carbon or a carbon compound and covers the electron emitting portion 1105 and its vicinity. The thin film 1113 is formed by performing an energization activation process described later after the energization forming process.

【0080】薄膜1113は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、も
しくはその混合物であり、膜厚は500[オングストロ
ーム]以下とするが、300[オングストローム]以下
とするのが更に好ましい。
The thin film 1113 is made of single crystal graphite, polycrystalline graphite, amorphous carbon, or a mixture thereof, and the film thickness is 500 [angstrom] or less, but 300 [angstrom] or less. Is more preferable.

【0081】尚、実際の薄膜1113の位置や形状を精
密に図示するのは困難なため、図6においては模式的に
示した。また、平面図(a)においては、薄膜1113
の一部を除去した素子を図示した。
Since it is difficult to accurately illustrate the actual position and shape of the thin film 1113, it is schematically shown in FIG. Also, in the plan view (a), the thin film 1113
The device in which a part of is removed is shown.

【0082】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施形態においては以下のような素子を用いた。
The basic structure of a preferable element has been described above, but the following elements are used in the embodiment.

【0083】即ち、基板1101には青板ガラスを用
い、素子電極1102と1103にはNi薄膜を用い
た。素子電極の厚さdは1000[オングストロー
ム]、電極間隔Lは2[マイクロメーター]とした。
That is, soda lime glass was used for the substrate 1101, and Ni thin films were used for the device electrodes 1102 and 1103. The thickness d of the device electrode was 1000 [angstrom], and the electrode interval L was 2 [micrometer].

【0084】微粒子膜の主要材料としてPdもしくはP
dOを用い、微粒子膜の厚さは約100[オングストロ
ーム]、幅Wは100[マイクロメータ]とした。
Pd or P as the main material of the fine particle film
The thickness of the fine particle film was about 100 [angstrom] and the width W was 100 [micrometer] using dO.

【0085】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing a suitable flat surface conduction electron-emitting device will be described.

【0086】図7は、本発明の実施形態としての平面型
の表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断面
図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a flat surface conduction electron-emitting device as an embodiment of the present invention.

【0087】図中、(a)〜(d)は、表面伝導型放出
素子の各製造工程を表わし、各部材の参照番号は図6と
同一である。
In the figure, (a) to (d) show respective manufacturing steps of the surface conduction electron-emitting device, and the reference numerals of the respective members are the same as those in FIG.

【0088】1)まず、図7(a)に示すように、基板
1101上に素子電極1102及び1103を形成す
る。
1) First, as shown in FIG. 7A, device electrodes 1102 and 1103 are formed on a substrate 1101.

【0089】形成するにあたっては、あらかじめ基板1
101を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる。(堆積する方法として
は、例えば、蒸着法やスパッタ法等の真空成膜技術を用
ればよい。)その後、堆積した電極材料を、フォトリソ
グラフィー・エッチング技術を用いてパターニングし、
(a)に示した一対の素子電極(1102と1103)
を形成する。
Before forming, the substrate 1 is formed.
After sufficiently washing 101 with a detergent, pure water and an organic solvent,
The material of the device electrode is deposited. (As a method for depositing, for example, a vacuum film forming technique such as a vapor deposition method or a sputtering method may be used.) Thereafter, the deposited electrode material is patterned using photolithography / etching technology,
A pair of device electrodes (1102 and 1103) shown in (a).
To form

【0090】2)次に、同図(b)に示すように、導電
性薄膜1104を形成する。
2) Next, a conductive thin film 1104 is formed as shown in FIG.

【0091】形成するにあたっては、まず前記(a)の
基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理し
て微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッ
チングにより所定の形状にパターニングする。ここで、
有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を
主要元素とする有機金属化合物の溶液である。(具体的
には、本実施形態では主要元素としてPdを用いた。ま
た、実施形態では塗布方法として、ディッピング法を用
いたが、それ以外の例えばスピンナー法やスプレー法を
用いてもよい。)また、微粒子膜で作られる導電性薄膜
の成膜方法としては、本実施形態で用いた有機金属溶液
の塗布による方法以外の、例えば真空蒸着法やスパッタ
法、あるいは化学的気相堆積法等を用いる場合もある。
In forming the film, first, the organometallic solution is applied to the substrate (a), dried, and heated and baked to form a fine particle film, which is then patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. . here,
The organic metal solution is a solution of an organic metal compound containing a material of fine particles used for the conductive thin film as a main element. (Specifically, Pd is used as the main element in the present embodiment. Further, although the dipping method is used as the coating method in the embodiment, other methods such as a spinner method or a spray method may be used.) Further, as a method for forming a conductive thin film formed of a fine particle film, other than the method of applying the organometallic solution used in the present embodiment, for example, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, or the like is used. Sometimes used.

【0092】3)次に、同図(c)に示すように、フォ
ーミング用電源1110から素子電極1102と110
3の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を
行って、電子放出部1105を形成する。
3) Next, as shown in FIG. 7C, the forming power supply 1110 to the device electrodes 1102 and 110
3, an appropriate voltage is applied, and an energization forming process is performed to form the electron-emitting portion 1105.

【0093】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性薄膜1104に通電を行って、その一部を
適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行
うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒
子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好
適な構造に変化した部分(即ち、電子放出部1105)
においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。尚、
電子放出部1105が形成される前と比較すると、形成
された後は素子電極1102と1103の間で計測され
る電気抵抗は大幅に増加する。
The energization forming treatment means that the electroconductive thin film 1104 made of a fine particle film is energized so that a part of the electroconductive thin film 1104 is appropriately destroyed, deformed or altered to change into a structure suitable for electron emission. It is a process that causes it. A portion of the conductive thin film made of a fine particle film that has been changed to a structure suitable for emitting electrons (that is, an electron emitting portion 1105).
In (2), an appropriate crack is formed in the thin film. still,
After formation, the electrical resistance measured between the device electrodes 1102 and 1103 greatly increases as compared to before the electron emission portion 1105 is formed.

【0094】通電方法をより詳しく説明するために、フ
ォーミング用電源1110から印加する適宜の電圧波形
の一例を示す。
In order to explain the energization method in more detail, an example of an appropriate voltage waveform applied from the forming power supply 1110 will be shown.

【0095】図8は、本発明の実施形態としての通電フ
ォーミング処理における印加電圧波形の一例を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing an example of applied voltage waveforms in the energization forming process according to the embodiment of the present invention.

【0096】同図において、微粒子膜で作られた導電性
薄膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好
ましく、本実施形態の場合には同図に示したようにパル
ス幅T1の三角波パルスをパルス間隔T2で連続的に印
加した。その際には、三角波パルスの波高値Vpfを、
順次昇圧した。また、電子放出部1105の形成状況を
モニターするためのモニターパルスPmを適宜の間隔で
三角波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流
計1111で計測した。
In the figure, when forming a conductive thin film made of a fine particle film, a pulsed voltage is preferable, and in the case of the present embodiment, a triangular pulse having a pulse width T1 as shown in the figure. Was continuously applied at a pulse interval T2. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse is
The pressure was increased sequentially. In addition, a monitor pulse Pm for monitoring the state of formation of the electron-emitting portion 1105 was inserted between triangular-wave pulses at appropriate intervals, and the current flowing at that time was measured by an ammeter 1111.

【0097】本実施形態においては、例えば10のマイ
ナス5乗[torr]程度の真空雰囲気下において、例
えばパルス幅T1を1[ミリ秒]、パルス間隔T2を1
0[ミリ秒]とし、波高値Vpfを1パルスごとに0.
1[V]ずつ昇圧した。そして、三角波を5パルス印加
するたびに1回の割りで、モニターパルスPmを挿入し
た。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがないよう
に、モニターパルスの電圧Vpmは0.1[V]に設定
した。そして、素子電極1102と1103の間の電気
抵抗が1x10の6乗[オーム]になった段階、即ちモ
ニターパルス印加時に電流計1111で計測される電流
が1x10のマイナス7乗[A]以下になった段階で、
フォーミング処理にかかわる通電を終了した。
In the present embodiment, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 −5 [torr], for example, the pulse width T1 is 1 [millisecond] and the pulse interval T2 is 1.
0 [millisecond], and the peak value Vpf is set to 0.
The voltage was increased by 1 [V]. Then, the monitor pulse Pm was inserted at a rate of one every time five triangular waves were applied. The monitor pulse voltage Vpm was set to 0.1 [V] so as not to adversely affect the forming process. Then, when the electric resistance between the element electrodes 1102 and 1103 becomes 1 × 10 6 [ohm], that is, the current measured by the ammeter 1111 when the monitor pulse is applied becomes 1 × 10 −7 [A] or less. At the stage
The energization related to the forming process has ended.

【0098】尚、上記の方法は、本実施形態の表面伝導
型放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微粒子
膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔L等表面伝導型
放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて通電
の条件を適宜変更するのが望ましい。
The above method is a preferable method for the surface conduction electron-emitting device according to the present embodiment. For example, the design of the surface conduction electron-emitting device such as the material and film thickness of the fine particle film or the element electrode spacing L is changed. In this case, it is desirable to appropriately change the energization conditions accordingly.

【0099】4)次に、図7の(d)に示すように、活
性化用電源1112から素子電極1102と1103の
間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、電
子放出特性の改善を行う。
4) Next, as shown in FIG. 7D, an appropriate voltage is applied from the activation power source 1112 between the device electrodes 1102 and 1103 to carry out the energization activation process to emit electrons. Improve characteristics.

【0100】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部1105に適宜の条
件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物
を堆積せしめる処理のことである。(図においては、炭
素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材1113と
して模式的に示した。)尚、通電活性化処理を行うこと
により、行う前と比較して、同じ印加電圧における放出
電流を典型的には100倍以上に増加させることができ
る。
The energization activation process is a process of energizing the electron-emitting portion 1105 formed by the energization forming process under appropriate conditions to deposit carbon or a carbon compound in the vicinity thereof. (In the figure, a deposit made of carbon or a carbon compound is schematically shown as the member 1113.) Incidentally, by performing the energization activation treatment, the emission current at the same applied voltage is typically compared with that before the activation. Specifically, it can be increased 100 times or more.

【0101】具体的には、10のマイナス4乗ないし1
0のマイナス5乗[torr]の範囲内の真空雰囲気中
で、電圧パルスを定期的に印加することにより、真空雰
囲気中に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは
炭素化合物を堆積させる。堆積物1113は、単結晶グ
ラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボン、の
いずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は500
[オングストローム]以下、より好ましくは300[オ
ングストローム]以下である。
Specifically, 10 minus 4th power to 1
By applying a voltage pulse periodically in a vacuum atmosphere within the range of 0 to the fifth power [torr], carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere is deposited. The deposit 1113 is any of single crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500.
[Angstrom] or less, more preferably 300 [angstrom] or less.

【0102】次に、図9を参照して通電方法をより詳し
く説明する。
Next, the energization method will be described in more detail with reference to FIG.

【0103】図9は、本発明の実施形態としての通電活
性化処理における印加電圧及び放出電流を説明する図で
ある。
FIG. 9 is a diagram for explaining the applied voltage and the emission current in the energization activation process according to the embodiment of the present invention.

【0104】図中、(a)は、活性化用電源1112か
ら印加する適宜の電圧波形の一例であり、(b)は電圧
の印加に伴って放出される放出電流Ieを示す。本実施
形態においては、一定電圧の矩形波を定期的に印加して
通電活性化処理を行ったが、具体的には,矩形波の電圧
Vacは14[V],パルス幅T3は1[ミリ秒],パ
ルス間隔T4は10[ミリ秒]とした。尚、上述の通電
条件は、本実施形態の表面伝導型放出素子に関する好ま
しい条件であり、表面伝導型放出素子の設計を変更した
場合には、それに応じて条件を適宜変更するのが望まし
い。
In the figure, (a) is an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 1112, and (b) shows the emission current Ie emitted with the application of the voltage. In the present embodiment, the energization activation process is performed by periodically applying a rectangular wave of a constant voltage. Specifically, the voltage Vac of the rectangular wave is 14 [V], and the pulse width T3 is 1 [mm]. Second] and the pulse interval T4 is 10 [milliseconds]. The above-mentioned energization conditions are preferable conditions for the surface-conduction type electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface-conduction type electron-emitting device is changed, it is desirable to appropriately change the conditions accordingly.

【0105】図7(d)に示す1114は、該表面伝導
型放出素子から放出される放出電流Ieを捕捉するため
のアノード電極であり、直流高電圧電源1115及び電
流計1116が接続されている。(尚、基板1101
を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う
場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極1114
として用いる。)活性化用電源1112から電圧を印加
する間、電流計1116で放出電流Ieを計測して通電
活性化処理の進行状況をモニターし、活性化用電源11
12の動作を制御する。電流計1116で計測された放
出電流Ieの一例を図9(b)に示すが、活性化電源1
112からパルス電圧の印加を開始すると、時間の経過
とともに放出電流Ieは増加するが、やがて飽和してほ
とんど増加しなくなる。このように、放出電流Ieがほ
ぼ飽和した時点で活性化用電源1112からの電圧印加
を停止し、通電活性化処理を終了する。
Reference numeral 1114 shown in FIG. 7 (d) is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device, to which a DC high voltage power supply 1115 and an ammeter 1116 are connected. . (Note that the substrate 1101
When the activation process is performed after the display panel is incorporated into the display panel, the phosphor screen of the display panel is connected to the anode electrode 1114.
Used as While the voltage is applied from the activation power supply 1112, the emission current Ie is measured by the ammeter 1116 to monitor the progress of the energization activation process.
12 is controlled. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 1116 is shown in FIG.
When the application of the pulse voltage is started from 112, the emission current Ie increases with the elapse of time, but it eventually saturates and hardly increases. As described above, when the emission current Ie is almost saturated, the voltage application from the activation power supply 1112 is stopped, and the energization activation process is ended.

【0106】尚、上述の通電条件は、本実施形態の表面
伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導
型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条
件を適宜変更するのが望ましい。以上のようにして、図
7(e)に示す平面型の表面伝導型放出素子を製造し
た。
The above energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of this embodiment, and when the design of the surface conduction electron emission device is changed, the conditions should be changed accordingly. desirable. As described above, the flat surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 7E was manufactured.

【0107】(垂直型の表面伝導型放出素子)次に、電
子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面
伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、即ち垂直
型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。
(Vertical type surface conduction type emission device) Next, another typical structure of the surface conduction type emission device in which the electron emission portion or its periphery is formed of a fine particle film, that is, vertical type surface conduction type emission device. The configuration of the element will be described.

【0108】図10は、本発明の実施形態としての垂直
型の表面伝導型放出素子の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device as an embodiment of the present invention.

【0109】図中、1201は基板、1202と120
3は素子電極、1206は段差形成部材、1204は微
粒子膜を用いた導電性薄膜、1205は通電フォーミン
グ処理により形成した電子放出部、1213は通電活性
化処理により形成した薄膜である。
In the figure, reference numeral 1201 designates substrates 1202 and 120.
3 is an element electrode, 1206 is a step forming member, 1204 is a conductive thin film using a fine particle film, 1205 is an electron emitting portion formed by an energization forming process, and 1213 is a thin film formed by an energization activation process.

【0110】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方(1202)が段差形成部材
1206上に設けられており、導電性薄膜1204が段
差形成部材1206の側面を被覆している点にある。従
って、図6の平面型における素子電極間隔Lは、垂直型
においては段差形成部材1206の段差高Lsとして設
定される。尚、基板1201、素子電極1202及び1
203、微粒子膜を用いた導電性薄膜1204、につい
ては、前記平面型の説明中に列挙した材料を同ように用
いることが可能である。また、段差形成部材1206に
は、例えばSiO2 のような電気的に絶縁性の材料を用
いる。
The vertical type is different from the above-described flat type in that one of the element electrodes (1202) is provided on the step forming member 1206, and the conductive thin film 1204 covers the side surface of the step forming member 1206. The point is that they are covered. Therefore, the element electrode interval L in the planar type shown in FIG. 6 is set as the step height Ls of the step forming member 1206 in the vertical type. The substrate 1201, the device electrodes 1202 and 1
For 203 and the conductive thin film 1204 using a fine particle film, the materials listed in the description of the planar type can be similarly used. The step forming member 1206 is made of an electrically insulating material such as SiO2.

【0111】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。
Next, a method of manufacturing a vertical type surface conduction electron-emitting device will be described.

【0112】図11は、本発明の実施形態としての垂直
型の表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断
面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a vertical type surface conduction electron-emitting device as an embodiment of the present invention.

【0113】図中、(a)〜(f)は、表面伝導型放出
素子の各製造工程を表わし、各部材の参照番号は図10
と同一である。
In the figure, (a) to (f) show respective manufacturing steps of the surface conduction electron-emitting device, and the reference numerals of the respective members are shown in FIG.
Is the same as

【0114】1)まず、図11(a)に示すように、基
板1201上に素子電極1203を形成する。
1) First, as shown in FIG. 11A, a device electrode 1203 is formed on a substrate 1201.

【0115】2)次に、同図(b)に示すように、段差
形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層
は、例えばSiO2 をスパッタ法で積層すればよいが、
例えば真空蒸着法や印刷法等の他の成膜方法を用いても
よい。
2) Next, as shown in FIG. 11B, an insulating layer for forming the step forming member is laminated. The insulating layer may be formed by laminating, for example, SiO2 by a sputtering method.
For example, another film forming method such as a vacuum vapor deposition method or a printing method may be used.

【0116】3)次に、同図(c)に示すように、絶縁
層の上に素子電極1202を形成する。
3) Next, as shown in FIG. 13C, the device electrode 1202 is formed on the insulating layer.

【0117】4)次に、同図(d)に示すように、絶縁
層の一部を、例えばエッチング法を用いて除去し、素子
電極1203を露出させる。
4) Next, as shown in FIG. 9D, a part of the insulating layer is removed by using, for example, an etching method to expose the device electrode 1203.

【0118】5)次に、同図(e)に示すように、微粒
子膜を用いた導電性薄膜1204を形成する。形成する
には、前記平面型の場合と同じく、例えば塗布法等の成
膜技術を用いればよい。
5) Next, as shown in FIG. 7E, a conductive thin film 1204 using a fine particle film is formed. For formation, a film forming technique such as a coating method may be used as in the case of the flat type.

【0119】6)次に、前記平面型の場合と同じく、通
電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する。
(図7(c)を用いて説明した平面型の通電フォーミン
グ処理と同ようの処理を行えばよい。) 7)次に、前記平面型の場合と同じく、通電活性化処理
を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆
積させる。(図7(d)を用いて説明した平面型の通電
活性化処理と同ようの処理を行えばよい。) 以上のようにして、図11(f)に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。
6) Next, as in the case of the flat type, an energization forming process is performed to form an electron emitting portion.
(The same process as the planar energization forming process described with reference to FIG. 7C may be performed.) 7) Next, as in the case of the planar type, energization activation process is performed to emit electrons. Carbon or a carbon compound is deposited near the portion. (The same process as the planar energization activation process described with reference to FIG. 7D may be performed.) As described above, the vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 11F. Was manufactured.

【0120】次に画像形成装置に用いた素子の特性につ
いて述べる。
Next, the characteristics of the elements used in the image forming apparatus will be described.

【0121】<画像形成装置に用いた表面伝導型放出素
子の特性>図12は、本発明の実施形態としての表面伝
導型放出素子の特性を示す図である。
<Characteristics of Surface Conduction Type Emitting Element Used in Image Forming Apparatus> FIG. 12 is a diagram showing characteristics of the surface conduction type emitting element according to the embodiment of the present invention.

【0122】同図は、(放出電流Ie)対(素子印加電
圧Vf)特性、及び(素子電流If)対(素子印加電圧
Vf)特性の典型的な例を示している。尚、放出電流I
eは、素子電流Ifに比べて著しく小さく、同一尺度で
図示するのが困難であるうえ、これらの特性は素子の大
きさや形状等の設計パラメータを変更することにより変
化するものであるため、2本のグラフは各々任意単位で
図示した。
This figure shows typical examples of (emission current Ie) vs. (device applied voltage Vf) characteristics and (device current If) vs. (device applied voltage Vf) characteristics. The emission current I
Since e is much smaller than the device current If, it is difficult to illustrate it on the same scale, and these characteristics are changed by changing design parameters such as the size and shape of the device. The graphs of the books are shown in arbitrary units.

【0123】画像形成装置に用いた素子は、放出電流I
eに関して以下に述べる3つの特性を有している。
The element used in the image forming apparatus is the emission current I
e has the following three characteristics.

【0124】(1)ある電圧(これをしきい値電圧Vt
hと呼ぶ)以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激
に放出電流Ieが増加するが、一方、しきい値電圧Vt
h未満の電圧では放出電流Ieはほとんど検出されな
い。即ち、放出電流Ieに関して、明確なしきい値電圧
Vthを持った非線形素子である。
(1) A certain voltage (this is the threshold voltage Vt
(referred to as h) above, the emission current Ie rapidly increases when a voltage larger than the threshold voltage Vt is applied to the device.
At a voltage below h, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0125】(2)放出電流Ieは、素子に印加する電
圧Vfに依存して変化するため、電圧Vfで放出電流I
eの大きさを制御できる。
(2) Since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the device, the emission current Ie at the voltage Vf.
The magnitude of e can be controlled.

【0126】(3)素子に印加する電圧Vfに対して素
子から放出される電流Ieの応答速度が速いため、電圧
Vfを印加する時間の長さによって素子から放出される
電子の電荷量を制御できる。
(3) Since the response speed of the current Ie emitted from the element is fast with respect to the voltage Vf applied to the element, the charge amount of the electrons emitted from the element is controlled by the length of time the voltage Vf is applied. it can.

【0127】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を形成装置に好適に用いることができた。例
えば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた画像
形成装置において、特性(1)を利用すれば、表示画面
を順次走査して表示を行うことが可能である。即ち、駆
動中の素子には所望の発光輝度に応じてしきい値電圧V
th以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子にはし
きい値電圧Vth未満の電圧を印加する。駆動する素子
を順次切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査
して表示を行うことが可能である。また、特性(2)ま
たは特性(3)を利用することにより、発光輝度を制御
することができるため、諧調表示を行うことが可能であ
る。
Due to the above-mentioned characteristics, the surface conduction electron-emitting device could be preferably used in the forming apparatus. For example, in the image forming apparatus in which a large number of elements are provided corresponding to the pixels of the display screen, by using the characteristic (1), it is possible to sequentially scan and display the display screen. That is, the threshold voltage V
A voltage equal to or higher than th is appropriately applied, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the non-selected element. By sequentially switching the elements to be driven, the display screen can be sequentially scanned and displayed. Further, since the emission brightness can be controlled by using the characteristic (2) or the characteristic (3), it is possible to perform a gradation display.

【0128】<多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造>次に、上述の表面伝導型放出素
子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電
子ビーム源の構造について述べる。
<Structure of multi-electron beam source in which a large number of elements are wired in a simple matrix> Next, the structure of a multi-electron beam source in which the above surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate and wired in a simple matrix will be described.

【0129】図13は、本発明の実施形態としてのマル
チ電子ビーム源の基板の平面図である。
FIG. 13 is a plan view of the substrate of the multi-electron beam source according to the embodiment of the present invention.

【0130】同図は、図4の表示パネルに用いたマルチ
電子ビーム源の平面図である。図中、基板上には、図6
で示したものと同様な表面伝導型放出素子が配列されて
おり、これらの素子は行方向配線電極1003と列方向
配線電極1004によって単純マトリクス状に配線され
ている。行方向配線電極1003と列方向配線電極10
04の交差する部分には、電極間に絶縁層(不図示)が
形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
The figure is a plan view of a multi-electron beam source used in the display panel of FIG. In the figure, on the substrate
The surface conduction electron-emitting devices similar to those shown in are arranged, and these devices are wired in a simple matrix by row-direction wiring electrodes 1003 and column-direction wiring electrodes 1004. Row-direction wiring electrode 1003 and column-direction wiring electrode 10
An insulating layer (not shown) is formed between the electrodes at the intersection of 04 to maintain electrical insulation.

【0131】図14は、本発明の実施形態としてのマル
チ電子ビーム源の基板の断面図であり、図13のA−
A’断面を示している。
FIG. 14 is a sectional view of the substrate of the multi electron beam source according to the embodiment of the present invention, which is taken along line A- of FIG.
An A ′ cross section is shown.

【0132】尚、このような構造のマルチ電子放出源
は、あらかじめ基板上に行方向配線電極1003、列方
向配線電極1004、電極間絶縁層(不図示)、及び表
面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した
後、行方向配線電極1003及び列方向配線電極100
4を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通
電活性化処理を行うことにより製造した。
The multi-electron emission source having such a structure is prepared by previously forming the row-direction wiring electrodes 1003, the column-direction wiring electrodes 1004, the inter-electrode insulating layer (not shown), and the device electrodes of the surface conduction electron-emitting device on the substrate. After forming a conductive thin film, the row-direction wiring electrode 1003 and the column-direction wiring electrode 100
The device was manufactured by supplying current to each element via the device 4 and performing a current forming process and a current activation process.

【0133】図15は、本発明の実施形態としての画像
形成装置を用いた多機能画像形成装置のブロック構成図
である。
FIG. 15 is a block diagram of a multifunctional image forming apparatus using the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.

【0134】図中、2100はディスプレイパネル、2
101はディスプレイパネルの駆動回路、2102はデ
ィスプレイコントローラ、2103はマルチプレクサ、
2104はデコーダ、2105は入出力インターフェー
ス回路、2106はCPU、2107は画像生成回路、
2108及び2109及び2110は画像メモリインタ
ーフェース回路、2111は画像入力インターフェース
回路、2112及び2113はTV信号受信回路、21
14は入力部である。尚、本画像形成装置は、例えばテ
レビジョン信号のように映像情報と音声情報の両方を含
む信号を受信する場合には、当然映像の表示と同時に音
声を再生するものであるが、本発明の特徴と直接関係し
ない音声情報の受信,分離,再生,処理,記憶等に関す
る回路やスピーカ等については説明を省略する。
In the figure, 2100 is a display panel and 2 is a display panel.
101 is a display panel drive circuit, 2102 is a display controller, 2103 is a multiplexer,
2104 is a decoder, 2105 is an input / output interface circuit, 2106 is a CPU, 2107 is an image generation circuit,
2108 and 2109 and 2110 are image memory interface circuits, 2111 is an image input interface circuit, 2112 and 2113 are TV signal receiving circuits, 21
Reference numeral 14 denotes an input unit. Incidentally, when the image forming apparatus receives a signal including both video information and audio information such as a television signal, it naturally reproduces audio at the same time as displaying video. Descriptions of circuits, speakers, etc. relating to reception, separation, reproduction, processing, storage, etc. of voice information not directly related to the features will be omitted.

【0135】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。
The functions of the respective parts will be described below along the flow of image signals.

【0136】まず、TV信号受信回路2113は、例え
ば電波や空間光通信等のような無線伝送系を用いて伝送
されるTV画像信号を受信するための回路である。受信
するTV信号の方式は特に限られるものではなく、例え
ば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式等の諸
方式でもよい。また、これらより更に多数の走査線より
なるTV信号(例えばMUSE方式をはじめとするいわ
ゆる高品位TV)は、大面積化や大画素数化に適した前
記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好適な信号源
である。TV信号受信回路2113で受信されたTV信
号は、デコーダ2104に出力される。
First, the TV signal receiving circuit 2113 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The system of the TV signal to be received is not particularly limited, and various systems such as NTSC system, PAL system, SECAM system may be used. Further, a TV signal (for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE system) including a larger number of scanning lines than these is suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. It is a signal source. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 2113 is output to the decoder 2104.

【0137】また、TV信号受信回路2112は、例え
ば同軸ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系を
用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回路で
ある。前記TV信号受信回路2113と同ように、受信
するTV信号の方式は特に限られるものではなく、また
本回路で受信されたTV信号もデコーダ2104に出力
される。
The TV signal receiving circuit 2112 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wire transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similar to the TV signal receiving circuit 2113, the TV signal system to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 2104.

【0138】また、画像入力インターフェース回路21
11は、例えばTVカメラや画像読み取りスキャナ等の
画像入力装置から供給される画像信号を取り込むための
回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ2104に出
力される。
Further, the image input interface circuit 21
Reference numeral 11 denotes a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner, and the captured image signal is output to the decoder 2104.

【0139】また、画像メモリインターフェース回路2
110は、ビデオテープレコーダ(以下VTRと略す)
に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ2104に出力される。
Further, the image memory interface circuit 2
110 is a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR)
Is a circuit for capturing the image signal stored in the decoder 2104. The captured image signal is output to the decoder 2104.

【0140】また、画像メモリインターフェース回路2
109は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を
取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコー
ダ2104に出力される。
Further, the image memory interface circuit 2
Reference numeral 109 denotes a circuit for capturing an image signal stored in the video disk, and the captured image signal is output to the decoder 2104.

【0141】また、画像メモリインターフェース回路2
108は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像
データを記憶している装置から画像信号を取り込むため
の回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ21
04に出力される。
Further, the image memory interface circuit 2
Reference numeral 108 denotes a circuit for taking in an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disk.
It is output to 04.

【0142】また、入出力インターフェース回路210
5は、本画像形成装置と外部のコンピュータもしくはコ
ンピュータネットワークもしくはプリンタ等の出力装置
とを接続するための回路である。画像データや文字デー
タ・図形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合
によっては本画像形成装置の備えるCPU2106と外
部との間で制御信号や数値データの入出力等を行うこと
も可能である。
Further, the input / output interface circuit 210
Reference numeral 5 is a circuit for connecting the image forming apparatus to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. In addition to inputting / outputting image data, character data, and graphic information, in some cases, it is possible to input / output control signals and numerical data between the CPU 2106 of the image forming apparatus and the outside. is there.

【0143】また、画像生成回路2107は、前記入出
力インターフェース回路2105を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報や、あるいはCPU
2106より出力される画像データや文字・図形情報に
基づき表示用画像データを生成するための回路である。
本回路の内部には、例えば画像データや文字・図形情報
を蓄積するための書き換え可能メモリや、文字コードに
対応する画像パターンが記憶されている読みだし専用メ
モリや、画像処理を行うためのプロセッサ等をはじめと
して画像の生成に必要な回路が組み込まれている。本回
路により生成された表示用画像データは、デコーダ21
04に出力されるが、場合によっては前記入出力インタ
ーフェース回路2105を介して外部のコンピュータネ
ットワークやプリンタ入出力することも可能である。
Further, the image generation circuit 2107 is provided with image data, character / graphic information, or a CPU which is externally input via the input / output interface circuit 2105.
A circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from 2106.
Inside this circuit, for example, a rewritable memory for accumulating image data and character / graphic information, a read-only memory in which image patterns corresponding to character codes are stored, and a processor for performing image processing Etc. and the circuits necessary for image generation are incorporated. The display image data generated by this circuit is the decoder 21.
However, in some cases, it is also possible to input / output to / from an external computer network or printer via the input / output interface circuit 2105.

【0144】また、CPU2106は、主として本画像
形成装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に
関わる作業を行う。例えば、マルチプレクサ2103に
制御信号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像
信号を適宜選択したり組み合わせたりする。また、その
際には表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコ
ントローラ2102に対して制御信号を発生し、画面表
示周波数や走査方法(例えばインターレース方式または
ノンインターレース方式)や一画面の走査線の本数等の
画像形成装置の動作を適宜制御する。
Further, the CPU 2106 mainly performs operations related to operation control of the image forming apparatus and generation, selection and editing of a display image. For example, a control signal is output to the multiplexer 2103 to appropriately select or combine image signals to be displayed on the display panel. At that time, a control signal is generated to the display panel controller 2102 according to the image signal to be displayed, and the screen display frequency, the scanning method (for example, the interlace system or the non-interlace system), the number of scanning lines in one screen, etc. The operation of the image forming apparatus is controlled appropriately.

【0145】また、前記画像生成回路2107に対して
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるい
は前記入出力インターフェース回路2105を介して外
部のコンピュータやメモリをアクセスして画像データや
文字・図形情報を入力する。尚、CPU2106は、こ
れ以外の目的の作業にも関わるものであっても良いこと
は言うまでもない(例えば、パーソナルコンピュータや
ワードプロセッサ等のように、情報を生成したり処理す
る機能に直接関わっても良い)。あるいは、前述したよ
うに入出力インターフェース回路2105を介して外部
のコンピュータネットワークと接続し、例えば数値計算
等の作業を外部機器と協同して行っても良い。
Image data or character / graphic information may be directly output to the image generation circuit 2107, or an external computer or memory may be accessed via the input / output interface circuit 2105 to generate image data or character / figure information. Enter graphic information. It is needless to say that the CPU 2106 may be involved in work for purposes other than this (for example, it may be directly involved in a function of generating or processing information, such as a personal computer or a word processor). ). Alternatively, as described above, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 2105, and work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0146】また、入力部2114は、前記CPU21
06に使用者が命令やプログラム、あるいはデータ等を
入力するためのものであり、例えばキーボードやマウス
のほか、ジョイスティック,バーコードリーダ,音声認
識装置等多ような入力機器を用いることが可能である。
The input unit 2114 is the CPU 21
A user inputs commands, programs, data, and the like into 06. For example, in addition to a keyboard and a mouse, various input devices such as a joystick, a bar code reader, and a voice recognition device can be used. .

【0147】また、デコーダ2104は、画像生成回路
2107ないしTV信号受信回路2113より入力され
る種々の画像信号を3原色信号、または輝度信号とI信
号,Q信号に逆変換するための回路である。尚、同図中
に点線で示すように、デコーダ2104は内部に画像メ
モリを備えるのが望ましい。これは、例えばMUSE方
式をはじめとして、逆変換するに際して画像メモリを必
要とするようなテレビ信号を扱うためである。また、画
像メモリを備えることにより、静止画の表示が容易にな
る、あるいは前記画像生成回路2107及びCPU21
06と協同して画像の間引き,補間,拡大,縮小,合成
をはじめとする画像処理や編集が容易に行えるようにな
るという利点が生まれるからである。
The decoder 2104 is a circuit for inversely converting various image signals input from the image generation circuit 2107 or the TV signal reception circuit 2113 into three primary color signals or luminance signals and I signals and Q signals. . Incidentally, it is desirable that the decoder 2104 has an image memory therein, as indicated by a dotted line in FIG. This is to handle a television signal that requires an image memory for reverse conversion, such as the MUSE method. Further, the provision of the image memory facilitates the display of a still image, or the image generation circuit 2107 and the CPU 21.
This is because in cooperation with 06, there is an advantage that image processing and editing such as image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and composition can be easily performed.

【0148】また、マルチプレクサ2103は、CPU
2106より入力される制御信号に基づき表示画像を適
宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ2103
はデコーダ2104から入力される逆変換された画像信
号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回路210
1に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像
信号を切り替えて選択することにより、いわゆる多画面
テレビのように、一画面を複数の領域に分けて領域によ
って異なる画像を表示することも可能である。
The multiplexer 2103 is a CPU
The display image is appropriately selected based on the control signal input from the 2106. That is, the multiplexer 2103
Selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 2104 and selects the drive circuit 210.
Output to 1. In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen TV. .

【0149】また、ディスプレイパネルコントローラ2
102は、CPU2106より入力される制御信号に基
づき駆動回路2101の動作を制御するための回路であ
る。
The display panel controller 2
Reference numeral 102 denotes a circuit for controlling the operation of the drive circuit 2101 based on a control signal input from the CPU 2106.

【0150】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
にかかわるものとして、例えばディスプレイパネルの駆
動用電源(図示せず)の動作シーケンスを制御するため
の信号を駆動回路2101に対して出力する。また、デ
ィスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、例え
ば画面表示周波数や走査方法(例えばインターレース方
式またはノンインターレース方式)を制御するための信
号を駆動回路2101に出力する。また、場合によって
は表示画像の輝度やコントラストや色調やシャープネス
といった画質の調整に関わる制御信号を駆動回路210
1に対して出力する場合もある。
First, as a component related to the basic operation of the display panel, for example, a signal for controlling the operation sequence of a display panel drive power source (not shown) is output to the drive circuit 2101. In addition, as a signal relating to the driving method of the display panel, for example, a signal for controlling a screen display frequency and a scanning method (for example, an interlace system or a non-interlace system) is output to the drive circuit 2101. In some cases, the drive circuit 210 outputs control signals relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image.
1 may be output.

【0151】また、駆動回路2101は、ディスプレイ
パネル2100に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ2103から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ21
02より入力される制御信号に基づいて動作するもので
ある。
The drive circuit 2101 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 2100, and the image signal input from the multiplexer 2103 and the display panel controller 21.
02 operates based on a control signal input from the control unit 02.

【0152】以上、各部の機能を説明したが、図15に
例示した構成により、本画像形成装置においては多様な
画像情報源より入力される画像情報をディスプレイパネ
ル2100に表示することが可能である。即ち、テレビ
ジョン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ2
104において逆変換された後、マルチプレクサ210
3において適宜選択され、駆動回路2101に入力され
る。一方、ディスプレイコントローラ2102は、表示
する画像信号に応じて駆動回路2101の動作を制御す
るための制御信号を発生する。駆動回路2101は、上
記画像信号と制御信号に基づいてディスプレイパネル2
100に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレ
イパネル2100において画像が表示される。これらの
一連の動作は、CPU2106により統括的に制御され
る。
Although the functions of the respective parts have been described above, the image information input from various image information sources can be displayed on the display panel 2100 in the present image forming apparatus with the configuration illustrated in FIG. . That is, various image signals such as television broadcasting are transmitted to the decoder 2
After inverse conversion at 104, multiplexer 210
3 is appropriately selected and input to the drive circuit 2101. On the other hand, the display controller 2102 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 2101 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 2101 controls the display panel 2 based on the image signal and the control signal.
100 is applied with a drive signal. Accordingly, an image is displayed on display panel 2100. These series of operations are totally controlled by the CPU 2106.

【0153】また、本形成装置においては、デコーダ2
104に内蔵する画像メモリや、画像生成回路2107
及びCPU2106が関与することにより、単に複数の
画像情報の中から選択したものを表示するだけでなく、
表示する画像情報に対して、例えば拡大,縮小,回転,
移動,エッジ強調,間引き,補間,色変換,画像の縦横
比変換等をはじめとする画像処理や、合成,消去,接
続,入れ換え,はめ込み等をはじめとする画像編集を行
うことも可能である。また、本実施形態の説明では特に
触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同ように、
音声情報に関しても処理や編集を行うための専用回路を
設けても良い。
Further, in the present forming apparatus, the decoder 2
An image memory built in 104 and an image generation circuit 2107
In addition to the display of a selection from a plurality of image information, the involvement of the CPU 2106 and
For image information to display, for example, enlargement, reduction, rotation,
It is also possible to perform image processing such as movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, and aspect ratio conversion of images, and image editing such as combining, erasing, connecting, replacing, and fitting. Further, although not particularly mentioned in the description of the present embodiment, like the image processing and image editing described above,
A dedicated circuit for processing and editing audio information may also be provided.

【0154】従って、本画像形成装置は、テレビジョン
放送の表示機器,テレビ会議の端末機器,静止画像及び
動画像を扱う画像編集機器,コンピュータの端末機器,
ワードプロセッサをはじめとすること務用端末機器,ゲ
ーム機等の機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業
用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。尚、上
記の図15の構成は、表面伝導型放出素子を電子ビーム
源とするディスプレイパネルを用いた画像形成装置の構
成の一例であり、これのみに限定されるものではないこ
とは言うまでもない。例えば、図15の構成要素のうち
使用目的により、必要のない機能に関わる回路は省いて
も差し支えない。またこれとは逆に、使用目的によって
は更に構成要素を追加しても良い。例えば、本形成装置
をテレビ電話機として応用する場合には、テレビカメ
ラ,音声マイク,照明機,モデムを含む送受信回路等を
構成要素に追加するのが好適である。
Therefore, the present image forming apparatus includes a display device for television broadcasting, a terminal device for a video conference, an image editing device for handling still images and moving images, a terminal device for a computer,
It is possible to combine the functions of a word processor and other business terminal devices, game consoles, etc., and it has a very wide range of applications for industrial or consumer use. It is needless to say that the above-described configuration of FIG. 15 is an example of the configuration of an image forming apparatus using a display panel having a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, and is not limited to this. For example, among the constituent elements of FIG. 15, circuits related to unnecessary functions may be omitted depending on the purpose of use. On the contrary, the constituent elements may be added depending on the purpose of use. For example, when the present forming apparatus is applied as a video telephone, it is preferable to add a television camera, a voice microphone, an illuminator, a transmission / reception circuit including a modem, and the like to the components.

【0155】本形成装置においては、とりわけ表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルが
容易に薄形化できるため、画像形成装置全体の奥行きを
小さくすることが可能である。それに加えて、表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは
大画面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるた
め、本画像形成装置は臨場感にあふれ、迫力に富んだ画
像を視認性良く表示することが可能である。
In this forming apparatus, the display panel using the surface conduction electron-emitting device as the electron beam source can be easily thinned, so that the depth of the entire image forming apparatus can be reduced. In addition, a display panel that uses a surface-conduction type electron-emitting device as an electron beam source can easily enlarge a screen, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics, so that the image forming apparatus is highly realistic and has a powerful image. Can be displayed with good visibility.

【0156】[0156]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷
陰極型電子放出素子が複数配置された電子放出源を備え
た画像形成装置であって、発光特性の変化を防止するこ
とができる画像形成装置及びその発光特性の変化防止方
法の提供が実現する。即ち、放出素子が放出する放出電
流の変動を、放出される電子の加速電圧及び/または各
放出素子に印加する駆動電圧を制御して1行毎に補正す
ることにより、輝度の変動を防止する。これにより長期
間にわたって表示輝度の安定した高品位な画像形成が実
現する。従って、多少の真空雰囲気の変動や素子特性自
体の経時変化であれば本発明により補正可能となるた
め、製造コストの低減も実現する。
As described above, according to the present invention, an image forming apparatus having an electron emission source in which a plurality of cold cathode type electron emission elements are arranged can be prevented from changing its light emission characteristics. It is possible to provide an image forming apparatus and a method for preventing a change in its light emitting characteristic. That is, the fluctuation of the emission current emitted by the emitting element is corrected row by row by controlling the accelerating voltage of the emitted electrons and / or the drive voltage applied to each emitting element to prevent the variation of the luminance. . As a result, high-quality image formation with stable display brightness for a long period of time is realized. Therefore, the present invention can correct a slight change in the vacuum atmosphere and a change with time in the element characteristic itself, and thus the manufacturing cost can be reduced.

【0157】[0157]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態としての画像形成装置
の駆動回路のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a drive circuit of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態としての画像形成装置
の駆動回路のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a drive circuit of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施形態としての画像形成装置
の駆動回路のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a drive circuit of an image forming apparatus as a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態に用いた表示パネルの斜視図
である。
FIG. 4 is a perspective view of a display panel used in an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態としてのフェースプレートの
蛍光体配列を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a phosphor array of a face plate as an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態としての表面伝導型放出素子
の平面図及び断面図である。
FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view of a surface conduction electron-emitting device as an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態としての平面型の表面伝導型
放出素子の製造工程を説明するための断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the planar surface conduction electron-emitting device as the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態としての通電フォーミング処
理における印加電圧波形の一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an applied voltage waveform in the energization forming process according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態としての通電活性化処理にお
ける印加電圧及び放出電流を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating applied voltage and emission current in the energization activation process according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態としての垂直型の表面伝導
型放出素子の断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device as an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施形態としての垂直型の表面伝導
型放出素子の製造工程を説明するための断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a vertical surface conduction electron-emitting device as an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施形態としての表面伝導型放出素
子の特性を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing characteristics of a surface conduction electron-emitting device as an embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施形態としてのマルチ電子ビーム
源の基板の平面図である。
FIG. 13 is a plan view of a substrate of a multi-electron beam source as an embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施形態としてのマルチ電子ビーム
源の基板の断面図である。
FIG. 14 is a sectional view of a substrate of a multi-electron beam source according to an embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施形態としての画像形成装置を用
いた多機能画像形成装置のブロック構成図である。
FIG. 15 is a block configuration diagram of a multifunctional image forming apparatus using the image forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.

【図16】従来例としての表面伝導型放出素子の平面図
である。
FIG. 16 is a plan view of a surface conduction electron-emitting device as a conventional example.

【図17】従来例としてのFE型の放出素子の断面図で
ある。
FIG. 17 is a cross-sectional view of a conventional FE type emission element.

【図18】従来例としてのMIM型の放出素子の断面図
である。
FIG. 18 is a cross-sectional view of a MIM type emission element as a conventional example.

【図19】従来例としての表面伝導型放出素子を複数配
列したマルチ電子ビーム源を説明する図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a multi-electron beam source in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged as a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301 デコーダ 102,202,302 タイミング発生回路 103,203,303 S/H回路 104,204,304 信号配列変換回路 105,205,305 S/P変換回路 106,206,306 パルス幅変換回路 107,207,307 画像形成パネル 108,208,308 走査回路 109,209,309 加速電圧印加回路 110,210,310 演算回路 111,211,311 Ie検出回路 212,312 素子電圧印加手段 1001 基板 1002 表面伝導型放出素子 1003 行方向配線 1004 列方向配線 1005 リアプレート 1006 側壁 1007 フェースプレート 1008 蛍光膜 1009 メタルバック 1010 黒色導電体 1101 基板 1102,1103 素子電極 1104 導電性薄膜 1105 電子放出部 1110 フォーミング用電源 1111 電流計 1112 活性化用電源 1113 薄膜 1114 アノード電極 1115 直流高電圧電源 1116 電流計 1201 基板 1202,1203 素子電極 1204 導電性薄膜 1205 電子放出部 1206 段差形成部材 1213 薄膜 2100 ディスプレイパネル 2101 駆動回路 2102 ディスプレイコントローラ 2103 マルチプレクサ 2104 デコーダ 2105 入出力インターフェース回路 2106 CPU 2107 画像生成回路 2108,2109及び2110 画像メモリインター
フェース回路 2111 画像入力インターフェース回路 2112,2113 TV信号受信回路 2114 入力部 3001 基板 3004 導電性薄膜 3005 電子放出部 3010 基板 3011 エミッタ配線 3012 エミッタコーン 3013 絶縁層 3014 ゲート電極 3020 基板 3021 下電極 3022 絶縁層 3023 上電極 4001 冷陰極素子 4002 行方向配線 4003 列方向配線 4004,4005 配線抵抗
101, 201, 301 Decoder 102, 202, 302 Timing generation circuit 103, 203, 303 S / H circuit 104, 204, 304 Signal array conversion circuit 105, 205, 305 S / P conversion circuit 106, 206, 306 Pulse width conversion Circuit 107, 207, 307 Image forming panel 108, 208, 308 Scanning circuit 109, 209, 309 Accelerating voltage applying circuit 110, 210, 310 Operation circuit 111, 211, 311 Ie detection circuit 212, 312 Element voltage applying means 1001 Substrate 1002 Surface-conduction type emission device 1003 Row direction wiring 1004 Column direction wiring 1005 Rear plate 1006 Side wall 1007 Face plate 1008 Fluorescent film 1009 Metal back 1010 Black conductor 1101 Substrate 1102, 1103 Element electrode 1 04 conductive thin film 1105 electron emission part 1110 forming power supply 1111 ammeter 1112 activation power supply 1113 thin film 1114 anode electrode 1115 direct current high voltage power supply 1116 ammeter 1201 substrate 1202, 1203 element electrode 1204 conductive thin film 1205 electron emission part 1206 step Forming member 1213 Thin film 2100 Display panel 2101 Drive circuit 2102 Display controller 2103 Multiplexer 2104 Decoder 2105 Input / output interface circuit 2106 CPU 2107 Image generation circuits 2108, 2109 and 2110 Image memory interface circuit 2111 Image input interface circuit 2112, 2113 TV signal receiving circuit 2114 Input unit 3001 Substrate 3004 Conductive thin film 300 Electron emission portion 3010 substrate 3011 emitter wiring 3012 emitter cone 3013 insulating layer 3014 gate electrode 3020 substrate 3021 under the electrode 3022 insulating layer 3023 over electrodes 4001 cold cathode elements 4002 line direction wirings 4003 column wirings 4004 and 4005 wiring resistance

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷陰極型の電子放出素子を行列状に複数
配置した電子放出源と、前記電子放出素子のうち、1走
査分の映像信号にあたる電子放出素子だけを選択し、前
記電子放出素子が接続された行方向配線と列方向配線と
を介して駆動する駆動手段と、前記駆動手段により駆動
された電子放出素子が放出する電子を加速する加速手段
と、前記加速手段により加速された電子により蛍光面を
発光させる発光手段とを備えた画像形成装置において、 更に、前記電子放出素子が放出する電子の量を、放出電
流値として計測する計測手段と、 前記1走査分の映像信号に基づいて、理論放出電流値を
算出し、その理論放出電流値と前記放出電流値とを略一
致させるべく、前記駆動手段及び/または前記加速手段
の出力を補正する補正演算手段と、を備えたことを特徴
とする画像形成装置。
1. An electron emission source in which a plurality of cold cathode type electron emission elements are arranged in a matrix, and among the electron emission elements, only an electron emission element corresponding to a video signal for one scan is selected, and the electron emission element is selected. Driving means for driving via row and column wirings connected to each other, accelerating means for accelerating electrons emitted by the electron-emitting device driven by the driving means, and electrons accelerated by the accelerating means. In the image forming apparatus including a light emitting unit that emits light from the phosphor screen, a measuring unit that measures the amount of electrons emitted by the electron-emitting device as an emission current value; And a correction calculation unit that corrects the output of the drive unit and / or the acceleration unit so that the theoretical emission current value and the emission current value substantially match. Image forming apparatus, characterized in that the.
【請求項2】 前記1走査分の映像信号は、前記行方向
配線1本分の映像信号であることを特徴とする請求項1
記載の画像形成装置。
2. The video signal for one scan is a video signal for one line in the row direction.
The image forming apparatus as described in the above.
【請求項3】 前記駆動手段は、前記映像信号の強度に
応じたパルス幅を有する駆動パルスを生成することを特
徴とする請求項1または請求項2記載の画像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the drive unit generates a drive pulse having a pulse width according to the intensity of the video signal.
【請求項4】 前記駆動手段は、前記映像信号の強度に
応じた電圧を有し、且つ個々のパルスが所定の幅を有す
る駆動パルスを生成することを特徴とする請求項1また
は請求項2記載の画像形成装置。
4. The driving means has a voltage according to the intensity of the video signal, and each driving pulse generates a driving pulse having a predetermined width. The image forming apparatus described.
【請求項5】 前記補正演算手段は、前記発光手段が形
成する画像の輝度を前記放出電流と線形な発光特性で表
示する場合には、前記放出電流量を係数倍して前記理論
放出電流値を算出することを特徴とする請求項1または
請求項2記載の画像形成装置。
5. The theoretical calculation current value is obtained by multiplying the amount of emission current by a factor when displaying the brightness of an image formed by the light emission device with a light emission characteristic that is linear with the emission current. The image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein
【請求項6】 前記補正演算手段は、前記画像形成装置
が前記映像信号をガンマ変換する場合には、そのガンマ
曲線に応じて前記理論放出電流値を算出することを特徴
とする請求項1または請求項2記載の画像形成装置。
6. The correction calculation means calculates the theoretical emission current value according to a gamma curve when the image forming apparatus performs gamma conversion on the video signal. The image forming apparatus according to claim 2.
【請求項7】 前記発光手段は、前記電子放出素子が放
出する電子を平板上の電極を介して複数の蛍光体を有す
る前記蛍光面に照射することにより画像を形成すること
を特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の画
像形成装置。
7. The light emitting means forms an image by irradiating the phosphor screen having a plurality of phosphors with electrons emitted from the electron-emitting device through an electrode on a flat plate. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 前記蛍光体は、赤、緑、青の3原色であ
り、ストライプ状または三角形状に複数配列されている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載
の画像形成装置。
8. The phosphor according to claim 1, wherein the phosphor has three primary colors of red, green, and blue, and a plurality of the phosphors are arranged in a stripe shape or a triangular shape. Image forming apparatus.
【請求項9】 冷陰極型の電子放出素子を行列状に複数
配置した電子放出源を形成し、前記電子放出素子のう
ち、1走査分の映像信号にあたる電子放出素子だけを選
択し、前記電子放出素子が接続された行方向配線と列方
向配線とを介して駆動する駆動工程と、電子放出素子が
放出する電子を加速する加速工程と、前記加速工程で加
速された電子により蛍光面を発光させることにより画像
を形成する画像形成装置における発光特性の変化防止方
法であって、 更に、前記電子放出素子が放出する電子の量を、放出電
流値として計測し、 前記1走査分の映像信号に基づいて理論放出電流値を算
出し、 その理論放出電流値と前記放出電流値とを略一致させる
べく、前記駆動工程及び/または前記加速工程の出力を
補正する補正演算工程と、を備えたことを特徴とする発
光特性の変化防止方法。
9. An electron emission source is formed by arranging a plurality of cold cathode type electron emission elements in a matrix, and only the electron emission element corresponding to a video signal for one scanning is selected from the electron emission elements, and the electron emission element is selected. A driving process of driving through the row-direction wiring and the column-direction wiring to which the emitting devices are connected, an accelerating process of accelerating the electrons emitted by the electron-emitting devices, and a phosphor screen emitting light by the electrons accelerated in the accelerating process A method for preventing changes in light emission characteristics of an image forming apparatus for forming an image by further comprising: measuring an amount of electrons emitted by the electron-emitting device as an emission current value, and converting the amount of electrons into a video signal for one scan. And a correction calculation step of correcting the output of the driving step and / or the acceleration step so that the theoretical emission current value is calculated based on the theoretical emission current value and the emission current value and the emission current value are substantially equal to each other. A method for preventing changes in light emission characteristics, which is characterized in that
【請求項10】 前記1走査分の映像信号は、前記行方
向配線1本分の映像信号であることを特徴とする請求項
9記載の発光特性の変化防止方法。
10. The light emission characteristic change preventing method according to claim 9, wherein the video signal for one scan is a video signal for one line in the row direction.
【請求項11】 前記駆動工程において、前記映像信号
の強度に応じたパルス幅を有する駆動パルスを生成する
ことを特徴とする請求項9または請求項10記載の発光
特性の変化防止方法。
11. The method according to claim 9, wherein in the driving step, a driving pulse having a pulse width corresponding to the intensity of the video signal is generated.
【請求項12】 前記駆動工程において、前記映像信号
の強度に応じた電圧を有し、且つ個々のパルスが所定の
幅を有する駆動パルスを生成することを特徴とする請求
項9または請求項10記載の発光特性の変化防止方法。
12. The driving pulse having a voltage according to the intensity of the video signal and each driving pulse having a predetermined width is generated in the driving step. A method for preventing a change in the light emission characteristics described.
【請求項13】 前記蛍光面に形成する画像の輝度を前
記放出電流と線形な発光特性で表示する場合、前記補正
演算工程において前記放出電流量を係数倍して前記理論
放出電流値を算出することを特徴とする請求項9または
請求項10記載の発光特性の変化防止方法。
13. The theoretical emission current value is calculated by multiplying the emission current amount by a coefficient in the correction calculation step when displaying the brightness of the image formed on the phosphor screen with a light emission characteristic that is linear with the emission current. The method for preventing change in light emission characteristics according to claim 9 or 10, characterized in that.
【請求項14】 前記映像信号をガンマ変換する場合、
そのガンマ曲線に応じて前記補正演算工程において前記
理論放出電流値を算出することを特徴とする請求項9ま
たは請求項10記載の発光特性の変化防止方法。
14. When gamma-converting the video signal,
11. The method for preventing change in light emission characteristics according to claim 9, wherein the theoretical emission current value is calculated in the correction calculation step according to the gamma curve.
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