CN1086507C - 成象装置 - Google Patents

成象装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1086507C
CN1086507C CN94103553A CN94103553A CN1086507C CN 1086507 C CN1086507 C CN 1086507C CN 94103553 A CN94103553 A CN 94103553A CN 94103553 A CN94103553 A CN 94103553A CN 1086507 C CN1086507 C CN 1086507C
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
electron
electron beam
circuit
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN94103553A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1104369A (zh
Inventor
山口英司
长田芳幸
鲈英俊
武田俊彦
户岛博彰
矶野青儿
铃木朝岳
外处泰之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN1104369A publication Critical patent/CN1104369A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1086507C publication Critical patent/CN1086507C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H01J1/316—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode having an electric field parallel to the surface, e.g. thin film cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • H01J31/123—Flat display tubes
    • H01J31/125—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
    • H01J31/127—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/30—Picture reproducers using solid-state colour display devices
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0242—Compensation of deficiencies in the appearance of colours
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0271—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping
    • G09G2320/0276—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping for the purpose of adaptation to the characteristics of a display device, i.e. gamma correction
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0666—Adjustment of display parameters for control of colour parameters, e.g. colour temperature
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2014—Display of intermediate tones by modulation of the duration of a single pulse during which the logic level remains constant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/316—Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
    • H01J2201/3165—Surface conduction emission type cathodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

彩色显示装置具有抽空的容器，其中至少容纳在基底上排列了多个表面传导电子发射器件的电子束产生源，和响应来自所述电子束产生源的电子束辐射而发光的三基色红、绿、蓝荧光物质。设置了一调制器，它根据图象信号调制照射在荧光物质上的电子束，并具有对图象信号进行γ校正的γ校正器。调制器根据预先由γ校正器校正的图象信号调制电子束。

Description

成象装置
本发明涉及一种电子源和作为其应用的一种成象装置，诸如显示装置。更具体地说，本发明涉及一种成象装置和成象方法，其中多个冷阴极电子源在一个平面中以二维的方式排列，以提供色彩显示。
已知的电子发射装置有两种，即热离子阴极和冷阴极电子源。冷阴极电子源的例子是场发射型的电子发射装置(以下缩写为FE)、金属/绝缘物/金属型(以下缩写为MIM)、和表面传导发射型(以下缩写为SCE)。
FE型的已知的例子由W.P.Dyke和W.W.Dolan在Advance in Electron Physics，8.89(1956)上的″Field emission″的论文中和由C.A.Spindt在J.Appl.Phys.，47.5248(1976)上的″Physical properties of thin-film field emission cathodeswith molybdenum cones″的论文中进行了描述。
MIM型的一个已知例子由C.A.Mead在J.Appl.Phys.，32.616(1961)上的论文″The tunnel-emission amplifier″中进行了描述。
SCE型的一个已知例子，由M.I.Elinson在Radio.Eng.Electron Phys.，10(1965)中进行了描述。
该SCE型利用了在制作在一个基底上的小区域薄膜中使电流平行于膜的表面流过而产生电子发射的现象。
已报告了这种表面传导电子发射器件的各种例子。根据上述Elinson的一种器件依赖于一层SnO2薄膜。其他的例子采用了Au薄膜(G.Dillmer：″ThinSolid Films"，9.319(1972))、In2O3/SnO2薄膜(M.Harwell和C.G.Fonstad：″IEEE Trans.E.D.Conf.″，519(1975))、和碳薄膜(Hisashi Araki等人：″Vacuum″，Vol.26，No.1，p.22(1983))。
图33显示了M.Hartwell的器件的构造。该器件是典型的表面传导电子发射器件。如图33所示，标号2501表示一绝缘基底。标号2502表示一H形的、用于制作电子发射区的薄膜。薄膜2502包括用溅射制成的金属氧化物薄膜。一电子发射区2503用将在下面描述的、叫做“成形”的电化工艺制成。标号2504表示一薄膜，它包括制作在薄膜上的电子发射区2503，该薄膜用于形成电子发射区。此外，L1被设定为0.5-1mm，而W被设定为0.1mm。
在这些传统的表面传导电子发射器件中，电子发射区2503一般是利用所谓的“成形”起电工艺制作在薄膜2502上的。该薄膜用于形成电子发射区。根据该成形工艺，在用于制作电子发射区的薄膜2502上加有一电压，以局部地破坏、变形或改变薄膜2502的性质并形成具有高电阻的电子发射区2503。
该成形工艺在用于形成电子发射区的薄膜2502的一部分上造成了裂缝。电子从裂缝的附近被发射出来。在已受到上述成形处理的表面传导电子发射器件中，将一电压加到薄膜2502上，且使一电流经过该器件，从而从电子发射区2503发射出电子。
在这些传统的表面传导电子发射器件的实际应用中，遇到了各种问题。然而，本发明者通过在以下所述改进方面的深入的研究，解决了这些实际问题。
由于上述表面传导电子发射器件结构简单且容易制作，所以一个优点是可在大的表面区域设置大量的器件。因此，已研究了利用这一特征的多种应用。例如，可提到的有电子束源和显示装置。作为其中若干表面传导电子发射器件形成一个阵列的器件的例子，可提到的有一种电子源，其中表面传导电子发射器件被平行地排列且各器件的两端均通过连线连接以获得一行，其中若干行被排列在一个阵列中(例如，参见本申请人递交的日本专利申请公开1-031332号)。
另外，在诸如显示装置之类的成象装置中，利用液晶的平面型显示器最近变得流行起来，以代替CRT。然而，由于这种显示器自己不发光，所以一个问题是它们需要背景光。因此，需要开发一种可自己发光的显示装置。
由于上述表面传导电子发射器件结构简单且容易制作，所以一个优点是可在大的表面区域上设置大量的器件。因此，利用这一特征有大量的应用。
在利用上述已知的表面传导电子发射器件制作的原型成象装置中，遇到了某些问题。现在来描述这些问题。
例如，如在日本专利公开45-31615号的说明书中所描述的，已经开发了如图34和35所示的显示装置。图35表示从图34中的箭头A的方向所看到的显示装置。该显示装置包括串联的横向电流电子发射体2512和条形的透明电极2514；适当的设置电极2514，以与电子发射体2512一起形成晶格。每个均具有小孔2513’的玻璃板2513被设置在横向电流电子发射体2512和透明电极2514之间。以适当的方式设置玻璃板2513，从而使孔2513’处在与横向电流电子发射体2512和透明电极2514相交的位置。另外，在孔2513’中封闭有气体。由于该气体的放电，只有发射电子的横向电流电子发射体2512和加有加速电压E2的透明电极2514的相交处发射光。
虽然在上述日本专利公开45-31615号中没有详细地描述横向电流电子发射体2512，但所公布的材料(一金属薄膜，一NESA膜)和颈部分2512的结构都与上述表面传导电子发射器件的相同，所以相信所公布的器件属于表面传导电子发射器件的范围。(另外，本申请的发明人所用的术语“表面传导电子发射器件”与薄膜手册中的描述相符合。)
上述显示装置所遇到的问题如下：
(1)从横向电流电子发射体发射的电子得到了加速并与气体分子碰撞，以在显示装置中产生放电。然而，即使相同的电流通过横向电流电子发射体，放电所发射的光的亮度也不一致，而且就是对同一象素也有亮度的增减现象。这是由于放电的强度与气体的状态有密切关系，因而导致了很差的可控制性。另一原因是横向电流电子发射体的输出在15mmHg的压强下并不总是稳定的，这是在实验中引入的。因此，上述显示装置在提供多色调显示上有困难，且这种显示装置的使用受到了限制。
(2)虽然有可能通过改变封闭在上述显示装置中的气体类型来改变所发射的光的色彩，但一般借助放电光发射而获得的可见光的波长受到限制，而且并不是总能得到宽的色彩范围。另外，也有这样的情况，即放电光发射的最佳压强随着气体的类型而变化。因此，当试图改变借助单一的显示屏显示的色彩时，必须改变封闭在每个孔中的气体的类型和压强。这使得显示屏的结构非常复杂。把三个显示屏—其每个当中均封闭有不同的气体以改变色彩—叠在一起是不实际的。
(3)上述显示装置具有复杂的结构，因为它是诸如横向电流电子发射体的基底、透明电极和充气孔的元件的组合。这使得难以提供成本低廉的显示装置。另外，如上述专利公开所述，放电光发射的阈值电压高达35V。这意味着需要在驱动显示屏的电路中采用具有高耐压的电器件。这也造成了显示装置成本的增加。
因此，在用传统的表面传导电子发射器件的情况下，当通过引起气体放电来发光并产生色彩时，就产生了上述的问题。
有一种可行的方法，它利用荧光物质来在装有表面传导电子发射器件的图象显示装置中发射光和产生色彩。然而，借助荧光物质所发出的光的亮度一般与照射到它上面的电流密度不成线性关系。另外，该特性对每种基色(红(R)、绿(G)和蓝(B))是不同的。因此，当使相对于各个颜色R、G、B的辐射电流为相同的可变量时，在改变之前和改变之后，颜色R、G、B的发光亮度比率一般是不同的。换言之，各个颜色的平衡是不同的。
本发明就是考虑到前述问题而提出的，其目的在于提供一种采用表面传导电子发射器件的成象装置和方法，其中可获得高质量的色调显示特性，而且在颜色改变时容易实现对偏色的控制和对色彩平衡的控制。
为了实现上述目的，根据本发明的一种成象装置具有以下特征：
(1)具体地，提供一种具有电子束发生源的成象装置，它包括：被排列在一个基底上的多个表面传导电子发射器件；用于三基色红、绿和黄的荧光物，这些荧光物被用于在被来自电子束发生源的电子束辐射时发光，至少电子束发生源和荧光物被密封在一真空容器中；以及用于调制该电子束的调制装置，电子根据图象信号对荧光物进行辐射，其中该调制装置具有用于使图象信号得到γ校正的校正装置。
用在本发明的彩色显示装置中成象方法，通过根据预先由校正装置进行了γ校正的图象信号调制电子束形成图象。
(2)可用在本发明的彩色显示装置中的电子束发生源，包括以二维方式设置在基底上的多个表面传导电子发射器件，这些器件借助沿行方向的连线和沿列方向的连线而被连接成矩阵形式。
(3)在具有(2)中所述的电子束发生源的彩色显示装置中，调制装置具有校正装置，用于根据发射电流强度与所加的电压之间的γ特性，来校正的图象信号。
(4)另外，该调制装置带有校正装置，用于根据荧光物的发光强度对电子束辐射量的γ特性，来校正图象信号。
(5)能用在本发明的彩色图象显示装置中的电子束发生源，包括一其中多个表面传导电子发射器件被沿基底上的行方向排列的器件组和一个电极阵列，其中栅电极在基底上或基底下沿列方向排列，该列方向大体与行方向垂直。
(6)在具有(5)中所述的电子束发生源的彩色图象显示装置中，调制装置具有校正装置，该校正装置用于根据荧光物的发光强度对电子束照射量的γ特性，来校正图象信号。
(7)该调制装置具有校正装置，该校正装置用于根据栅极的电子束发射量与栅极信号的γ特性，来校正图象信号。
(8)在本发明的彩色图象显示装置中，用于调制照射荧光物的电子束的调制方法，包括根据γ校正的图象信号来调制荧光物被电子束所照射的时间(脉冲)的长度。
(9)在采用(8)中所述的调制方法的彩色图象显示装置中，调制装置带有以各颜色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节调制信号的装置，该调制信号是用于调制电子束的。
(10)用于以各颜色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节调制电子束的调制信号的该装置，包括为经过γ校正的图象信号的各个色分量分别设置的比较器，该调节装置独立地对每个比较器的比较基准和图象信号之间的相互关系进行调节。
(11)用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节调制信号(它用于调制电子束)的装置，包括一个其放大系数可独立调节的放大器和一个比较器；为γ校正图象信号的每个色分量提供有该放大器和比较器；由该放大器放大的图象信号在比较器中被与基准值相比较，从而产生调制的脉冲。
(12)用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节调制信号(它用于调制电子束)的装置，包括为各个γ校正图象信号的色分量分别提供的脉宽调制器，该调节装置对各个脉宽调制器的工作基准时钟的频率进行独立的调节。
(13)在本发明的彩色图象显示装置中，用于调制照射荧光体的电子束的调制方法，包括根据γ校正图象信号来调制照射荧光物的电子束的电流幅度。
(14)在采用上述(13)中的调制方法的彩色图象显示装置中，调制装置带有以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节用于调制电子束的调制信号的装置。
(15)用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节用于调制电子束的调制信号的装置，包括为γ校正图象信号的各个色分量单独地提供的电平移相器，该调节装置独立地调节各个电平移相器的移动量。
(16)用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节调制信号(该调制信号用于调制电子束)的装置，包括为γ校正图象信号的各个色分量单独地提供的放大器，该调节装置独立地调节每个放大器的放大倍数。
根据本发明，根据装有表面传导电子发射器件的彩色发光屏的发光特性，对包括色调信息的各个色彩信号进行转换。通过根据转换的彩色信号来驱动发光板，可获得对色平衡和色偏进行了校正的图象。
通过下面结合附图所进行的描述，本发明的其他特征和优点将变得明显，在附图中相同的标号代表相同或类似的部分。
图1A和1B分别是平面和剖视图，显示了本发明所用的最佳平面型表面传导电子发射器件；
图2A和2B分别显示了本发明所用的最佳表面传导电子发射器件的制作工艺；
图3显示了本发明中采用的表面传导电子发射器件中的成形电压的波形；
图4显示了用于评价本发明中采用的表面传导电子发射器件的特性的装置；
图5显示了本发明中采用的最佳表面传导电子发射器件的电特性；
图6显示了本发明中采用的最佳阶梯型表面传导电子发射器件的结构；
图7是平面图，显示了在根据本发明的第一实施例的显示装置中采用的多个电子束源的结构；
图8和9A至9H是剖视图，用于描述图7所示的多个电子束源的制作工艺；
图10是平面图，用于描述图7中所示的多个电子束源的制作工艺；
图11是立体图，显示了该实施例的显示装置中采用的显示屏的构造；
图12A和12B是部分平面图，显示了该实施例的显示装置中采用的显示屏的面板；
图13A和13B是用于在根据本发明的一个实施例的显示装置中实现γ校正或色平衡调节的电路的框图；
图14显示了矩阵电路中的普通矩阵系数的一个例子；
图15A和15B显示了荧光物质的发光特性；
图16显示了普通电视中采用的矩阵电路的基本结构；
图17显示了本实施例中的矩阵电路的结构；
图18是框图，显示了第二实施例中的脉宽调制电路的结构的一个例子：
图19A、19B1至19B3、和19C1至19C3显示了在图18的电路中的各个点处的信号波形；
图20是框图，显示了第三实施例中的脉宽调制器的结构；
图21A至21C3显示了在图20的电路中各点处的信号波形；
图22是根据本发明的第四实施例的用于控制具有色调的彩色信号电路框图；
图23A至23C用于描述用图22的电路校正荧光物质的γ特性的方法；
图24是电路图，显示了图22中采用的脉宽调制电路的第一个例子；
图25A至25D用于描述第五实施例中控制具有色调的彩色信号的方法；
图26是根据第五实施例的、用于控制具有色调的彩色信号的电路的框图；
图27是框图，显示了根据第六实施例的彩色图象显示装置的结构；
图28A和B显示了荧光物质的发光特性；
图29是立体图，显示了第六实施例的显示装置中采用的彩色显示屏的结构；
图30显示了图29的显示屏中的栅极的调制特性：
图31是根据第七实施例的、用于控制具有色调的彩色信号的电路的框图；
图32是根据第八实施例的、用于控制具有色调的彩色信号的电路的框图：
图33是根据先有技术的表面传导电子发射器件的平面图；
图34显示了根据先有技术的显示装置的基本结构的一个例子；
图35是剖视图，显示了根据先有技术的显示装置。
现在描述根据本发明的成象装置的最佳模式。
(第一模式)
根据本发明的彩色显示装置包括：至少容纳电子束发生源的真空容器，其中在一基底上排列有多个表面传导电子发射器件；用于响应来自电子束发生源的电子束的照射而发光用的三基色红、绿和蓝荧光物质；用于根据一个图象信号调制照射荧光物质的电子束的调制装置，其中该调制装置有用于使图象信号受到γ校正的校正装置。
该真空容器包括位于其上形成有用于三种基色的荧光物质的内表面上的透光面板、一个底板和一个侧板。该透光面板的内表面上形成有三基色的荧光物。该容器的内部被保持在例如10-5-10-7乇的真空条件下。更具体地说，与具有涉及气体中的放电问题的传统装置不同，用于三基色的荧光物质是受到在真空中发射的电子束的直接照射的。这使得能够得到稳定的光发射。
本发明的彩色显示装置的成象方法通过根据由校正装置预先进行了γ校正的图象信号来调制电子束而来形成图象。
具体地，多种图象信号(诸如那些由NTSC系统、PAL系统、SECAM系统或在高清晰度电视中获得的信号)根据显示屏(其中电子源装有表面传导电子发射器件)的显示特性预先得到校正，且该显示屏根据校正过的图象信号而得到了调制，从而获得了高保真的显示图象。
在下面的第二和第五模式中将描述电子源，它具有在根据本发明的彩色显示装置中采用的、由多个表面传导电子发射器件组成的阵列。
另外，将在第三、第四、第六和第七模式中描述用于根据显示屏的γ特性进行校正的装置。
在下面的第八和第九模式中将描述电子束的调制方法。
(第二模式)
根据一个方面，可用于本发明的彩色显示装置中的电子束发生源包括以二维的形式排列在基底上的多个表面传导电子发射器件，这些器件借助沿行和列方向的连线而连接成矩阵形式。
更具体地，M×N(其中M，N是正整数)个表面传导电子发射器件在电绝缘基底上以行和列的形式组成，且沿行方向的N条连线和沿列方向的M条连线被连接成矩阵的形式。通过把适当的驱动信号加到连线上，使所希望的表面传导电子发射器件发射电子束。通过改变驱动信号的幅度或持续时间，可方便地控制表面传导电子发射器件所发射的电子束的强度或电荷量。
(第三模式)
在具有根据第一方面的电子束发生源的彩色显示装置中，调制装置具有校正装置，该校正装置用于根据表面传导电子发射器件的γ特性(即发射电流强度与所加的电压的关系特性)来校正图象信号。
表面传导电子发射器件的发射电流强度相对于所加的电压通常呈现出一阈值，而且在该阈值之上随着电压的增加而非线性地增加。因此，若通过在不对图象信号进行校正的情况下驱动表面传导电子发射器件来使荧光物质受到电子束的照射，则将不发生光发射，因为在一定的图象信号电平之下只有低于阈值的电压被加到装置上。另外，在一定的图象信号电平之上亮度却突然发生了改变。
在根据本发明的彩色图象显示装置中，图象信号预先受到校正，该校正考虑了该表面传导电子发射器件的具体电子束输出特性(γ特性)。这提供了相对于原始图象更高保真的显示。
(第四模式)
在具有按第一方面的电子束发生源的彩色图象显示装置中，调制装置具有校正装置，该校正装置用于根据荧光物质的γ特性(即光发射强度对电子束照射量)来校正图象信号。
更具体地说，用于红、绿和蓝各色的荧光物质相对于照射该荧光物质的电子束量呈现出非线性的改变。另外，对于各个颜色，荧光物质的特性曲线是不同的。因此，若在没有对图象信号施加校正的情况下对荧光物质进行照射，则会出现亮度和色调相对于原始图象发生偏离的问题。
在根据本发明的彩色图象显示装置中，该图象信号经过校正，该校正考虑了各种颜色的荧光物质所具有的发光特性。这提供了相对于原始图象更为保真的显示。
应该注意，上述的用在第三和第四模式中的校正装置可把图象信息作为模拟或数字值来进行处理。
(第五模式)
可用于本发明的彩色图象显示装置中的电子束发生源的第二个方面，包括一个器件组和一个电极阵列；在该器件组中多个表面传导电子发射器件在基底上沿行方向排列，而在该电极阵列中栅极被沿列方向排列在基底上和基底外，该列方向与行方向大体垂直。
更具体地，M×N(其中M和N是正整数)个表面传导电子发射器件被以行和列的形式形成在电绝缘的基底上，并且将沿行方向排列的器件并联连接。这里有N行器件，每行中有M个器件被并联布线。
通过把适当的驱动信号加到这些连线行上，可同时从任何一个器件行发射出M条电子束。
另外，在基底上或基底外沿列方向提供了M个栅极，该列方向与行方向大体垂直。各个栅极均有与各个表面传导电子发射器件对应的电子束透过孔径。
通过向栅极施加适当的电压信号，即可控制表面传导电子发射器件所输出的电子束的透过量。
换言之，在该电子束发生源中，加到栅极上的信号的幅度或持续时间得到了改变，以致能方便地控制透过栅极的电子束的电荷量或强度。
(第六模式)
在具有根据上述第三个方面的电子束发生源的彩色显示装置中，调制装置具有校正装置，该校正装置用于根据荧光物质的γ特性(即发光强度与电子束照射量的关系特性)来校正图象信号。
更具体地，用于红、绿、和蓝各色的荧光物质，相对于照射该荧光物质的电子束量，在发光强度方面呈现出非线性的变化。另外，荧光物质的特性曲线对不同的颜色是不同的。因此，若在不对图象信号进行校正的情况下用电子束照射荧光物质，亮度和色调就会与原始图象出现偏离。在根据本发明的彩色图象显示装置中，图象信号预先受到校正，该校正考虑了各种颜色的荧光的发光特性。从而相对于原始图象提供了更为保真的显示。
(第七模式)
该调制装置具有校正装置，该校正装置用于根据栅极的γ特性(即透过的电子束强度与加在栅极上的电压的关系特性)来校正图象信号。
更具体地，在包括表面传导电子发射器件和栅极的组合的电子束源中，透过栅极的电子束的强度相对于加到栅极的电压具有一个阈值，并相对于大于阈值的电压非线性地变化。虽然特性曲线自然根据表面传导电子发射器件的材料和形状以及栅极的形状和位置而不同，但此电子束源的特性与众所周知、包括热阴极与栅极的组合的电子束源的特性也不同。
因此，若在不对图象信号进行校正的情况下通过驱动表面传导电子发射器件来用电子束对荧光物质进行照射，则不会发光，因为只有低于阈值的电压在图象信号的一定电平以下被加到该装置上。另外，在图象信号的一定电平以上，亮度突然改变。
在根据本发明的彩色图象显示装置中，图象信号预先受到校正，该校正考虑了该电子束源的具体的电子束透过特性，而该电子束源是表面传导电子发射器件和栅极的组合。这提供了对原始图象更保真的显示。
应该注意，上述的第六和七模式中所用的校正装置既可把图象信息作为模拟值来处理，也可以作为数字值处理。
(第八模式)
在本发明的彩色图象显示装置中，用于对照射荧光物质的电子束进行调制的调制方法，包括根据γ校正图象信号来对用电子束照射荧光物质的时间长度进行调整。
用于对荧光受到照射的时间长度进行调整的装置，根据γ校正图象信息的亮度电平对加到电子束源上的信号进行调制。例如，在上述第二模式的电子束源中，加到表面传导电子发射器件上的驱动信号的持续时间得到了调整。在上述第五模式的电子束源中，加到栅极上的电压信号的持续时间得到了调整。
(第九模式)
在采用上述第一方面的调制方法的彩色图象显示装置中，调制装置具有调节装置，它用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节用于调制电子束的调制信号。
更具体地，对于相应于各个颜色(红、绿、蓝)而设置的电子束源设置了调节装置以逐个颜色相互独立地改变电子束的照射时间。
该调节装置由制作者在制作彩色图象显示装置时以适当的方式进行了设定，以获得适当的色彩平衡。该调节装置最好能使用户在制作之后能按照需要改变设定。
(第十模式)
根据第一方面，用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节用于调制电子束的调制信号的装置，包括为γ校正图象信号的各个色分量单独设置的比较器，该调节装置独立地调节各比较器的比较基准与图象信号之间的相互关系。
更具体地，图象信号的色分量被作成锯齿波形，其幅度根据亮度而改变，且将这些锯齿波形与基准值相比较，以实现向脉宽根据亮度而变化的脉宽调制信号的转换。每个色分量都设置有比较器，且该比较器能独立地设定或改变基准值。任何调节装置，只要它能为每个色分量调节锯齿波形和基准值之间的相对关系，就可以被采用。因此，根据情况，可设置用于为每一色分量向锯齿波形施加偏置的装置，且其设置的方式使偏置的量能被独立地调节。
(第11模式)
根据第二方面，用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节用于调制电子束的调制信号的装置包括一个放大器和一个比较器；该放大器的放大倍数可独立地调节。为γ校正图象信号的每一色分量都设置有该放大器和比较器。由该放大器放大的图象信号在比较器中与基准值相比较，从而产生调制脉冲。
应该注意，在上述第10和11模式中所用的校正装置既可把图象信息作为模拟或值亦可作为数字值来处理。
(第12模式)
根据第三方面，用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节用于调制电子束的调制信号的装置包括为γ校正图象信号的每个色分量单独地设置的脉宽调制器，该调节装置独立地调节各个脉宽调制器的工作基准时钟的频率。
更具体地，在以下的一种设置中，基准时钟的频率能为各个色分量独立地进行设定，上述设置具有，例如，一个用于对基准时钟脉冲计数的计数器和一个脉宽调制器；该脉宽调制器把计数器的计数与图象信号的数据进行比较并在计数器的值等于该数据的值时产生脉冲。
(第13模式)
在本发明的彩色图象显示装置中，用于对照射荧光物质的电子束进行调制的调制方法包括根据γ校正图象信号对照射荧光物质的电子束的电流幅度进行调制。
更具体地，与调整用电子束照射荧光物质的时间长度的第八模式的方法不同，本方法根据图象信息的亮度电平对加到电子束源上的电压信号的幅度进行调制。例如，在第二模式的电子束源中，加到表面传导电子发射器件上的驱动电压的幅度受到了调制。在第五模式的电子束源中，加到栅极上的电压信号的幅度受到了调制。
(第14模式)
在采用根据第二方面的调制方法的彩色图象显示装置中，调制装置具有调节装置，它用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节用于调制电子束的调制信号。
更具体地，对于与各个颜色(红、绿、蓝)的荧光物质对应地设置的电子束源设置了调节装置，以为各个色分量(红、蓝、绿)相互独立的方式改变用于调制电子束的调制信号。
该调节装置由制造者在制作彩色图象显示装置时设定，其设定方式使得能获得适当的色彩平衡。该调节装置最好使用户在制造之后能根据需要来改变设定。
(第15模式)
根据第一方面，在第14模式中用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节用于调制电子束的调制信号的装置包括为γ校正图象信号的各个色分量单独设置的电平移动器，该调节装置独立地调节各个电平移动器的移动量。
更具体地，当图象信号被适当地放大且电子束发生源的驱动信号被调制时，为每个色分量设置了电平移动器，并且根据γ校正之后的图象信号或通过对该图象信号进行放大而获得的信号调节移动量。
(第16模式)
根据第二方面，在第14模式中用于以各个色分量(红、绿、蓝)相互独立的方式调节用于调制电子束的调制信号的装置包括为γ校正图象信号的各个色分量单独设置的放大器，该调节装置独立地调节各放大器的放大倍数。
在上述模式中，第八或第13模式中的调制方法可被用于第二模式的电子束发生源中。另外，第八模式或第13模式的调制方法可被用于第五模式的电子束发生源中。
第三和第四模式即使在单独实施时也是有效的。然而，通过把这两个模式结合在一起实施，有时可能得到更为保真的显示，因而这两个模式最好一起实施。
另外，第六和七模式既使在单独实施时也是有效的。然而，通过把这两个模式结合在一起实施，有时可能得到更为保真的显示，因而这两个模式最好一起实施。
另外，第10和11模式既使在单独实施时也是有效的。然而，把两个模式结合在一起实施可提供好得多的图象质量。
另外，第15和16模式既使在单独实施时也是有效的。然而，通过把这两个模式结合在一起实施，有时可能得到更为保真的显示，因而这两个模式最好一起实施。
在实施本发明时，适合用于电子束发生源中的表面传导电子发射器件的结构、材料或制作工艺等没有具体的限制。然而，由于制作的方便和优异的电子发射特性，以下模式的器件是特别可取的。
(表面传导电子发射器件的模式)
现在描述本发明的表面传导电子发射器件的基本结构和制作方法。
根据本发明的表面传导电子发射器件的基本结构主要有两种类型，即平面和阶梯型。首先描述平面型表面传导电子发射器件。
图1A、B分别是说明根据本发明的表面传导电子发射器件的基本结构的示意平面图和剖视图。
图1A、B中显示的是基底1、器件电极5、6，和包括电子发射区3的薄膜4。
基底1的例子有石英玻璃、具有低杂质(如Na等)含量的玻璃、苏打氧化钙玻璃、通过溅射工艺或类似工艺在苏打氧化钙玻璃上淀积一层SiO2而获得的玻璃基底、或者诸如氧化铝之类的陶瓷。
任何材料，只要是导电的，都可被用作相对的器件电极5、6。可提到的例子有金属Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu和Pd或这些金属的合金、由金属Pd、Ag、Au、RuO2、Pd-Ag或由金属氧化物和玻璃制成的印刷导体、诸如In2O3-SnO的透明导体，以及诸如多晶硅之类的半导体材料。
器件电极之间的间距L1在几百埃至几百微米的量级。这是由电极制作工艺的基本光刻技术(即曝光设备和蚀刻工艺的能力)及加在器件电极上的电压和能产生电子发射的电场强度决定的。L1最好在几微米至几十微米的量级。
器件电极5、6的长度W1和膜厚d根据电极的电阻值来选择。一般，器件电极的长度W1在几微米至几百微米的量级，且器件电极5、6的厚度在几百埃至几微米的量级。
位于相对设在基底1上的器件电极5、6之上和之间的薄膜4包括电子发射区3。然而，也有薄膜4未设在器件电极5、6上的情况。即，有这样的情况，其中薄膜4和相对的器件电极5、6按照上述顺序制作在基底1上。还有这样的情况，其中根据制作工艺，相对的器件电极5和器件电极6之间的整个区域都被用作电子发射区。包括该电子发射区3的薄膜4的膜厚最好在几百埃至几千埃的量级，最好在10埃至500埃的范围内。这是根据对器件电极5、6的阶梯覆盖、电子发射区3和器件电极5、6之间的电阻值、构成电子发射区3的导电颗粒的直径，以及电化工艺条件来选择的。薄膜4的电阻值表示为面电阻值，从101至107Ω/□。
构成包括电子发射区3的薄膜4的材料的具体例子有Pd、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、和Pb等金属，PdO、SnO2、In2o3、PbO和Sb2O3等氧化物，HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4、和GdB4等硼化物，TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC和WC等碳化物，TiN、ZrN和HfN等氮化物，Si、Ge等半导体，以及细碳颗粒。
这里所说的细颗粒构成的膜，是指多个细颗粒集合构成的膜。至于精细结构，这种细颗粒并不限于单独分散的颗粒；该膜可以是这样的，其中细颗粒彼此邻近或重叠。颗粒的颗粒直径为几埃至几千埃的量级，最好为10-200埃。
电子发射区3包括若干导电细颗粒，其颗粒直径为几埃至几百埃的量级，且最好在10-500埃的范围内。这取决于包括电子发射区的薄膜4的膜厚和制作工艺，诸如电化工艺的条件。构成电子发射区3的材料与构成包括该电子发射区的薄膜4的材料部分或完全相同。
有多种工艺可用于制作具有电子发射区3的电子发射器件。图2A和2B显示了一个例子，其中标号2代表用于形成电子发射区的薄膜，该薄膜的一个例子是细颗粒构成的膜。
现在结合图1A、1B、2A和2B来描述该制作工艺。
1)用清洗剂、纯水或有机溶剂充分地清洗基底1，在此之后，借助真空淀积、溅射或类似工艺淀积器件电极材料。用光刻工艺把器件电极5、6形成在绝缘基底1的表面上(图2A)。
2)器件电极5和6之间的基底部分被涂覆上有机金属溶液，该溶液随后被留下。结果形成了一有机金属薄膜。该有机金属溶液是一种有机化合物的溶液，其主要组份是诸如前述的Pd、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、或Pb的一种金属。之后，加热该有机金属薄膜，并借助分离或蚀刻形成图案以形成薄膜2(图2B)。虽然薄膜的形成被描述成借助涂覆有机金属溶液来进行的，但本发明并不仅限于这种技术。可用真空淀积、溅射、化学气相淀积、弥散涂覆工艺、浸渍工艺、回旋工艺等来制造。
3)其次，进行被叫做“成形”的电化工艺。具体地，使一脉冲形式的电压通过一电源(未作图示)加到器件电极5、6上。或者，也可进行一基于升高的电压的电化工艺。作为电化的结果，在薄膜2的位置上形成了其结构经过改变的电子发射区3(图2G)。由于该电化工艺，薄膜2被局部破坏、变形或改变性质。如此得到结构改变了的区域被称为电子发射区3。如前所述，本申请人观察到电子发射区3是由导电细颗粒组成的。图3显示了加有成形处理中所用脉冲时的电压波形。
在图3中，T1和T2分别代表电压波形的脉宽和脉冲间隔。脉宽T1为1μs至10ms的量级，脉冲间隔T2为10μs至100ms的量级，且适当选择三角波的峰值。该成形处理是在约10-5乇的真空下进行从几十秒至几十分钟的时间周期。
在制作上述电子发射区时，成形处理是通过把三角脉冲电压加到器件电极上而进行的。然而，加在器件电极上的波形不仅限于三角波形。可采用任何所希望的波形，诸如方波，且其峰值、脉宽和脉冲间隔也不限于上述的值。可根据薄膜2的电阻值等来选择所希望的值，以形成最佳的电子发射区。
成形之后的电处理是在如图4所示的测量和评价设备中进行的。现在描述该设备。
图4是显示测量和评价设备结构的示意图，该设备被用于测量具有图1A和1B所示结构的器件的电子发射特性。图4中显示了基底1、器件电极5、6、薄膜4以及电子发射区3。另外，标号41代表用于向器件提供电压Vf(以下称为器件电压Vf)的电源，40代表用于测量流过包括位于器件电极5、6之间电子发射区的薄膜4的器件电流If的电流计，44代表用于捕获器件的电子发射区所发射的发射电流Ie的阳极，43代表用于向阳极44施加电压的高压电源，42代表用于测量器件的电子发射区所发射的发射电流Ie的电流计。
为测量电子发射器件的器件电流If和发射电流Ie，电源41和电流计40被连接到器件电极5、6，且与电源43和电流计42相连接的阳极44被设置在电子发射装置的上方。电子发射装置和阳极44被设置在真空装置的内部，该真空装置装有产生真空所需要的真空泵和真空显示器。该器件在预定的真空下进行测量和评价。
测量是在1-10kV的阳极电压且阳极和电子发射器件之间的距离为2-8mm的条件下进行的。
图5显示了由图4的测量和评价设备测量的发射电流Ie、器件电流If和器件电压Vf之间的关系的一个典型的例子。图5是以任意单位显示的，因为发射电流Ie与器件电流If相比很小。从图5可明显地看出，该电子发射装置相对于发射电流Ie有三个特征。
第一，当高于一定电压(称为阈值电压，在图5中用Vth表示)的器件电压被加到表面传导电子发射器件上时，发射电流Ie突然增加。另一方面，当所加的电压小于该阈值电压Vth时，几乎检测不到发射电流Ie。换言之，该器件是非线性器件，它相对于发射电流Ie具有明确定义的阈值电压Vth。
第二，由于发射电流Ie依赖于器件电压Vf，它可由器件电压Vf控制。
第三，阳极44捕获的发射电荷依赖于器件电压Vf的施加时间。即，阳极44所捕获的电荷量可根据器件电压Vf的施加时间而得到控制。
在图5中，用实线If表示器件电流If随着器件电压Vf单调增加特性(这被称为MI特性)的一个例子。然而，也有这样的情况，其中器件电流If相对于器件电压Vf呈现出电压控制负阻特性(称为VCNR特性，见图5中的虚线)。器件电流的这些特性相信与测量方法和进行测量时的测量条件有关。在此情况下，就其特性来说电子发射装置也有如上所述的三个特征。
另外，在通过预先散布导电细颗粒而制作的表面传导电子发射器件中，可改变部分基本制作工艺或基本器件结构。
其次，将描述阶梯型表面传导电子发射器件，它是涉及本发明的另一种类型的表面传导电子发射器件。图6显示了基本的阶梯型表面传导电子发射器件的结构。
图6中显示了基底61、器件电极65和66、包括电子发射区63的薄膜64、和阶梯形成部分21。
基底61、器件电极65和66、包括电子发射区的薄膜64和电子发射区63由与上述的平面型表面传导电子发射器件的材料相类似的材料构成。现在详细描述赋予阶梯式表面传导电子发射器件特征的阶梯形成部分21和包括电子发射区的薄膜64。
阶梯形成部分21由绝缘材料—诸如借助真空淀积、印刷、溅射等形成的SiO2-组成。与前述的平面式表面传导电子发射器件的电极间距L1相应的阶梯形成部分21的厚度，在几百埃至几十微米之间。该厚度根据阶梯形成部分的制作方法和加在器件电极上的电压而设定。该厚度最好在几千埃至几微米之间。
由于包括电子发射区的薄膜64是在器件电极65、66和阶梯形成部分21被制作之后制作的，所以形成在器件电极65、66之上。另外，包括电子发射区的薄膜64的膜厚取决于其制作工艺。
有很多情况，其中阶梯部分的膜厚和形成在器件电极65、66上那些部分的膜厚不同。阶梯部分处的膜厚一般较小。应该注意的是，虽然在图6中电子发射区63在阶梯形成部分21上表示为直线形，但这并不对其形状和位置构成限制。其形状和位置取决于制作条件、成形条件等。
虽然描述了表面传导电子发射器件的基本结构和制作工艺，本发明的要点是本发明不限于前述的结构，只要它具有与表面传导电子发射器件的特性相联系的上述三个特征就可以。该表面传导电子发射器件可用于根据本发明的成象装置，诸如以下所述的显示装置。
(实施例)
首先详细描述本发明的成象装置中所用的电子源，然后描述显示屏的结构，最后将描述彩色图象的显示方法。
<对本实施例的电子源的描述>
图7是平面图，显示了电子源的一部分。图8是沿图7的A-A线的剖视图。另外，图9A-9H和图10显示了用于制作本实施例的电子源的工艺过程。图7-10中相同的元件用相同的标号表示。
在图7中，标号272代表沿X方向的连线(具体地说有m条连线DX1-DXm)，标号273代表沿Y方向的连线(具体地说有n条连线DY1-DYn)。
在图8中，标号271代表一绝缘基底，272代表X方向的连线(也称为“下连线”)，273代表Y方向的连线(也称为“上连线”)。标号274a代表用于形成电子发射区的薄膜。通过使该薄膜经过成形处理，形成电子发射区，以获得表面传导电子发射器件274。
标号275a、275b代表器件电极、276代表层间的绝缘层，而277代表用于电连接器件电极275a和X方向连线272的接触孔。
现在参见图9A-9H，根据按照工艺步骤来详细描述本实施例的电子源的制作方法。
(步骤a)(见图9A)
在包括清洗过的碳酸钠氧化钙玻璃的基底271上，通过真空淀积相继形成厚度为50埃的Cr和厚度为6000埃的Au。随后，在其上用旋涂器涂上光刻胶(Hoechst Japan Limited制作的AZ1370)并随后进行烘烤。然后曝光并显影一光掩膜图象，以制成X方向连线的抗蚀图案。随后湿法蚀刻Au/Cr淀积膜，以制作具有所希望的形状的X方向连线272。
(步骤b)(见图9B)
随后，通过RF溅射，淀积出包括厚度为0.1μm的氧化硅膜的层间绝缘层276。
(步骤c)(见图9C)
制成用于在步骤b中淀积得到的氧化硅膜(层间绝缘层276)中形成接触孔的光刻胶图形，并利用光刻胶图形作为掩模而蚀刻掉层间绝缘层276，以形成接触孔277。蚀刻的方法有诸如利用CF4和H2气的RIF(反应离子蚀刻)。
(步骤d)(见图9D)
随后，为得到器件电极275和该器件电极之间的间隙G，用光刻胶(日立Kasei K.K.制作的RD-2000N-41)形成一个图形，然后用真空淀积相继淀积出厚度分别为50埃和1000埃的Ti和Ni。用有机溶剂溶解光刻胶图形并分离Ni/Ti淀积膜，以形成其间具有间隙G的器件电极275a、275b。其中间隙为2μm。
(步骤e)(见图9E)
在于器件电极275b上形成用于Y方向连线的光刻胶之后，相继真空淀积厚度分别为50埃和5000埃的Ti和Au。随后进行剥离以除去不需要的部分，以形成Y方向的连线273。
(步骤f)(见图9F)
图10是部分平面图，显示了薄模274a的掩膜，该掩模是在该工艺中形成的。该掩模具有电极间间隙G和在其附近的开口。通过真空淀积形成一膜厚为1000埃的Cr膜278，并被作出图形。随后用旋涂器把有机Pd(Okuno制药株式会社制作的CCP4230)涂到该Cr薄膜278上，然后在300℃下进行10分钟的加热和烘烤处理，以形成包括Pd的电子发射区。这样形成的薄膜274a由以Pd为主组份的细颗粒组成，其膜厚度为100埃且面电阻值为5×104Ω/□。该细颗粒膜是由多个细颗粒的总体所组成的膜，如前面所述的。至于微观的结构，该细颗粒不限于单独分散的颗粒；该膜可是其中细分的颗粒彼此邻近或重叠(或象岛一样排列)。颗粒直径指的是那些其颗粒形状可在上述状态下被识别的细颗粒。
(步骤g)(见图9G)
Cr薄膜278和薄膜274a受到借助酸性蚀刻剂的湿法蚀刻，以形成所希望的图案。
(步骤h)(见图9H)
诸如通过把光刻胶涂到接触孔277之外的那些部分上，形成一图形；随后利用真空淀积相继淀积出厚度分别为50埃和1.1μm的Ti和Au。除去不需要的部分，只使接触孔277被填充。
这样，通过进行上述工艺，在同一基底上形成了X方向连线272、层间绝缘层276、Y方向连线273、器件电极275a、275b和用于形成电子发射区的膜274a，其结果形成了表面传导电子发射器件的矩阵布线基底。虽然上述工艺是其中采用了光刻和蚀刻技术的一个例子，但这并不对本发明构成限制。可用印刷路线方法来形成连线，也可采用各种其他技术。
<对本实施例的成象装置的描述>
现在描述采用如上所述电子源的成象装置的一个实例。以下将参照图11和12描述该成象装置。
其中已经以上述方式形成了若干平面型表面传导电子发射器件的电子源被固定在后板281上，这之后通过支撑框282将面板286(通过在玻璃基底283的内表面上制成荧光膜284和金属衬底285而构成)被置于绝缘基底271上方5mm处。面板286、支撑框282和后板281的联结处涂有熔结玻璃，然后把后者在400至500℃的大气或氮气环境中加热不少于10分钟，以进行密封。绝缘基底271也通过采用熔结玻璃固定到后板281上。
在图12A和12B中，如果器件用于单色，则荧光膜284只包括荧光物质。然而在本实施例中，荧光膜284是通过预先形成黑色条纹并在这些条纹之间施加各种颜色(红、绿、蓝)的涂层后制备的。至于构成黑色条纹的材料，采用了主要成分为石墨的物质。
在本实施例中，采用涂浆方法用荧光物质对玻璃基底283进行涂附。荧光膜284的内层通常具有金属衬片285。金属衬片285是在形成荧光膜后，对荧光膜的内表面进行平滑处理(通常称作“涂膜”)而，随后用真空淀积法淀积铝制备的。
为了提高荧光膜284的导电率，在一些情况下，面板286设有在膜284的外表面一侧的面板可透过的电极(未示出)。然而在本实施例中，由于单独用金属衬片就可以得到满意的导电率，所以没有用电极。
当进行上述密封操作时，由于在彩色显示器中彩色荧光物质和电子发射器件必须对应，所以就要严格地予以定位。
按上述方法完成的玻璃容器的内部要用真空泵经排气管(未示出)抽空。在达到足够高的真空度之后，经外部端子DOX1-DOXm、DOY1-DOYn在器件的电极之间施加电压，由此对薄膜14进行上述电成形处理，以便形成电子发射区。
成形处理过程中的电压波形如图3所示。在本实施例中，根据以下所示条件进行处理。
在图3中，T1和T2分别代表电压波形的脉冲宽度和脉冲间隔。在本实施例中，脉冲宽度T1大约为1毫秒，脉冲间隔T2大约为10毫秒，三角波的峰值(形成时的峰值电压)选为5V。在大约1×10-6乇的真空下进行60秒以上的成形处理。这样产生的每个电子发射区由处于弥散状态的精细颗粒组成，其主要成分为器件钯。平均粒子直径为30埃。
接下来在所有表面传导电子发射器件的成形处理结束时，通过气体燃烧器将排气管(未示出)在大约1×10-6乇的真空下进行加热，从而通过将其熔化来密封容器。
最后，为了在密封之后保持其真空度，必须进行吸气剂处理。在这种处理过程中，吸气剂放在图象显示装置的的预定位置(未示出)，然后在密封前立即进行用诸如高频加热的加热方法对吸气剂加热，由此形成真空淀积吸气剂膜。吸气剂的主要成分是Ba等。
在以上述方法形成的本发明的图象显示装置中，通过信号发生装置未显示经外部端子DOX1-DOXm、DOY1-DOYn将扫描信号和调制信号施加在每个电子发射器件上，由此发射电子。通过高压端子Hv将几千伏以上的高压加在金属衬片285上，以便加速电子束。电子打在荧光膜284上激发荧光物质发光，以显示图象。
以上为制备图象显示装置所需的一般过程。装置的具体部分，如构成各种部件的材料，并不限于上述内容。可以适当选择材料，以便适用于图象显示装置。
<实施例中对彩色图象的控制>
图13是根据本发明用于实现对彩色信号显示色调进行控制的电路框图。
在图13中，由虚线包围的解调器311检测和放大一个载波信号，其频率已经被视频信号和彩色信号调制过了。由虚线包围的视频接口312接收来自计算机等的数字视频信号作为其输入，并将该信号转换成模拟信号。γ校正器电路313根据表面传导电子发射器件施加的电压和发射电流之间的特征关系校正图象信号。矩阵电路314将NTSC信号的三个分量信号Y、I和Q信号转变成彩色信号的三个分量信号R、G和B信号。在常规的电视电路中，矩阵电路314是一个非常重要的电路。图14说明矩阵电路314的系数的典型例子。这些系数通常由当电视摄像机将某一图象转变成NTSC信号时占优势的一个矩阵电路的系数决定。然而，系数并不是唯一确定的，能够根据接收机一侧的各种特性加以改变。γ校正器电路315根据荧光物质的发光特性校正由矩阵电路314输出的R、G和B信号。
脉宽调制电路316将γ校正器电路315输出的电压调制R、G、B信号转变成脉宽调制信号。然而在本实施例中，由γ校正器电路315输出的电压调制信号被直接输入至控制电路317，而不用脉宽调制电路316。控制电路317从电压调制R、G、B信号中产生用于驱动图象显示屏320的各种信号，并向调制信号驱动器318和扫描信号驱动器319输出所产生的信号。调制信号驱动器318将驱动信号施加在列方向的每根导线上，而扫描信号驱动器319将驱动信号施加在行方向的每根导线上。图象显示屏320具有上述的电子源。
解调器311可以采用与常规的电视电路中类似的电路。
解调器311是将电视广播中的NTSC信号转变为预定信号(在这种情况下是Y、I和Q信号)所需的电路。因此，假如信号为NTSC以外的其它制式的信号，那么毫无疑问它将采用不同的电路结构。例如，如果彩色分量信号(来自计算机的数据信号(CAD数据等)或来自电视摄像机的信号)是输入信号时也没有什么关系。在这种情况下，图象信号应由视频接口312接收，而不是由解调器311接收。这时应在接口312中将信号转换成模拟R、G、B信号，因此矩阵电路314应受到控制，以便不起作用。
实现本实施例彩色信号控制的结构可以分为两种结构，第一种结构是利用γ校正器电路和矩阵电路314进行彩色信号控制，第二种结构是利用脉宽调制器电路310进行彩色信号控制。后面将结合第二和第三实施例描述第二种结构。
本实施例的第一种结构是将矩阵电路314应用于采用表面传导电子发射器件的图象显示装置。更具体地说，通过在考虑表面传导电子发射器件的电特性和构成图象显示装置的荧光物质的发光特性时决定矩阵电路314的电路常数，来实现对控制信号显示色调的控制。
如上所述，图5为构成采用本实施例表面传导电子发射器件的彩色图象显示装置的表面传导电子发射器件的典型电特性。图15A和15B表示构成本实施例的成象装置的荧光物质的发光特性。如图5所示，表面传导电子发射器件的电子发射特性是非线性的。当电压调制信号被用作调制信号时，相对于电压的微小变化，发射电流的变化很大，这就需要用γ校正器电路控制(调制)信号。
图15A表示构成图象显示装置的发光部分的典型的发光特性。如图15A所示，由于所发光的颜色不同，所以荧光物质的特性曲线是不一样的，而且是非线性的。荧光物质的发光特性根据单位时间到达单位面积的荧光物质表面的电荷总量决定。换言之，非线性是荧光物质所固有的特性。当然，非线性的程度由于荧光物质种类的不同而不同。
通过对每一种颜色引入γ校正器电路313、315(这种电路早就用于CRT中)，可以使荧光物质的非线性特性变为基本线性的特性。然而，对每种颜色来说，线性特性的斜率是不同的(参见图15B)。γ校正器电路用于转变一个施加在具有上述非线性特性(称为“特性A”)的电路上的信号特性，其方式使通过预先使特性A倒相得到的一个将成为输入信号的特性。换句话说，通过把倒相的信号作为输入信号输出经过例如具有特性A的电路的信号，作为线性信号。
从以上描述可以懂得，γ校正器电路可以广泛地应用于各种呈现非线性特性的电路。毫无疑问，γ校正器电路不仅可以应用于校正荧光物质的特性，而且可以应用于校正本发明的表面传导电子发射器件的所施加电压和发射电流之间的非线性关系。在图13中，γ校正器电路分为两个电路，即一个(γ校正器电路313)用于校正表面传导电子发射器件的特性，而另一个(γ校正器电路315)用于校正荧光物质的特性。然而，这不构成对本发明的限制，毫无疑问，γ校正器可以由单个电路来实现。在本实施例中，为了方便及便于理解框图的功能，γ校正器是按两个电路的形式说明的，在后面将要描述的本实施例的第二种结构中，对表面传导电子发射器件来说γ校正器电路313并不总是需要的。
因此如上所述，在本实施例的第一种结构中控制矩阵电路314的系数，以变换对应于不同色彩的信号强度，从而在由于各种颜色的荧光物质特性斜率不同而使电流变化的情况下，对颜色的发光亮度的不同(即RGB平衡误差)进行校正。
现在将参照图16和17描述构成本实施例的第一种结构的矩阵电路。
图16表示用于普通电视接收机的矩阵电路的基本类型。矩阵电路的基本元件是电阻，其精度影响色彩的再现。通过改变电阻值可以改变矩阵电路的系数。如前所述，本实施例的特征是，当考虑表面传导电子发射器件的电特性和荧光物质的发光特性时，矩阵电路的电阻值是受控的。
在本实施例中，假定表面传导电子发射器件的电特性是一致的。如图17所示，具有在不同范围内可变的的可变电阻分别与颜色R、G和B中的每一种颜色的输出相连。从图3的荧光物质特性计算斜率的相对比率。在本实施例中，该比率为R∶G∶B＝2∶1.5∶1.2。接下来，所计算的相对比和与矩阵电路相连的R、G、B可变电阻阻值变化率的最大范围的相对比率被设置为一样的。在本实施例中，该比率为R1∶R2∶R3＝2∶1.5∶1.2。这只要将所谓的“亮度控制”信号作为可变电阻的控制信号就可以了。
在第一实施例中，如上所述，电压调制信号被用作调制信号。因此就可能通过一个简单的电路结构调整彩色色调。然而，必须根据上述表面传导电子发射器件呈现的非线性电特性，仔细控制可变电阻。
(第二实施例)
现在描述第二实施例。在第二实施例中，采用了脉宽调制电路。因此，施加在表面传导电子发射器件上的电压值应该根据电压与发射电流特性上作为工作点的那点来决定。结果，从电压调制信号可以很容易地获得调制。例如，不必校正表面传导电子发射器件的非线性。
首先在图13中，由单点划线包围的框所表示的脉宽调制电路316将γ校正器电路315输出的电压调制R、G、B信号转变成脉宽调制彩色信号(R′、G′、B′)。取样电路321以预定的取样频率对R、G、B彩色信号取样。乘法器322a-322c将振荡器323a-323c产生的规定波形的信号迭加在取样彩色信号上。振荡器323a-323c产生具有规定的波形的信号。电压比较器324a-324c将乘法器322a-322c输出的信号与规定的电平进行比较，并输出结果，由此进行脉宽调制。控制电路317控制图象显示屏320的显示操作。与PWM信号输出同步，控制电路317将来自调制电路316的PWM信号送至调制信号驱动器318，并将扫描时钟送至扫描信号驱动器319。
脉宽调制电路316将电压调制信号转变为脉宽调制信号。然而，本实施例的特征是彩色信号的每一分量是分开处理的，并且控制系数仅仅根据荧光物质的发光特性(图15A)决定。此外，在具有第二种结构的第二实施例中，用于表面传导电子发射器件的γ校正器电路313不总是需要的。
以下是作为采用模拟电路实现脉宽调制电路316的三种具体方法：
(1)在将某一固定波形(正弦波、三角波、锯齿波等)迭加在对每种颜色取样的电压调制信号上的过程中，所得到的脉宽调制信号的宽度通过控制每种颜色信号的固定波形的峰值进行控制。
(2)在通过使一个信号经过电压比较器而得到脉宽调制信号的过程中，所得到的脉宽调制信号的宽度通过控制每种颜色的电压比较器的比较电平电压进行控制，上述经过电压比较器的信号是将某一固定波形(正弦波、三角波、锯齿波等)迭加在对每种颜色取样的电压信号上的结果。
(3)将(1)和(2)结合起来的一种方法当然也是可行的。应注意的是，上述方法中的取样电路并不总是需要的。
下面，描述一个实施例，以便详细地说明在采用表面传导电子发射器件的彩色图象显示装置中控制彩色信号显示色调的一个方法。
以下参照图18描述脉宽调制电路316，它是根据本实施例的脉宽调制电路316的框图。此外，图19A、19B1-19B3、19C1-19C3表示图18的脉宽调制电路316的不同点的信号波形。
分别在每个取样电路321a-321c中对每种颜色的电压调制信号进行取样。这时取样电路的输出如图19A所示。这里基于对每种颜色R、G、B已经输入了相同的电压信号这一假设来进行描述。接下来，产生施加到乘法器322a-322c上的锯齿波的振荡器323a-323c逐个颜色地分别提供锯齿波。通过逐个颜色地控制波形(在本实施例中假定是锯齿波)的峰值，对每种颜色控制每一电压调制信号的脉宽调制。更具体地说，当通过乘法器322a-322b迭加锯齿波时，得到各种颜色的特定波形，如他19B1-19B3所示。此外，通过使这些信号经过电压比较器324，得到如图19C1-19C3所示的脉宽调制波形。
因此，通过在考虑表面传导电子发射器件的特性和荧光物质的发光特性时决定所迭加波形峰值的相对比，可以对各种颜色发光亮度之间的差异(即RGB平衡误差)进行校正，由于荧光物质发光特性斜率之间的不同，当亮度电流变化时，经常会产生这种差异。在本实施例中，恰似在第一实施例中，每种颜色的表面传导电子发射器件的电特性是一致的。此外，荧光物质的发光特性假定与图15所示的相同。因此，迭加波形的峰值之间的相对比是2∶1.5∶1.2，它是荧光物质发光特性斜率之间的相对比。在电子发射器件的电特性有所变化的情况下根据变化改变数值就足够了。于是得到脉宽调制信号，它对荧光物质的色彩特性的任何差异都已经进行了校正。
(第三实施例)
以下参照图20和21描述脉宽调制电路316的另一个例子。图20是表示根据本发明的第三实施例的脉宽调制电路的框图，它用来将电压调制信号转变成脉宽调制信号，图21A、21B1-B3、21C1-C3表示图20的脉宽调制电路中各点的信号波形。在本实施例中，逐个颜色地控制电压比较器的比较电平电压。如同在第一实施例中那样，假定每种颜色的表面传导电子发射器件的电特性是一致的，并且荧光物质的发光特性与图15所示的相同。
首先，通过各种颜色的取样电路321a-321c对对应于各种颜色的电压调制信号取样。这时每个取样电路321a-321c的输出波形示于图21A中。接下来，乘法器322a-322c将已经由振荡器323产生的预定波形(在本实施例中是锯齿波)迭加在由取样电路321a-321c输出的信号上。由乘法器322a-322c输出的信号波形如图21B所示。
最后，由分别为每种颜色设置的电压比较器324a-324c将迭加的信号转变为脉宽调制信号。通过控制电压比较器324a-324c的比较电平，得到脉宽调制信号，它对荧光物质的色彩特性的任何差异都已经进行了校正。因此，电压比较器的比较电平电压之间的相对比率是2∶1.5∶1.2，它是荧光物质发光特性斜率之间的相对比。恰似第二实施例，假如电子发射器件的电特性有所变化，那么根据变化改变数值就足够了。这时的迭加波形如图21C1-21C3所示。
如上所述，根据第一和第二实施例，色调用脉宽调制表示。结果，只需要向表面传导电子发射器件施加一个恒定的电压，而无需校正器件的非线性。这便于控制和校正色调。此外，由于在脉宽调制期间对每种颜色的荧光物质的发光特性斜率进行了校正，所以矩阵电路和γ校正器电路的结构简化了。
(第四实施例)
图22是本发明的控制具有色调的彩色信号的电路框图。在本实施例中，假定作为视频信号进入γ校正器电路425的信号是数字信号。这种结构适用于处理例如来自计算机的数字信号。假如本实施例的电路用于NTSC制式的电视信号，那么就需要通过A/D转换器433将该信号转换成数字信号，如图22所示。在图22中，数字421代表解调器，它检测和放大其频率已经被视频信号和彩色信号调制了的载波信号。数字422代表视频接口，它用于输出来自计算机等的数字RGB信号。γ校正器电路426校正荧光物质的γ特性。由于本实施例处理数字信号，所以用校正表(查寻表)进行转换，该表符合荧光物质的γ特性。查寻表的一个例子示于图23A。为了简单起见，假定数字信号由八位组成。例如，在发光度最低的1级，相对于00H输入，输出为00H(H表示是十六进制数)；在发光度居中的200级，相对于55H输入，输出为AAH；在发光度最高的256级，相对于FFH输入，输出为FFH。转换的结果，就能驱动显示器，而其如图23B所示的荧光物质γ特性在转换后可认为是线性的，如图23C所示。
数字424代表矩阵电路，它将NTSC信号的三个分量Y、I和Q转变成R、G和B信号(实际上是色差信号，如Y-B)，后者是彩色信号的三个分量。虽然在处理来自计算机等的数字RGB信号的情况下这一电路是不需要的，但是当处理电视信号时它便需要了。此外，由于矩阵电路通常是由电阻网络构成的，所以不适用于处理数字电路。因此，在根据本实施例处理电视视频信号的情况下，希望待处理的信号在到达矩阵电路之前均按模拟形式处理，该信号将在这一点被转换为数字信号。
数字426代表脉宽调制电路，它将γ校正器电路425输出的数字R、G、B信号转变为脉宽调制亮度信号。图24表示构成脉宽调制电路426的数字电路的一个具体的例子。在图24中，数字501代表锁存器电路，数字502代表计数器，数字503代表D触发器电路。八位数字信号D0-D7作为输入信号，输入数据送至计数器502，并且输出电平被设定为高电平。接下来，反向计数器启动，当计数器的值变为零时，输出电平为低电平，结果可以得到与输入数据一致的脉宽调制信号YOE。通过为R、G、B每种颜色形成这样一个电路，可为每种颜色得到一个脉宽调制信号。此外，通过独立调整R、G、B中每种颜色的可变电压源432a、432b和432c，可以由外电路31a-31c(在本实施例中VCO(电压控制振荡器)作为外电路)控制数字电路的时钟频率，并且脉宽调制的基准时钟周期改变了，以调整整个脉宽调制信号的脉冲宽度。这使得有可能根据个人喜爱控制色调。以上仅仅是电路的一个实例，不构成对本发明的限制。
图25A至D说明通过电压调制控制具有色调的彩色信号的原则。图25A表示表面传导电子发射器件的I-V特性曲线，图25B表示根据荧光物质的γ特性已经进行了γ校正的视频信号电平与驱动电压之间的关系特性，图25C表示根据表面传导电子发射器件的I-V特性已经进行了γ校正的视频信号电平与亮度之间的关系特性，图25D表示未根据表面传导电子发射器件的I-V特性进行γ校正的视频信号电平与亮度之间的关系特性。在本实施例中，I-V特性的工作直线是由以下方式控制的：①正向或反向偏置驱动电压，或②当驱动电压可变时改变增益，或将①和②结合。如图25C所示，视频信号(3)根据表面传导电子发射器件的I-V特性进行了γ校正。结果，亮度随着视频信号线性地变化。
图26是实际电路结构的框图。恰似第一实施例，被检测和放大的Y、I、Q信号在矩阵电路中转变为R、G、B信号，并根据荧光物质的γ特性，采用γ校正器电路601进行γ校正。接下来，根据表面导电电子发射器件的特性，采用γ校正器电路602对每个R、G、B信号进行γ校正。
如同在说明本发明的原则时所指出的，根据每种颜色的视频输入信号，通过以相关方式控制偏压或增益，就能调整由电压调制的亮度。此外，还能对每种颜色的输入信号，通过R、G、B偏压调整器或R、G、B增益调整器独立地控制偏压或增益，根据个人喜爱调整色调。虽然本实施例是在处理的视频信号为模拟信号的情况下描述的，但是数字信号的电路结构当然也是可以的。
根据上述第一至第五实施例，利用表面传导电子发射器件在彩色图象显示器装置的接收机一侧，很容易实现色调控制和彩色信号控制，即偏色和彩色平衡控制等。当试图表现具有色调的彩色信号时，这种控制曾经是个问题。
此外，依据第二和第四实施例的色调控制方法进行的控制与电子发射器件无关。因此，即使对应于每种颜色表面传导电子发射器件的电特性发生了变化，也能校正这种变化。结果，改进了彩色图象形成装置的制造过程。
(第六实施例)
下面描述采用装有作为电子源的表面传导电子发射器件的显示屏的一个实施例。然而在本实施例中，显示屏的结构不同于图11。
在详细描述本实施例之前，先简要说明本实施例的显示装置。该显示装置包括电子源基底，上面以二维方式排列有若干表面传导电子发射器件，该显示装置还包括荧光物质，它们位于电子源基底的对面，用于响应电子束的辐射发出可见光，基底和荧光物质密封在一个抽空容器中，其真空度为10-6乇。此外，以二维方式在电子源基底上面排列的表面传导电子发射器件具有驱动连线，其两端的连接方式使器件能够以行为单位被选择和驱动。随着扫描控制电路以行为单位连续对行进行扫描，电压均匀地施加在扫描行上表面传导电子发射器件的两端。结果器件被驱动。
此外，在表面传导电子发射器件和荧光物质之间放入一个栅极。栅极在与行方向成直角的方向上延伸，并用来分别控制到达荧光物质的发射电流量。根据图象信号控制栅极上施加的电压就能控制荧光物质表面的发光亮度。
另外，按照本实施例的第一彩色平衡校正方法，依照彩色显示亮度进行电压调制的红(R)、绿(G)和蓝(B)信号受到根据R、G、B荧光物质的发光特性进行的校正和/或根据栅极电压进行的校正，为了获得彩色显示的合适的彩色平衡，对栅极进行电压调制。
另外，按照本实施例的第二彩色平衡校正方法，依据荧光物质的发光特性校正R、G、B，并且依据彩色亮度进行脉宽调制的R、G、B信号施加在栅极上，以便提供彩色显示。
栅极是用来控制电子发射器件发射的电子束的轨迹的电报，并能够通过施加在栅极上的电信号控制辐射到荧光物质表面的电子束的量。栅极还可以用来对电子束聚焦或使其偏转。另外，在本实施例中栅极位于电子发射器件和荧光物质表面之间。然而，栅极也可以与电子发射器件在同一平面上，或者在某些情况下，电子发射器件可以位于栅极和荧光物质表面之间。此外如上所述，用脉冲电压作为施加在栅极上的电信号，并且通过改变脉冲峰值或脉冲宽度来控制辐射到荧光物质表面的电子束的量。然而，本发明不限于仅改变脉冲峰值和脉冲宽度之中的一项。例如，脉冲峰值和脉冲宽度都可以改变。另外，利用多个脉冲可以改变脉冲的个数，从而控制辐射到荧光物质表面的电子束的量。
下面详细描述本实施例。
图27是根据本发明用于控制具有色调的彩色信号的第六实施例的电路框图。
在图27中，输入视频信号710是其频率由视频信号和彩色信号调制的一个载波信号。该信号进入滤波器电路711。滤波器电路对视频信号710进行检测和放大。可以采用与常规电视机电路类似的电路。矩阵电路712是常规电视机电路中的一个重要的电路，并具有将NTSC信号的三个分量Y、I和Q转变成彩色信号的三个分量R、G、B的电路常数。图14表示矩阵电路712的系数的典型例子。系数通常由当电视摄像机将某一图象转变成NTSC信号时占优势的一个矩阵电路的系数决定。然而，系数并不是唯一确定的，而是能够根据接收机一侧的各种特性加以改变。
假如信号为NTSC以外的其它制式的信号，那么毫无疑问滤波器电路711和矩阵电路712将采用不同的电路结构。例如，在输入某些彩色信号分量(如模拟R、G、B信号721或数字R、G、B信号722，如图27所示)的情况下，模拟R、G、B信号721直接进入下一级校正电路(1)713，而数字R、G、B信号722在由D/A转换器716转换成模拟信号以后进入校正电路(1)713。这样输入的信号可以是来自计算机的数据信号，来自电视摄像机的基带信号，等。
下面描述校正电路(1)713和(2)714的校正特性。
图28A和28B表示本实施例的荧光物质发光特性。图28A表示构成彩色图象显示装置的发光部分的典型的发光特性。如图28A所示，由于发光颜色不同，所以荧光物质的特性曲线是不一样的，而且是非线性的。通过引入γ校正器电路(这种电路早就用于CRT中)，可以使荧光物质的非线性特性变为基本线性的特性。然而，对每种颜色来说，线性特性的斜率是不同的(参见图28B)。为了根据每一种彩色分量R、G、B校正斜率，提供了图27所示的校正电路(1)713。在以下的描述中，假定依照荧光物质特性已经进行了γ校正。
此外，作为控制辐射电流部件的栅极，如下所述，与施加的电压呈现非线性关系。因此，通过图27中的校正电路(2)714，对具有线性特性的图象信号进行校正。于是，可以通过对施加在栅极上的电压进行电压调制来显示具有线性特性的图象。另外，不用电压调制，而用下面将要说明的脉宽调制也能控制栅极上的电压。
此外，可以通过重新排列R、G、B信号显示一行图象，同时用控制电路715在象素单元中建立同步，重新排列的信号输出至数据侧的驱动器718。同时输入从视频信号710得到的水平同步信号723，并且行同步信号经控制电路717输出至扫描信号驱动器719。结果，连续扫描显示行，以便在显示屏720上显示二维图象。
作为采用表面传导电子发射器件的栅极型彩色图象显示装置，上述本实施例的彩色图象显示装置的效果极好。
应注意的是，构成本实施例的显示屏720的表面传导电子发射器件的基本结构、制造方法和特性如同前面所说明的那样。
图29表示本实施例的彩色图象显示装置结构的典型例子。在图29中，一些电子发射器件平行排列，每个器件的两端分别与导线相连以形成行。上面排列有这些行的基底801(例如，参见本申请人递交的日本专利申请公开No.1-31332)固定在后板802上，这之后具有电子传输孔805的栅极806被设置在基底801上方并垂直于电子发射器件的器件电极803。此外，通过支撑框811将面板810(通过玻璃基底807内表面上形成荧光膜808和金属衬片809构成)放在基底801上方大约5mm处。面板810、支撑框811和后板802的联结处涂有熔结玻璃，然后放在400至500℃的大气或氮气环境中加热不少于10分钟，以进行密封。基底801也通过采用熔结玻璃固定到后板802上。
在图29中，数字804代表电子发射区。在本实施例中，如上所述，容器812由面板810、支撑框811和后板802构成。然而，由于提供后板802的主要目的是为了加强基底801，所以如果基底801本身强度足够，就可以省去后板802。支撑框811可以直接密封在基底801上，于是容器812由面板810、支撑框811和基底801构成。
如果器件用于单色时，则面板810上的荧光膜808只包括荧光物质。然而在荧光膜用于彩色显示的情况下，荧光膜包括黑色导电材料291，(如黑色条纹(参见图12A)或黑色矩阵(参见图12B))以及荧光物质292。提供黑色条纹或黑色矩阵的目的在于通过使荧光物质292之间的涂层部分变暗而使得混合色彩等不太明显，这些荧光物质是显示彩色图象所必需的三基色荧光物质，其目的还在于抑制对比度下降，对比度下降是由荧光膜808上外部光线的反射引起的。在本实施例中，荧光物质292采用的是条纹形状(图12A)。预先形成黑色条纹，然后在它们之间加上各种荧光物质涂层，由此制备荧光膜808。
在本实施例中构成黑色条纹的材料是主要成分为石墨的物质。然而，也可以用其它的材料，只要它是导电的并且只允许很少的光线通过或反射。至于用荧光物质292覆附玻璃基底807的方法，在单色显示的情况下可以用淀积法或印制法。在本实施例中是彩色显示，故用悬浮法。然而在彩色显示的情况下，毫无疑问，即使用印制法也能获得效果相同的涂附膜。
荧光膜808的内侧通常形成有金属衬片809。提供金属衬片809的目的在于通过将直接照射在内表面的一部分荧光物质发出的光线反射到面板810一侧来提高亮度，其目的还在于使之成为向电子束施加加速电压的一个电极，以及防止由于容器812中产生的负离子的轰击对荧光物质92造成的损坏。金属衬片809是通过在形成荧光膜后对荧光膜808的内表面进行平滑处理(通常称作“涂膜”)，并随后用真空淀积法淀积铝而制备的。为了提高荧光膜808的导电率，在一些情况下膜808的外表面一侧的面板810上形成有可穿透电极(未示出)。然而在本实施例中，由于单独用金属衬片809就可以得到满意的导电率，所以没有用电极。此外，当面板810、支撑框811和后板802的联结处密封时，由于在彩色显示器中各种颜色的彩色荧光物质242和电子发射器件必须对应，所以就要严格地予以定位。
按上述方法完成玻璃容器的环境要用真空泵经排气管(未示出)抽空。在达到足够高的真空度之后，经外部端子Drl-Drm、DL1-DLm在器件的电极803之间施加电压，由此进行上述形成处理。这样便形成电子发射区804，以在基底801上制备电子发射器件。接下来借助气体燃烧器将排气管(未示出)在大约10-6乇的真空下进行加热，从而通过将其熔化来密封容器812。最后，为了在密封之后保持其真空度，必须进行吸气剂处理。在这种处理过程中，吸气剂放在图象显示装置的的规定位置(未示出)，然后在密封前或密封后立即用诸如电阻加热或高频加热的加热方法对吸气剂加热，由此形成真空淀积吸气剂膜。吸气剂的主要成分是Ba等。通过蒸汽淀积吸气剂膜的抽真空作用来保持真空。
在以上述方法形成的本发明的图象显示装置中，经外部端子Drl-Drm、DL1-DLm将电压施加在每个电子发射器件上，从而通过电子发射区804发射电子。发射的电子穿过调制电极806的电子传输孔805以后，通过高压端子Hv将几千伏以上的高压加在金属衬片809或可穿透电极(未示出)上，以便加速电子束。电子打在荧光膜808上，从而激发荧光物质292发光，以显示图象。这时，与信息信号一致的电压通过外部电极G1-Gn施加在调制电极806上，从而控制穿过电子传输孔805的电子束，其结果显示图象。
在本实施例中，调制电极806具有电子传输孔805，孔径约为50μm，它通过SiO2绝缘层(未示出)放在基底801上方大约10μm处。因此当6kV电压作为加速电压施加时，可以在小于50V的调制电压下对电子束进行通/断控制。
图30表示施加在调制电极806上的栅极电压和流入荧光膜808中的荧光物质电流之间的关系。随着栅极电压Vg的增加，当它超过一个特定的阈值Vg1时，开始出现荧光物质电流。随着栅极电压Vg进一步的增加，荧光物质电流单调增加，最终达到饱和，如图30所示。
以上所述是制备图象显示装置所必需的。装置的具体部分如构成各种部件的材料并不限于上述内容。可以适当选择材料，以便适用于图象显示装置。
应注意的是，甚至通过改变图27矩阵电路712中的转换公式的系数(参见图14)也能达到彩色平衡。具体操作如前所述。此外，控制电路715包括图26的R调整器、G调整器和B调整器，并可以以相同的方式运行。
(第七实施例)
下面参照图31描述本发明的第七实施例。在图31中，以与图27相同的方式得到的模拟信号R、G、B经A/D转换器925转换成R、G、B信号。应注意的是，如果数字R、G、B信号作为输入，则不需要经A/D转换器进行转换。
还设有脉宽调制电路926，它用来将经数字转换的R、G、B信号或输入的数字R、G、B信号(r、g、b)转变成具有与亮度一致的脉冲宽度的信号。校正数据表927是根据与三基色对应的荧光物质292的彩色发光特性差异产生的，根据该表，通过对相应的R、G、B信号独立加权，脉宽调制电路926将R、G、B信号转换成经脉宽调制的R、G、B信号(r′、g′、b′)。R、G、B信号(r′、g′、b′)进入控制电路915，后者通过与图27有关说明类似的操作将与图象数据一致的信号送入调制信号驱动器918，从而显示一行图象。与这一显示同步，通过与图27类似的操作，扫描信号驱动器919由控制电路917驱动，从而在图象显示屏920上进行二维显示。毫无疑问，也可以通过图22-24的电路实现这一操作。
下面参照图32描述本发明的第八实施例。
在图32中，图32电路中的模拟R、G、B信号被取样电路1028取样，被取样的模拟R、G、B信号由脉宽调制电路1026a进行脉宽调制。脉宽调制电路1026a也参照校正数据表，以对调制的R、G、B信号独立加权。调制的信号输出至控制电路1015，以得到调制信号驱动器1018的驱动信号。
图32的脉宽调制电路1026a由与图18至图21中的类似的电路组成，其运行方式也类似。
根据上述实施例，在依赖于表面传导电子发射器件的彩色图象显示器装置中很容易实现色调控制和彩色信号控制。更具体地说，在接收机一侧很容易进行偏色和彩色平衡控制，当试图表现具有色调的彩色信号时，这种控制曾经是个问题。
此外，由于依据以上实施例的色调控制方法进行的控制与电子发射器件无关，因此，即使对应于每种颜色表面传导电子发射器件的电特性发生了变化，也能校正这种变化。结果，改进了彩色成象装置的制造过程。
本发明的显示器件可以广泛地用于接收NTSC电视信号的电视显示装置中，以及用于直接或间接地与图象信号源如计算机、图形存储器和通信网络有关的显示装置中。该显示器件还适用于显示大容量图象的大屏幕显示装置。
根据本发明，还可能实现色调极佳的平面型彩色显示装置。
应明确的是，在不背离其精神和范围的前提下，显然可以派生出本发明的许许多多的实施例，本发明不局限于上述具体的实施例，而是仅由所附权利要求书来限定。

Claims (3)

1.一种成象装置，包括：
电子束产生源，其中在基底上排列了多个表面传导电子发射器件；
三基色红、绿、蓝荧光物质，用于响应来自所述电子束产生源的电子束辐射而发光；以及
调制装置，用于根据图象信号调制辐射所述荧光物质的电子束，其特征在于：
所述调制装置具有用于对图象信号进行γ校正的校正装置，并根据预先由所述校正装置校正过的图象信号对电子束进行调制，以及
所述电子束产生源包括一个器件组和一个电极矩阵，所述器件组中，多个表面传导电子发射器件在基底上沿行的方向排列，以及，所述电极矩阵中，栅极电极在所述基底上或离开所述基底沿列的方向排列，该列方向基本垂直于行方向。
2.根据权利要求1的装置，其中所述调制装置至少具有校正装置，校正装置根据荧光物质的发光强度与电子束辐射量之间的γ特性，校正图象信号。
3.根据权利要求1的装置，其中所述调制装置至少具有校正装置，校正装置根据所述栅极电极的电子束穿透量与所施加的栅极电极信号之间的γ特性，校正图象信号。
CN94103553A 1993-04-05 1994-04-04 成象装置 Expired - Fee Related CN1086507C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP77899/93 1993-04-05
JP77898/93 1993-04-05
JP7789893 1993-04-05
JP7789993 1993-04-05
JP56124/94 1994-03-25
JP6056124A JPH075836A (ja) 1993-04-05 1994-03-25 画像形成装置及び画像形成方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB001067842A Division CN1173381C (zh) 1993-04-05 2000-04-20 成象装置和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1104369A CN1104369A (zh) 1995-06-28
CN1086507C true CN1086507C (zh) 2002-06-19

Family

ID=27295808

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN94103553A Expired - Fee Related CN1086507C (zh) 1993-04-05 1994-04-04 成象装置
CNB001067842A Expired - Fee Related CN1173381C (zh) 1993-04-05 2000-04-20 成象装置和方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB001067842A Expired - Fee Related CN1173381C (zh) 1993-04-05 2000-04-20 成象装置和方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5654607A (zh)
EP (1) EP0619595B1 (zh)
JP (1) JPH075836A (zh)
CN (2) CN1086507C (zh)
AT (1) ATE144648T1 (zh)
AU (1) AU682022B2 (zh)
CA (1) CA2117253C (zh)
DE (1) DE69400771T2 (zh)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3044435B2 (ja) * 1993-04-05 2000-05-22 キヤノン株式会社 電子源及び画像形成装置
US6802752B1 (en) * 1993-12-27 2004-10-12 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing electron emitting device
CA2418595C (en) * 1993-12-27 2006-11-28 Canon Kabushiki Kaisha Electron-emitting device and method of manufacturing the same as well as electron source and image-forming apparatus
US5831387A (en) 1994-05-20 1998-11-03 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and a method for manufacturing the same
JP3311201B2 (ja) 1994-06-08 2002-08-05 キヤノン株式会社 画像形成装置
WO1996008003A1 (en) * 1994-09-07 1996-03-14 Philips Electronics N.V. Colour display device
US5996488A (en) * 1994-11-25 1999-12-07 Canon Kabushiki Kaisha Preparation of an electron source by offset printing electrodes having thickness less than 200 nm
US6473063B1 (en) * 1995-05-30 2002-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Electron source, image-forming apparatus comprising the same and method of driving such an image-forming apparatus
US6140985A (en) * 1995-06-05 2000-10-31 Canon Kabushiki Kaisha Image display apparatus
JP3376220B2 (ja) * 1995-10-03 2003-02-10 キヤノン株式会社 画像形成装置とその製造方法
JP3279464B2 (ja) * 1995-11-08 2002-04-30 富士ゼロックス株式会社 二次元面発光レーザアレイ、およびその駆動方法および駆動装置
JPH09134147A (ja) * 1995-11-10 1997-05-20 Canon Inc マルチ電子ビーム源及びそれを用いた表示装置
JPH09292858A (ja) * 1996-04-24 1997-11-11 Futaba Corp 表示装置
GB2321335A (en) * 1997-01-16 1998-07-22 Ibm Display device
US6586872B2 (en) * 1997-09-03 2003-07-01 Canon Kabushiki Kaisha Electron emission source, method and image-forming apparatus, with enhanced output and durability
WO1999021159A1 (en) * 1997-10-17 1999-04-29 Motorola Inc. Method for controlling brightness in a flat panel display
US6169529B1 (en) * 1998-03-30 2001-01-02 Candescent Technologies Corporation Circuit and method for controlling the color balance of a field emission display
JP2000310968A (ja) * 1999-02-23 2000-11-07 Canon Inc 画像表示装置および方法
JP3397738B2 (ja) * 1999-02-25 2003-04-21 キヤノン株式会社 電子源および画像形成装置
JP2001319567A (ja) * 2000-02-28 2001-11-16 Ricoh Co Ltd 電子源基板および該電子源基板を用いた画像表示装置
JP2002156938A (ja) * 2000-11-21 2002-05-31 Canon Inc 画像表示装置およびその駆動方法
JP4986334B2 (ja) * 2001-05-07 2012-07-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 液晶表示装置及びその駆動方法
JP3681121B2 (ja) * 2001-06-15 2005-08-10 キヤノン株式会社 駆動回路及び表示装置
JP3647426B2 (ja) * 2001-07-31 2005-05-11 キヤノン株式会社 走査回路及び画像表示装置
JP4372401B2 (ja) 2001-12-21 2009-11-25 シャープ株式会社 補正特性決定装置、補正特性決定方法および表示装置
JP2003280615A (ja) * 2002-01-16 2003-10-02 Sharp Corp 階調表示基準電圧発生回路およびそれを用いた液晶表示装置
JP2004003935A (ja) * 2002-04-12 2004-01-08 Daicel Chem Ind Ltd 擬似移動床式クロマトグラフィー用光学異性体分離用充填剤
KR100451899B1 (ko) * 2002-06-12 2004-10-08 주식회사 엘리아테크 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치
JP3715967B2 (ja) * 2002-06-26 2005-11-16 キヤノン株式会社 駆動装置及び駆動回路及び画像表示装置
US6700594B1 (en) * 2002-10-17 2004-03-02 Xerox Corporation Method and arrangement for registering color images
CN100419943C (zh) * 2003-04-03 2008-09-17 清华大学 一种场发射显示装置
JP2005260849A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Toshiba Corp 表示装置と表示方法
TWI250812B (en) * 2004-04-14 2006-03-01 Teco Nanotech Co Ltd Compensation structure of light-emitting brightness in field emission display
KR20050104641A (ko) * 2004-04-29 2005-11-03 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시장치
KR20050104652A (ko) * 2004-04-29 2005-11-03 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시 장치 및 그 구동 방법
JP4154422B2 (ja) 2004-12-15 2008-09-24 キヤノン株式会社 画像表示装置
JP4154423B2 (ja) 2004-12-17 2008-09-24 キヤノン株式会社 画像表示装置
EP1876628A4 (en) * 2005-04-18 2009-11-04 Asahi Glass Co Ltd ELECTRONIC MIXER, FIELD EMISSION DISPLAY UNIT, COLD CATHODE FLUORESCENT COLUMN, FLAT TYPE LIGHTING DEVICE AND ELECTRON EMITTING MATERIAL
KR20060114082A (ko) * 2005-04-27 2006-11-06 삼성에스디아이 주식회사 전자방출소자의 구동장치 및 그 구동방법
JP4630752B2 (ja) * 2005-07-29 2011-02-09 株式会社東芝 映像信号処理装置及び映像信号処理方法
KR100809397B1 (ko) * 2005-08-26 2008-03-05 한국전자통신연구원 급격한 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자 및 이를포함하는 디스플레이
KR100832619B1 (ko) * 2005-10-11 2008-05-27 삼성전기주식회사 1판넬 광변조기의 구동 전압 제어 기능을 갖는 프로젝션제어 장치
DE102021104951A1 (de) * 2020-03-19 2021-09-23 Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft Inline Deckweißregelung
JP2022081185A (ja) 2020-11-19 2022-05-31 株式会社ニューフレアテクノロジー 電子放出源の動作制御方法、電子ビーム描画方法、及び電子ビーム描画装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4547797A (en) * 1982-10-12 1985-10-15 Sperry Corporation Apparatus for color tracking and brightness correction for multi-gun color cathode ray tube display
EP0523702A1 (en) * 1991-07-17 1993-01-20 Canon Kabushiki Kaisha Image-forming device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4126814A (en) * 1976-12-09 1978-11-21 Rca Corporation Electron gun control system
JPS6431332A (en) 1987-07-28 1989-02-01 Canon Kk Electron beam generating apparatus and its driving method
FR2656484A1 (fr) * 1989-12-22 1991-06-28 Thomson Csf Dispositif de correction de gamma des signaux video destines a un ecran de visualisation et recepteur de television comportant un ecran recevant des signaux d'un tel dispositif.
NL9100174A (nl) * 1991-02-01 1992-09-01 Philips Nv Kleurenbeeld-weergeefinrichting en kleurencamera.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4547797A (en) * 1982-10-12 1985-10-15 Sperry Corporation Apparatus for color tracking and brightness correction for multi-gun color cathode ray tube display
EP0523702A1 (en) * 1991-07-17 1993-01-20 Canon Kabushiki Kaisha Image-forming device

Also Published As

Publication number Publication date
ATE144648T1 (de) 1996-11-15
DE69400771T2 (de) 1997-03-20
CN1282976A (zh) 2001-02-07
AU5927694A (en) 1994-10-06
CA2117253A1 (en) 1994-10-06
EP0619595A1 (en) 1994-10-12
CN1173381C (zh) 2004-10-27
CA2117253C (en) 2000-01-18
AU682022B2 (en) 1997-09-18
EP0619595B1 (en) 1996-10-23
DE69400771D1 (de) 1996-11-28
US5654607A (en) 1997-08-05
JPH075836A (ja) 1995-01-10
CN1104369A (zh) 1995-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1086507C (zh) 成象装置
CN1106631C (zh) 电子产生器件及其驱动电路和驱动方法
CN1115710C (zh) 电子束设备与成像设备
CN1306540C (zh) 电子发射器件的制造方法
CN1154148C (zh) 图象形成装置及其驱动方法
CN1123048C (zh) 成象装置
CN1052337C (zh) 电子发射器件的制作方法以及电子源和图象形成设备
CN1084040C (zh) 制造电子发射器件、电子源和图象形成装置的方法
CN1106657C (zh) 电子发射装置与图象形成装置
CN1363944A (zh) 驱动电子发射装置、电子源和成像装置的方法和电路
CN1127750C (zh) 减少电荷的薄膜,图象形成装置及其制造方法
CN1108801A (zh) 电子束发生装置，图像显示装置和驱动这些装置的方法
CN1108622C (zh) 电子束设备及驱动该设备的方法
CN1143356C (zh) 使用电子发射器件的电子装置及成象装置
CN1072838C (zh) 电子束发生装置和使用电子束发生装置的图象形成装置
CN1123037C (zh) 电子源、采用它的成象器及其制造方法
CN1118844C (zh) 成像装置和生产及调整该成像装置的方法
CN1136671A (zh) 电子束源和使用它的成像设备的制造方法及激活处理方法
CN1126137C (zh) 电子发射器件及其制造方法
CN1115706C (zh) 电子发射器件，电子源及成象设备和制造方法
CN1093980C (zh) 成像设备、电子发生设备和发生设备制造及特性调节方法
CN1882053A (zh) 电视机及图像显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20020619

Termination date: 20130404