JP2000010520A - 画像表示装置及びその表示制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示モードに応じて使用される素子に応じ
て、その素子を駆動するドライバ回路への電力供給を停
止して消費電力を抑える。 【解決手段】 複数の電子放出素子をマトリクス状に配
線した表示パネル１を有する画像表示装置であって、マ
トリクス状に配線された電子放出素子の行配線を駆動す
る走査信号ドライバ３と、マトリクス状に配線された電
子放出素子の列配線を画像信号に応じて駆動する変調信
号ドライバ２とを有する。この表示装置における表示モ
ードには、表示パネル１の最大表示エリアを使用した表
示を行なうワイド表示モードと、表示パネル１の最大表
示エリアよりも小さい表示エリアを使用した表示を行な
うノーマル表示モードとがあり、ノーマル表示モードの
際には、変調信号ドライバ２に入力するイネーブル信号
ＥＮ1〜16を切換えることにより、ドライバ組（シフト
レジスタとドライバ組）への制御クロック（ＣＬＫ）の
入力を禁止して各ドライバ組における消費電力を低下さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電子放出素
子を配列した表示パネルを用いて画像を表示する画像表
示装置及びその表示制御方法に関するものである。

【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）、などが知られている。

【０００３】表面伝導型放出素子としては、例えば、M.
I. Elinson, Radio E-ng. Electron Phys., 10, 1290,
(1965)や、後述する他の例が知られている。

【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(Elinson)等
によるＳｎＯ2薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によ
るもの［G. Dittmer：“Thin Solid Films”, 9,317 (1
972)］や、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2薄膜によるもの［M. Hart
well and C. G. Fonstad：”IEEE Trans. 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。

【０００５】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図３０に前述のM. Hartwellらによ
る素子の平面図を示す。同図において、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。この導電性薄膜
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］，幅Ｗは、
０．１［ｍｍ］に設定されている。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。

【０００６】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３００５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３
００４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３００５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。この通電フォーミング後に導電性薄膜３００４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。

【０００７】上述の表面伝導型放出素子は、構造が単純
で製造も容易であることから、大面積にわたり多数の素
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６４−３１３３２号公報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。

【０００８】ＦＥ型の例としては、例えば、W. P. Dyke
& W. W. Dolan，“Field emission”, Advance in Ele
ctron Physics, 8, 89 (1956)や、或は、C. A. Spind
t，“Physical properties of thin-film field emissi
on cathodes with molybdeniumcones”, J. Appl. Phy
s., 47, 5248 (1976)などが知られている。

【０００９】このＦＥ型の素子構成の典型的な例とし
て、図３１に前述のC. A. Spindtらによる素子の断面図
を示す。同図において、３０１０は基板で、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、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。また、ＦＥ型の他の素子構成として、図３１
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。

【００１０】また、ＭＩＭ型の例としては、例えば、C.
A. Mead，“Operation of tunnel-emission Devices,
J. Appl. Phys., 32,646 (1961)などが知られている。
このＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図３２に示す。
同図は断面図であり、図において、３０２０は基板で、
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８
０〜３００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。

【００１１】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、基板の熱溶融な
どの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒータの
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。

【００１２】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、大面積にわたり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号公報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。

【００１３】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、画像記録装置などの画像形
成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。

【００１４】特に、画像表示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号公報や特開平４−２８１３７号公報
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
た画像表示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て用いた画像表示装置は、従来
の他の方式の画像表示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。

【００１５】また、ＦＥ型素子を多数個並べて駆動する
方法は、例えば本出願人によるＵＳＰ４，９０４，８９
５に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置に応
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. Meyer:“Recent D
evelopment on Microtips Display at LETI”，Tech.Di
gest of 4th Int. Vacuum Microelectronics Conf., Na
gahama, pp. 6-9 (1991)]。

【００１６】また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、例えば本出願人による特開平３−５
５７３８号公報に開示されている。

【００１７】本願発明者らは、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、構造の表
面伝導型放出素子を試みてきた。さらに、多数の表面伝
導型放出素子を配列したマルチ電子源、並びにこのマル
チ電子源を応用した画像表示装置に付いて研究を行って
きた。例えば図３３に示す電気的な配線方法によるマル
チ電子源を試みてきた。即ち、表面伝導型放出素子を２
次元的に多数個配列し、これらの素子を図示のようにマ
トリクス状に配線したマルチ電子源である。

【００１８】図中、４００１は表面伝導型放出素子を模
式的に示したもの、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
４００３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。なお、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むろんこれに
限ったわけではなく、例えば画像表示す値用のマルチ電
子源の場合には、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。

【００１９】このように表面伝導型放出素子を単純マト
リクス配線したマルチ電子源においては、所望の電子ビ
ームを出力させるため、行方向配線４００２および列方
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行の表面伝導型放出素子を駆
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４０
０２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による電圧効果を無視すれば、選択する
行の表面伝導型放出素子には（Ｖe−Ｖs）の電圧が印加
され、また非選択行の表面伝導型放出素子には（Ｖe−
Ｖns）の電圧が印加される。ここでＶe，Ｖs，Ｖnsを適
宜の大きさの電圧にすれば、選択する行の表面伝導型放
出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、選択する行の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、表面伝導
型放出素子の応答速度は高速であるため、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。以
下、選択時の素子印加電圧（Ｖe−Ｖs）をＶfと呼ぶ。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】このような冷陰極素子
を単純マトリクス配線したマルチ電子源をテレビジョン
用の画像表示装置に適用した場合に以下の問題が発生し
ていた。例えばワイド表示（アスペクト比１６：９）と
ノーマル表示（アスペクト比４：３）とを切り換えて表
示できる画像表示装置の場合は、その表示パネルは最大
アスペクト比「１６：９」の画像を表示できる面積を有
している。このような表示パネルにアスペクト比「４：
３」の画像を表示する場合には、その表示パネルの内の
表示に使用されない冷陰極素子が生じることになる。こ
のような場合であっても、画像の表示のために駆動され
ない素子に対応するドライバ回路、即ち、シフトレジス
タや変調信号用ドライバなどへの通電が続けられている
ため無駄な電力を消費するという問題があった。

【００２１】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、表示モードに応じて使用される素子に応じて、その
素子を駆動するドライバ回路への電力供給を停止して消
費電力を抑えるようにした画像表示方法及び装置に関す
るものである。

【００２２】また本発明の目的は、ノーマルモードの表
示の場合には、表示画面上における画像の表示位置を変
更できる画像表示方法及び装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像表示装置は以下のような構成を備える。
即ち、複数の電子放出素子をマトリクス状に配線した表
示パネルを有する画像表示装置であって、前記マトリク
ス状に配線された電子放出素子の行配線を駆動する行駆
動手段と、前記マトリクス状に配線された電子放出素子
の列配線を画像信号に応じて駆動する列駆動手段と、前
記表示パネルの最大表示エリアを使用した表示を行なう
第１表示モードと、前記表示パネルの最大表示エリアよ
りも小さい表示エリアを使用した表示を行なう第２表示
モードとに応じて前記列駆動手段における消費電力を制
御する消費電力抑制手段とを有することを特徴とする。

【００２４】上記目的を達成するために本発明の画像表
示方法は以下のような工程を備える。即ち、複数の電子
放出素子をマトリクス状に配線した表示パネルを有する
画像表示装置に画像を表示する表示制御方法であって、
前記マトリクス状に配線された電子放出素子の行配線を
画像信号の同期信号に応じて駆動する行駆動工程と、前
記マトリクス状に配線された電子放出素子の列配線を画
像信号に応じて駆動する列駆動工程と、前記表示パネル
の最大表示エリアを使用した表示を行なう第１表示モー
ドと、前記表示パネルの最大表示エリアよりも小さい表
示エリアを使用した表示を行なう第２表示モードとに応
じて消費電力を制御する消費電力抑制工程とを有するこ
とを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明する。

【００２６】［実施の形態１］図１は、本実施の形態の
画像表示装置の構成を示すブロック図である。

【００２７】図において、１は表示パネルで、表示する
縦横が「１６：９」のアスペクト比を有し、ここでは仮
に、水平方向に２５５６（８５２×３（ＲＧＢ））個、
垂直方向に４８０個の蛍光体がＲ，Ｇ，Ｂそれぞれ縦ス
トライプ状にフェースプレート上に配列されており、各
蛍光体に対応する電子放出素子が行方向配線と列方向配
線とにより単純マトリクス状に配線されている。そし
て、この表示パネル１の電子放出素子を線順次（ラスタ
順）で駆動する例で説明する。

【００２８】ＮＴＳＣ信号が受信されてＮＴＳＣデコー
ダ４に入力されると、その受信信号が、アスペクト比が
「４：３」の一般のノーマルのＴＶ信号か、或はアスペ
クト比が「１６：９」のＥＤＴＶ１１，２のワイド信号
かが判断され、その判断信号ｓ１がシステム制御部８に
入力される。

【００２９】またＨＤＴＶ信号が受信されてＨＤＴＶデ
コーダ５に入力されると、その受信信号がアスペクト比
「１６：９」のワイド信号であるという判断信号ｓ２が
システム制御部８に入力される。またＰＣ（パーソナル
コンピュータ）が動作しているときは、ＰＣ６から出力
されたＲＧＢ信号の画像信号がアスペクト比「４：３」
のノーマル信号であることを示す判断信号ｓ３がシステ
ム制御部８に入力される。９はユーザインターフェース
（Ｉ／Ｆ）で、表示パネル１に表示する画像をノーマル
（アスペクト比「４：３」）のＮＴＳＣ信号を、ノーマ
ル表示／ワイド表示とするか、ワイド（アスペクト比
「１６：９」）のＮＴＳＣ信号のワイド表示とするか、
或はＨＤＴＶ信号をワイド表示するか、ＰＣ６からの画
像信号をノーマル表示するか等を選択することができ
る。このユーザインターフェース９で選択された内容が
選択信号ｓ４としてシステム制御部８に入力される。こ
のユーザインターフェース９で選択された信号が受信さ
れている場合は、システム制御部８は、その選択された
画像信号に対応するサンプリング周波数の制御信号ｓ５
をＡ／Ｄ変換器７に入力する。これによりＡ／Ｄ変換器
７は、その選択された信号レートのサンプリング周波数
の制御信号ｓ５によりＲ，Ｇ，Ｂ信号のそれぞれをデジ
タル信号に変換し、その結果であるデジタル画像信号ｓ
１０をデジタルプロセッサ１０に出力する。

【００３０】デジタルプロセッサ１０は、この入力した
ＲＧＢ信号に対してガンマ処理や、輪郭強調やノイズ抑
制のためにデジタルフィルタ処理を行い、その結果であ
るデジタル画像データをＰ／Ｓ（並直）変換部１１に出
力する。また、デジタルプロセッサ１０の動作を制御す
るための信号ｓ６がシステム制御部８から入力されてい
る。この制御信号ｓ６により、デジタルプロセッサ１０
において輪郭強調制御やコントラスト制御等も行うこと
ができる。

【００３１】Ｐ／Ｓ変換部１１は、デジタルプロセッサ
１０から並列に入力されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号
を、表示パネル１における蛍光体の色配列に対応した順
にシリアルに並べ替え、その並べ替えたシリアルデジタ
ル画像データｓ１１を変調信号ドライバ部２に出力す
る。Ｐ／Ｓ変換部１１には、パラレル／シリアル変換を
制御する制御信号ｓ７がシステム制御部８から入力され
ている。

【００３２】変調信号ドライバ２は、シフトレジスタと
表示パネル１の電子放出素子を駆動するためのドライバ
とが１組になった、合計８組（Ｄ1〜Ｄ8）のシフトレジ
スタとドライバとで構成されており、ここではシリアル
デジタル画像データｓ１１を８層に分割して駆動するよ
うにしている。ここでは、１組のドライバが扱うデータ
数は３２０(=2560/8)個である。また、この変調信号ド
ライバ２は、シリアルデジタル画像データｓ１１を入力
するシフトレジスタとドライバの組を選択するためのＤ
Ｓ信号（ＤＳ1〜ＤＳ8）を入力するＤＳ端子と、この組
の動作を制御するＥＮ（イネーブル）信号（ＥＮ1〜Ｅ
Ｎ8）を入力するＥＮ端子を有している。このＤＳ信号
のオン／オフを制御することにより、２５５６個のシリ
アルデジタル画像データｓ１１のうちの３２０個のデー
タを選択し、その選択した画像データを対応する組のシ
フトレジスタに入力する。こうして各組のドライバから
３２０個の画像データが出力され、ＤＳ信号とＥＮ信号
をオン／オフすることにより合計３２０個×８個分のパ
ラレル画像データが８組のドライバから出力される。こ
れらＤＳ信号，ＥＮ信号の出力タイミングを変更するこ
とにより、水平方向の８層の画像データのそれぞれの出
力順を変更することができる。走査信号ドライバ３は、
変調信号ドライバ２の出力に同期して、表示パネル１の
選択する行配線に駆動用の電圧を印加し、その選択した
行配線を水平同期信号に同期して順次切り換えていくこ
とにより表示パネル１に画像が表示される。

【００３３】図２は、本実施の形態の変調信号ドライバ
２の変調ドライバ組２ａにおけるシフトレジスタ２００
とドライバ２０１の組の１つの構成を示すブロック図で
ある。

【００３４】ドライバ２０１の動作を制御するＥＮ（イ
ネーブル）信号は、変調ドライバ組２ａを構成するシフ
トレジスタ２００とドライバ２０１を動作させる制御ク
ロック（ＣＬＫ）の出力制御を行っている。即ち、８組
の内のある組のＥＮ信号（ＥＮi）をオフにすると、そ
のオフされたＥＮ信号に対応するシフトレジスタ２００
とドライバ２０１への制御信号（ＣＬＫ）の供給が停止
される。これによりその変調ドライバ組２ａの動作が停
止し、その変調信号ドライバ組２ａでの消費電力が抑え
られる。またＤＳ信号（ＤＳi）がオンになると、その
オンになった信号に対応する変調ドライバ組２ａにシリ
アルデジタル画像データｓ１１が入力され、オフになる
とその変調ドライバ組２ａへの画像データｓ１１の入力
が禁止される。また変調ドライバ組２ａのドライバ２０
１は、シフトレジスタ２００からの画像データに応じた
パルス幅の信号を表示パネル１に出力する。

【００３５】次に本発明の実施の形態の画像表示装置に
おいて、アスペクト比が「１６：９」の場合と「４：
３」の場合の駆動方法について説明する。

【００３６】受信した画像信号がＨＤＴＶ信号である
か、ＥＤＴＶ信号（ワイド表示）であるか、或はノーマ
ルのＮＴＳＣ信号をワイド表示した場合において、表示
するアスペクト比が「１６：９」の場合を考える。この
場合には、Ａ／Ｄ変換器７で、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に８５２個
の画像データがサンプリングされてデジタル信号に変換
され、デジタルプロセッサ１０を通ってＰ／Ｓ変換部１
１に入力される。こうしてＲＢＧの順に順次切り替えら
れ、８５２個×３の画像データにパラレル−シリアル変
換され、変調信号ドライバ２を介して表示パネル１に入
力されて画像が表示される。

【００３７】この場合のＥＮ信号とＤＳ信号の状態を図
３乃至図６を参照して説明する。

【００３８】アスペクト比「１６：９」で画像を表示す
る場合は、変調ドライバ組Ｄ1〜Ｄ8（図３）の全てのイ
ネーブル信号（ＥＮ1〜ＥＮ8）がイネーブル状態にな
る。またドライバセレクト信号ＤＳは、図４に示すよう
に、２５５６個のデータの前後に２個ずつダミーデータ
“０”を足し合わせた２５６０個のデータの３２０個毎
に信号ＤＳ1から信号ＤＳ2，信号ＤＳ3，…，信号ＤＳ8
と順次切り換えてオンされる。ここでダミーデータ
“０”は、Ｐ／Ｓ変換部１１から変調信号ドライバ２へ
データが転送される出力線に不図示のプルダウン抵抗が
接続されており、画像信号が受信されていないときは、
変調信号ドライバ２に出力される画像データｓ１１が
“０”となるようにしている。これにより、図４に示す
ように、信号ＤＳ1を画像データ（Ｒ1，Ｇ1，Ｂ1，Ｒ
2，…）よりも２個前にオンするようにすれば、２個の
ダミーデータ“００”を挿入することができ、信号ＤＳ
8を画像データ（…，Ｒ852，Ｇ852，Ｂ852）よりも２個
だけ遅くオフするようにすれば、２個のダミーデータ
“００”を挿入することができ、全体として１走査ライ
ン当たり２５６０個の画像データとすることが出来る。

【００３９】一方、受信した信号が、ＮＴＳＣのノーマ
ル表示か、ＰＳ６からのアスペクト比が「４：３」の画
像を表示する場合は、Ａ／Ｄ変換器７でＲ，Ｇ，Ｂ毎に
６４０個の画像信号がサンプリングされてデジタルデー
タに変換され、デジタルプロセッサ１０を通ってＰ／Ｓ
変換部１１に入力されてＲＢＧの順に順次切り替えら
れ、６４０個×３の画像データにパラレル−シリアル変
換される。

【００４０】この場合のイネーブル信号ＥＮ及びセレク
ト信号ＤＳ（ｓ８）を図５及び図６を参照して説明す
る。

【００４１】図５は、アスペクト比が「４：３」の画像
表示の場合、その画像を表示パネル１の画面の中央部に
表示したいのであれば、変調信号ドライバＤ1〜Ｄ8のイ
ネーブル信号ＥＮ1〜ＥＮ8の内、信号ＥＮ2〜ＥＮ7がイ
ネーブルになり、信号ＥＮ1とＥＮ8はディスエーブルに
なる。また、セレクト信号ＤＳは、図６に示すように、
１９２０個のデータを３２０個毎に信号ＤＳ2からＤＳ
3，ＤＳ4，…，ＤＳ7により切り替えるようにオンされ
る。尚、ここで信号ＤＳ1とＤＳ8は共にオフのままであ
る。

【００４２】つまり、アスペクト比「４：３」での画像
表示の場合は、イネーブル信号ＥＮ1とＥＮ8はディスイ
ネーブルであるから、図５に示すように、変調信号ドラ
イバＤ1とＤ8へのシフトクロック等のクロック入力を停
止して画像データをシフトさせないことにより、各変調
ドライバ組のシフトレジスタとドライバで消費されてい
た電力を少なく抑えることができる。

【００４３】ただし、ＰＣ６からの画像を表示する場
合、そのＰＣ６に備えられたグラフィックカード（ビデ
オカード）がＨＤＴＶ対応の場合はアスペクト比「４：
３」の表示ではなく、「１６：９」での表示を行うこと
もできる。

【００４４】図７は、本実施の形態の画像表示装置のシ
ステム制御部８の動作を示すフローチャートで、この処
理を実行する制御プログラムはシステム制御部８の不図
示のメモリに記憶されている。

【００４５】まずステップＳ１０１で、ユーザインター
フェース９からの選択信号ｓ４を入力し、ステップＳ１
０２で、この選択信号ｓ４により選択されたＮＴＳＣデ
コーダ４、ＨＤＴＶデコーダ５，或はＰＣ６のいずれか
からの画像信号を選択する。このとき、判断信号ｓ１〜
ｓ３に基づいて、この選択した画像信号がアスペクト比
「４：３」のノーマル画像信号か、アスペクト比が「１
６：９」のワイド画像かを調べ（Ｓ１０３）、ノーマル
であればステップＳ１０４に進む。

【００４６】ステップＳ１０４では、ノーマル用のサン
プリングクロックをＡ／Ｄ変換器７に出力してサンプリ
ングし、デジタル化された画像信号をデジタルプロセッ
サ１０，Ｐ／Ｓ１１を制御して処理する（Ｓ１０５）。
次にステップＳ１０６に進み、イネーブル信号ＥＮ1，
ＥＮ8を共にディスイネーブルにし（図５）、ステップ
Ｓ１０７で、ドライブセレクトＤＳ2〜ＤＳ7を出力する
（図６参照）。またこれに合わせてステップＳ１０８
で、表示データの水平同期信号に同期して走査信号ドラ
イバ３を駆動して行配線を選択する。

【００４７】また一方ステップＳ１０３において、ワイ
ドモードが設定されているときはステップＳ１０９に進
み、ワイド用のサンプリング信号ｓ５をＡ／Ｄ変換器７
に出力してＲＧＢ信号をサンプリングし、デジタル化さ
れた画像信号をデジタルプロセッサ１０，Ｐ／Ｓ１１を
制御して処理する（Ｓ１１０）。次にステップＳ１１１
に進み、イネーブル信号ＥＮ1〜ＥＮ8を全てイネーブル
にし（図３参照）、ステップＳ１１２で、ドライブセレ
クトＤＳ1〜ＤＳ8を出力する（図４参照）。またこれに
合わせてステップＳ１０８で、表示データの水平同期信
号に同期して走査信号ドライバ３を駆動して行配線を選
択する。

【００４８】以上説明したように本実施の形態１によれ
ば、表示する画像のアスペクト比に応じて表示パネルを
表示駆動するためのドライバ回路を切り換え、しかも表
示に使用しないドライバにおける消費電力を抑えて画像
を表示することができる画像表示装置を提供することを
目的とする。

【００４９】［実施の形態２］次に本発明の実施の形態
２について説明する。この実施の形態２では、変調信号
ドライバ２の８個の変調ドライバ組の動作を制御するＥ
Ｎ（イネーブル）信号により、各ドライバに供給される
電力を制御している。

【００５０】図７は、この実施の形態２の変調ドライバ
組２ｂの構成を示すブロック図である。

【００５１】各組の変調ドライバ組２ｂに入力されるイ
ネーブル信号ＥＮをオフにすると、そのオフにされた変
調信号ドライバ組におけるシフトレジスタ２００及びド
ライバ２０１への＋５Ｖの電力供給が停止され、その変
調信号ドライバ組２ｂにおける消費電力が少なく抑えら
れる。

【００５２】尚、本実施の形態２におけるアスペクト比
が「４：３」或は「１６：９」の場合の動作は、前述の
実施の形態１の場合と同様であるので、その説明を省略
する。

【００５３】［実施の形態３］次に本発明の実施の形態
３について説明する。なお、この実施の形態３における
画像表示装置の構成は前述の実施の形態１とほぼ同じ
で、アスペクト比「４：３」の画像表示を行う場合に、
表示パネル１の左側に画像を表示する点だけが異なって
いる。

【００５４】即ち、アスペクト比が「４：３」の画像表
示の場合、Ａ／Ｄ変換器７でＲ，Ｇ，Ｂ毎に６４０個の
画像データがサンプリングされ、デジタルプロセッサ１
０、Ｐ／Ｓ変換部１１によりＲＢＧの順に切り替え、６
４０×３のデータにパラレル−シリアル変換する。こう
して変換された信号ｓ１１が変調信号ドライバ２に入力
される。このときの変調ドライバ制御信号ｓ８によるイ
ネーブル信号ＥＮとドライバセレクト信号ＤＳの状態を
図９及び図１０を参照して説明する。

【００５５】アスペクト比「４：３」の画像表示の場
合、画像を画面の左側に表示したいのであれば、変調ド
ライバＤ1〜Ｄ8のイネーブル信号ＥＮ1〜ＥＮ8の内、信
号ＥＮ1〜ＥＮ6をイネーブルにし、残りのイネーブル信
号ＥＮ7とＥＮ8とをディスイネーブルにする。ドライバ
セレクト信号ＤＳは、図１０に示すように、１９２０個
のデータを３２０個毎にＤＳ1からＤＳ2，ＤＳ3，…，
ＤＳ6と切り替えてオンされる。そして、残りの信号Ｄ
Ｓ7とＤＳ8は共にオフである。

【００５６】つまりアスペクト比「４：３」の画像表示
の場合、イネーブル信号ＥＮ7とＥＮ8は共にディスイネ
ーブルであるから、変調信号ドライバ２の変調ドライバ
組Ｄ7とＤ8の動作を制御している制御クロックの入力が
遮断される（図２参照）ため、これまで制御クロックが
入ることより、変調ドライバの各組のシフトレジスタ２
００とドライバ２０１とで消費されていた電力量を少な
く抑えることができる。

【００５７】この場合のシステム制御部８における制御
処理は、前述の図７のフローチャートにおいて、ステッ
プＳ１０６でイネーブル信号ＥＮ7,8をディスイネーブ
ルにし、ステップＳ１０７で、ドライバセレクト信号Ｄ
Ｓ1〜ＤＳ6を出力することで対処できる。

【００５８】尚、この変調ドライバ組の構成は、前述の
実施の形態の構成に限らず、実施の形態２のような構成
（図８）でも良い。 ［実施の形態４］次に本発明の実施の形態４について説
明する。なお、この実施の形態４における画像表示装置
の構成は前述の実施の形態１とほぼ同じで、アスペクト
比「４：３」の画像表示を行う場合に、表示パネル１の
右側に画像を表示する点だけが異なっている。

【００５９】即ち、アスペクト比が「４：３」の画像表
示の場合、Ａ／Ｄ変換器７でＲ，Ｇ，Ｂ毎に６４０個の
画像データがサンプリングされ、デジタルプロセッサ１
０、Ｐ／Ｓ変換部１１によりＲＢＧの順に切り替え、６
４０×３のデータにパラレル−シリアル変換する。こう
して変換された信号ｓ１１が変調信号ドライバ２に入力
される。このときの変調ドライバ制御信号ｓ８によるイ
ネーブル信号ＥＮとドライバセレクト信号ＤＳの状態を
図１１及び図１２を参照して説明する。

【００６０】アスペクト比「４：３」の画像表示の場
合、画像を画面の右側に表示したいのであれば、変調ド
ライバＤ1〜Ｄ8のイネーブル信号ＥＮ1〜ＥＮ8の内、信
号ＥＮ3〜ＥＮ8をイネーブルにし、残りのイネーブル信
号ＥＮ1とＥＮ2とをディスイネーブルにする。ドライバ
セレクト信号ＤＳは、図１０に示すように、１９２０個
のデータを３２０個毎にＤＳ3からＤＳ4，ＤＳ5，…，
ＤＳ8と切り替えてオンされる。そして、残りの信号Ｄ
Ｓ1とＤＳ2は共にオフである。

【００６１】つまりアスペクト比「４：３」の画像表示
の場合、イネーブル信号ＥＮ1とＥＮ2は共にディスイネ
ーブルであるから、変調信号ドライバ２の変調ドライバ
組Ｄ1とＤ2の動作を制御している制御クロックの入力が
遮断される（図２参照）ため、これまで制御クロックが
入ることより、変調ドライバの各組のシフトレジスタ２
００とドライバ２０１とで消費されていた電力量を少な
く抑えることができる。

【００６２】この場合のシステム制御部８における制御
処理は、前述の図７のフローチャートにおいて、ステッ
プＳ１０６でイネーブル信号ＥＮ1,2をディスイネーブ
ルにし、ステップＳ１０７で、ドライバセレクト信号Ｄ
Ｓ3〜ＤＳ8を出力することで対処できる。

【００６３】尚、この変調ドライバ組の構成は、前述の
実施の形態の構成に限らず、実施の形態２のような構成
（図８）でも良い。

【００６４】［実施の形態５］本発明の実施の形態５の
画像表示装置の構成を図１３に示す。尚、この図１３に
おいて、前述の実施の形態と同じ部分は同じ番号を付し
て、その説明を省略する。この実施の形態５は、前述の
実施の形態１の変調信号ドライバ２が８組の変調ドライ
バで構成されていたのに対し、本実施の形態５では１６
組で構成された変調信号ドライバ１２を備えている。

【００６５】このように変調信号ドライバ１２における
変調ドライバ組の数を増やすと並列に出力するシフトレ
ジスタの数が増えるため、変調信号ドライバ１２内でデ
ータをシフトするクロックの周波数を低くすることがで
き、これにより、更に消費電力を少なくことが出来る。

【００６６】尚、この変調信号ドライバ１２の各変調ド
ライバ組の構成は、前述の実施の形態１の構成（図２）
でも、或は実施の形態２の構成（図５）でも良い。

【００６７】本実施の形態５における、画像信号のアス
ペクト比が「１６：９」の場合と「４：３」の場合の表
示装置の駆動方法について説明する。

【００６８】受信した画像信号がＨＤＴＶ信号か、ＥＤ
ＴＶ信号か、或はノーマルのＮＴＳＣをワイド表示した
ようなアスペクト比が「１６：９」の画像表示の場合、
Ａ／Ｄ変換器７でＲ，Ｇ，Ｂ毎に８５２個の画像信号が
サンプリングされ、デジタルプロセッサ１０を通り、Ｐ
／Ｓ変換部１１でパラレル−シリアル変換される。こう
して変換されたシリアル信号ｓ１２は、変調信号ドライ
バ１２にＲＢＧの順に順次切り替えられて８５２×３の
画像データとして入力される。このときのイネーブル信
号ＥＮ（EN1〜EN16）とドライバセレクト信号ＤＳ（DS1
〜DS16）の状態を図１４〜図１７を参照して説明する。

【００６９】アスペクト比が「１６：９」の画像表示の
場合は、Ｄ1〜Ｄ16で示された各変調ドライバ組に対応
するイネーブル信号ＥＮ1〜ＥＮ16は全てイネーブルで
ある。各ドライバセレクト信号ＤＳは、前述の図４に示
すように、２５５６個のデータの前後に２個ずつダミー
データ“００”を付加した合計２５６０個のデータを作
成し、１６０個毎にセレクト信号ＤＳ1からＤＳ2，ＤＳ
3，…，ＤＳ16と順次切り替えて出力される。ここで、
ダミーデータ“００”は、Ｐ／Ｓ変換部１１から変調信
号ドライバ１２へデータを転送する際、不図示のプルダ
ウン抵抗により画像信号が受信されていないときは、デ
ータが“０”となるようにしている。よって図４に示す
ように、セレクト信号ＤＳ1を画像データ（Ｒ1，Ｇ1，
Ｂ1，Ｒ2，…）の２画素前にオンするようにすれば、２
個のダミーデータ“００”を挿入することができ、セレ
クト信号ＤＳ16を画像データ（…，Ｒ852，Ｇ852，Ｂ85
2）よりも２画素分遅くオフするようにすれば２個のダ
ミーデータ“００”を挿入することができる。

【００７０】図１４は、このようにアスペクト比「１
６：９」で表示する場合を示す図、図１５は、この場合
のドライバセレクト信号ＤＳ1〜ＤＳ16のタイミング例
を示している。

【００７１】また受信した画像信号が、ＮＴＳＣをノー
マル表示した場合、或はＰＣ６からの画像信号に基づく
表示で、表示時のアスペクト比が「４：３」の場合、Ａ
／Ｄ変換器７でＲ，Ｇ，Ｂ毎に６４０個の画像データが
サンプリングされ、デジタルプロセッサ１０、Ｐ／Ｓ変
換部１１で、ＲＢＧの順に６４０×３の画像データにパ
ラレル−シリアル変換される。こうして変換されたシリ
アル信号ｓ１２が変調信号ドライバ１２に入力されると
きのイネーブル信号ＥＮとドライバセレクト信号ＤＳの
状態を図１６，図１７により説明する。

【００７２】アスペクト比が「４：３」の画像表示の場
合、画面の中央部に表示したいのであれば、変調ドライ
バ組Ｄ1〜Ｄ16のイネーブル信号ＥＮ1〜ＥＮ16におい
て、ＥＮ3〜ＥＮ14をイネーブルにし、イネーブル信号
ＥＮ1，ＥＮ2とＥＮ15，ＥＮ16を全てディスイネーブル
にする（図１６）。ドライブセレクト信号ＤＳは、図１
７に示すように、１９２０個のデータを１６０個毎にＤ
Ｓ3からＤＳ4，ＤＳ5，…，ＤＳ14と切り替えてオンさ
れる。また、信号ＤＳ1，ＤＳ2とＤＳ15，ＤＳ16は全て
オフである。

【００７３】ただし、アスペクト比「４：３」の画像を
表示パネル１ａの中央部に限定するものではなく、他の
場所に表示しても良い。その方法としては、ドライブセ
レクト信号ＤＳ1〜ＤＳ16の連続する１４個のＤＳを昇
べき順に切り替え、選ばなかった４つのセレクト信号Ｄ
Ｓをオフにしておけばよい。このような切り換え方法に
より、本実施の形態５では５つの表示位置を選ぶことが
できる。

【００７４】（表示パネル１の構成とその製造法）次
に、本実施の形態に適用した画像表示装置の表示パネル
１又は１ａの構成とその製造法について、具体的な例を
示して説明する。

【００７５】図１８は、実施の形態に用いた表示パネル
の斜視図であり、内部構造を示すために表示パネル１，
１ａの一部を切り欠いて示している。

【００７６】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。

【００７７】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Ｎ×Ｍ個形成されている。ここで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。本実施の形態におい
ては、Ｎ＝３０７２，Ｍ＝１０２４とした。これらＮ×
Ｍ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
分をマルチ電子源と呼ぶ。なお、マルチ電子源の製造方
法や構造については、後で詳しく述べる。

【００７８】本実施の形態においては、気密容器のリア
プレート１００５にマルチ電子源の基板１００１を固定
する構成としたが、マルチ電子源の基板１００１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源の基板１００１自体を用いて
もよい。

【００７９】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。本実施の形態は
カラー表示装置であるため、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。各色の蛍光体は、例えば図１
９（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事や、外光の反射を防止して表示コ
ントラストの低下を防ぐ事、電子ビームによる蛍光膜の
チャージアップを防止する事などである。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良
い。

【００８０】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図１
９（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、例えば図１９（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。なお、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。

【００８１】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
率を向上させるためや、負イオンの衝突から蛍光膜１０
０８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などである。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。なお、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。

【００８２】また、本実施の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。

【００８３】また、Ｄx1〜ＤxMおよびＤy1〜ＤyNおよび
Ｈｖは、この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はマルチ電子源の行方向配線１００３
と、Ｄy1〜ＤyNはマルチ電子源の列方向配線１００４
と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１００９と
電気的に接続している。

【００８４】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［to
rr］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Ｂ
ａを主成分とするゲッター材料をヒータもしくは高周波
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１×１０マイナス５
乗ないしは１×１０マイナス７乗［torr］の真空度に維
持される。

【００８５】以上、本実施の形態の表示パネルの基本構
成と製法を説明した。

【００８６】次に、前記実施の形態の表示パネルに用い
たマルチ電子源の製造方法について説明する。本実施の
形態の画像表示装置に用いるマルチ電子源は、冷陰極素
子を単純マトリクス配線した電子源であれば、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型な
どの冷陰極素子を用いることができる。

【００８７】但し、表示画面が大きくてしかも安価な表
示装置が求められる状況の下では、これらの冷陰極素子
の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。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
の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、ＭＩ
Ｍ型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くてしかも均一に
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、発明者らは、表
面伝導型放出素子の中でも、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とりわけ電子放出特
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表示装置のマルチ
電子源に用いるには、最も好適であると言える。そこ
で、上記実施の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および特性を説明
し、その後で多数の素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子源の構造について述べる。

【００８８】（表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製法）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種類があげられる。

【００８９】（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。図２０に示すのは、平面型の表面伝導型
放出素子の構成を説明するための平面図（ａ）および断
面図（ｂ）である。図中、１１０１は基板、１１０２と
１１０３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、１
１１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【００９０】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、などを用いることができる。

【００９１】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、或はこれらの金属の合金、
あるいはＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2をはじめとする金属酸化
物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜材料
を選択して用いればよい。電極を形成するには、例えば
真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィー、エッ
チングなど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。

【００９２】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の範囲から適当な数値を選んで
設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好ま
しいのは数マイクロメータより数十マイクロメータの範
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の範囲から
適当な数値が選ばれる。

【００９３】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。

【００９４】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。すなわち、素子電極１１
０２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、などである。

【００９５】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。

【００９６】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，などをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓ
ｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3 ，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ3，などをはじめと
する酸化物や、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，
ＹＢ4，ＧｄＢ4，などをはじめとする硼化物や、Ｔｉ
Ｃ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，などをは
じめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，などを
はじめとする窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅなどをはじめとする
半導体や、カーボン、などがあげられ、これらの中から
適宜選択される。

【００９７】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／□］の範囲に含ま
れるよう設定した。

【００９８】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２および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２０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。

【００９９】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。なお、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２０においては模式的に示した。

【０１００】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およびその
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。

【０１０１】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
とするのがさらに好ましい。なお、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２０
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。

【０１０２】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施の形態においては以下のような素子を用いた。

【０１０３】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］とした。微粒
子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰｄＯを用い、微粒
子膜の厚さは約１００［オングストローム］、幅Ｗは１
００［マイクロメータ］とした。

【０１０４】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。図２１（ａ）〜（ｅ）
は、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、各部材の表記は図２０と同一である。

【０１０５】１）まず、図２１（ａ）に示すように、基
板１１０１上に素子電極１１０２および１１０３を形成
する。この形成するにあたっては、あらかじめ基板１１
０１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など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。

【０１０６】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を形成する。

【０１０７】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、本実施の形態では主要元素としてＰｄを用いた。
また、実施の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、本実施の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などを用いる場合
もある。

【０１０８】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。

【０１０９】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（すなわち電子放出部１１０
５）においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。
なお、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。

【０１１０】通電方法をより詳しく説明するために、図
２２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。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、本実施の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
モニタするためのモニタパルス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１
１１１で計測した。

【０１１１】本実施の形態においては、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
１０［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１×１０の６乗［オーム］になった段階、即
ち、モニタパルス印加時に電流計１１１１で計測される
電流が１×１０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。

【０１１２】なお、上記の方法は、本実施の形態の表面
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など表面
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。

【０１１３】４）次に、図２１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。

【０１１４】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。）なお、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。

【０１１５】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。

【０１１６】通電方法をより詳しく説明するために、図
２３（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。本実施の形態においては、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。なお、上述の通電条件は、本
実施の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。

【０１１７】図２０（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、直流高電圧電源１１１５および電流
計１１１６が接続されている。（なお、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し、活性化用電源１１１
２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２３（ｂ）に示すが、活性化電源１
１１２からパルス電圧を印加しはじめると、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。

【０１１８】なお、上述の通電条件は、本実施の形態の
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。

【０１１９】以上のようにして、図２１（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１２０】（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、すなわち
垂直型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。

【０１２１】図２４は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の１２０１は基板、１
２０２と１２０３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、１
２１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１２２】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２０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。なお、基板１２０１、素子電極１２０２お
よび１２０３、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様
に用いることが可能である。また、段差形成部材１２０
６には、例えばＳｉＯ2 のような電気的に絶縁性の材料
を用いる。

【０１２３】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。

【０１２４】図２５（ａ）〜（ｆ）は、製造工程を説明
するための断面図で、各部材の表記は前記図２４と同一
である。

【０１２５】１）まず、図２５（ａ）に示すように、基
板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１２６】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などの他の成膜方法を用いて
もよい。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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、例えば塗布法などの
成膜技術を用いればよい。

【０１３０】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２１（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミ
ング処理と同様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２１（ｄ）を用いて説明した平面型の通
電活性化処理と同様の処理を行えばよい。） 以上のようにして、図２５（ｆ）に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。 （表示装置に用いた表面伝導型放出素子の特性）以上、
平面型と垂直型の表面伝導型放出素子について素子構成
と製法を説明したが、次に表示装置に用いた素子の特性
について述べる。

【０１３１】図２６に、表示装置に用いた素子の、（放
出電流Ｉe）対（素子印加電圧Ｖf）特性、および（素子
電流Ｉf）対（素子印加電圧Ｖf）特性の典型的な例を示
す。なお、放出電流Ｉe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。

【０１３２】表示装置に用いた素子は、放出電流Ｉeに
関して以下に述べる３つの特性を有している。

【０１３３】第１に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖth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、閾値電圧Ｖth未満の電
圧では放出電流Ｉeはほとんど検出されない。すなわ
ち、放出電流Ｉeに関して、明確な閾値電圧Ｖthを持っ
た非線形素子である。

【０１３４】第２に、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Ｉe
の大きさを制御できる。

【０１３５】第３に、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。

【０１３６】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示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表示
装置において、第１の特性を利用すれば、表示画面を順
次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、駆
動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖth以
上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電圧
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。

【０１３７】また、第２の特性かまたは第３の特性を利
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。 （多数素子を単純マトリクス配線したマルチ電子源の構
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源の構造について
述べる。

【０１３８】図２７に示すのは、図１８の表示パネルに
用いたマルチ電子源の平面図である。基板上には図２０
で示したものと同様な表面伝導型放出素子が配列され、
これらの素子は行方向配線電極１００３と列方向配線電
極１００４により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１００４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。

【０１３９】図２７のＡ−Ａ’に沿った断面を、図２８
に示す。

【０１４０】なお、このような構造のマルチ電子源は、
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）、および表面
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および列方向配線電極１００４
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。

【０１４１】図２９は、前記説明の表面伝導型放出素子
を電子源として用いたディスプレイパネルに、例えばテ
レビジョン放送をはじめとする種々の画像情報源より提
供される画像情報を表示できるように構成した表示装置
の一例を示すための図である。

【０１４２】図中、２１００はディスプレイパネルで前
述の表示パネル１，１ａに相当している。２１０１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、２
１０６はＣＰＵ、２１０７は画像生成回路、２１０８お
よび２１０９および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および２１１３はＴＶ信号受信回路、２１１４
は入力部である。（なお、本表示装置は、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，記憶などに関する
回路やスピーカなどについては説明を省略する。）以
下、画像信号の流れに沿って各部の機能を説明する。

【０１４３】まず、ＴＶ信号受信回路２１１３は、例え
ば電波や空間光通信など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為の回路である。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方式などの
諸方式でもよい。また、これらよりさらに多数の走査線
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Ｔ
Ｖ信号は、デコーダ２１０４に出力される。

【０１４４】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など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と同様に、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。

【０１４５】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ーな
ど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。画像メモリインターフェース回路２１１
０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。画像
メモリインターフェース回路２１０９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。画像メモリインターフェース回路２１０８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２１０４に出力され
る。

【０１４６】入出力インターフェース回路２１０５は、
本表示装置と、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などの出力装置とを接
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
ては本表示装置の備えるＣＰＵ２１０６と外部との間で
制御信号や数値データの入出力などを行うことも可能で
ある。

【０１４７】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などをはじめ
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２
１０４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。

【０１４８】ＣＰＵ２１０６は、主として本表示装置の
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かノンインターレース
か）や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。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。なお、ＣＰＵ２１０６は、むろ
んこれ以外の目的の作業にも関わるものであっても良
い。例えば、パーソナルコンピュータやワードプロセッ
サなどのように、情報を生成したり処理する機能に直接
関わっても良い。

【０１４９】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、例えば数値計算などの作業を外部機
器と協動して行っても良い。

【０１５０】入力部２１１４は、前記ＣＰＵ２１０６に
使用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入力
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，バーコードリーダー，音声認識
装置など多様な入力機器を用いることが可能である。

【０１５１】デコーダ２１０４は、前記２１０７ないし
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。なお、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およびＣＰＵ２１０６と協動して画像の間引
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。

【０１５２】マルチプレクサ２１０３は、前記ＣＰＵ２
１０６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。すなわち、マルチプレクサ２１０
３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２１
０１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。

【０１５３】ディスプレイパネルコントローラ２１０２
は、前記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。まず、ディスプレイパネルの基本的な動作に関わる
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。

【０１５４】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
ンターレースかノンインターレースか）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、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２１０１に対して出力する場合もある。駆動回路２
１０１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２１０２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。

【０１５５】以上、各部の機能を説明したが、図２９に
例示した構成により、本表示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２
１００に表示することが可能である。すなわち、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。

【０１５６】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、Ｃ
ＰＵ２１０６により統括的に制御される。

【０１５７】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ２１０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路２１
０７および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
の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合成，消
去，接続，入れ換え，はめ込みなどをはじめとする画像
編集を行う事も可能である。また、本実施の形態の説明
では特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同
様に、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。

【０１５８】従って本実施の形態の表示装置は、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
像およ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事務用端末機
器，ゲーム機など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。なお、図２９は、表面伝導型放出素子を電子源とす
るディスプレイパネルを用いた表示装置の構成の一例を
示したにすぎず、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２９の構成要素のうち
使用目的上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さら
に構成要素を追加しても良い。例えば、本表示装置をテ
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などを構成
要素に追加するのが好適である。

【０１５９】本実施の形態の表示装置においては、とり
わけ表面伝導型放出素子を電子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、表示装置全体の奥行き
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
表示装置は臨場感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。

【０１６０】なお本発明は、複数の機器（例えばホスト
コンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタ
など）から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置な
ど）に適用してもよい。

【０１６１】また本発明の目的は、前述した実施形態の
機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録
した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、その
システムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵや
ＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読
出し実行することによっても達成される。

【０１６２】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【０１６３】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【０１６４】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれる。

【０１６５】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれる。

【０１６６】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、ワイド表示かノーマル表示に応じて、有効にドライ
バ回路を使用でき、無駄な電力の消費を防止できる。

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、表
示モードに応じて使用される素子に応じて、その素子を
駆動するドライバ回路への電力供給を停止して消費電力
を抑えることができる。

【０１６７】また本発明によれば、ノーマルモードの表
示の場合には、表示画面上における画像の表示位置を変
更できるという効果がある。

【０１６８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の画像表示装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態１における変調信号ドライ
バ組の構成を示す図である。

【図３】実施の形態１におけるアスペクト比「１６：
９」の画像を表示する場合の制御信号を説明する図であ
る。

【図４】実施の形態１におけるアスペクト比「１６：
９」の画像を表示する場合の制御信号のタイミング図で
ある。

【図５】実施の形態１におけるアスペクト比「４：３」
の画像を表示する場合の制御信号を説明する図である。

【図６】実施の形態１におけるアスペクト比「４：３」
の画像を表示する場合の制御信号のタイミング図であ
る。

【図７】本発明の実施の形態１におけるシステム制御部
８の制御処理を示すフローチャートである。

【図８】本発明の実施の形態２の変調信号ドライバ組の
構成を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態３におけるアスペクト比
「４：３」の画像を表示する他の例を説明する図であ
る。

【図１０】実施の形態３におけるアスペクト比「４：
３」の画像を表示する場合の制御信号のタイミング図で
ある。

【図１１】本発明の実施の形態４におけるアスペクト比
「４：３」の画像を表示する場合の他の例を説明する図
である。

【図１２】実施の形態４におけるアスペクト比「４：
３」の画像を表示する場合の制御信号のタイミング図で
ある。

【図１３】本発明の実施の形態５の画像表示装置の構成
を示すブロック図である。

【図１４】実施の形態５におけるアスペクト比「１６：
９」の画像を表示する場合を説明する図である。

【図１５】実施の形態５におけるアスペクト比「１６：
９」の画像を表示する場合の制御信号のタイミング図で
ある。

【図１６】実施の形態５におけるアスペクト比「４：
３」の画像を表示する場合を説明する図である。

【図１７】実施の形態５におけるアスペクト比「４：
３」の画像を表示する場合の制御信号のタイミング図で
ある。

【図１８】本発明の実施の形態の画像表示装置の表示パ
ネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図１９】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列
を例示した平面図である。

【図２０】実施の形態で用いた平面型の表面伝導型放出
素子の平面図（ａ），断面図（ｂ）である。

【図２１】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図２２】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図である。

【図２３】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ），
放電電流Ｉeの変化（ｂ）を示す図である。

【図２４】実施の形態で用いた垂直型の表面伝導型放出
素子の断面図である。

【図２５】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図２６】実施の形態で用いた表面伝導型放出素子の典
型的な特性を示すグラフ図である。

【図２７】実施の形態で用いたマルチ電子源の基板の平
面図である。

【図２８】実施の形態で用いたマルチ電子源の基板の一
部断面図である。

【図２９】本発明の実施の形態である画像表示装置を用
いた多機能画像表示装置のブロック図である。

【図３０】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示
す図である。

【図３１】従来知られたＦＥの一例を示す図である。

【図３２】従来知られたＭＩＭ型の一例を示す図であ
る。

【図３３】発明者らが試みた電子放出素子の配線方法を
説明する図である。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電子放出素子をマトリクス状に配
   線した表示パネルを有する画像表示装置であって、 前記マトリクス状に配線された電子放出素子の行配線を
   駆動する行駆動手段と、 前記マトリクス状に配線された電子放出素子の列配線を
   画像信号に応じて駆動する列駆動手段と、 前記表示パネルの最大表示エリアを使用した表示を行な
   う第１表示モードと、前記表示パネルの最大表示エリア
   よりも小さい表示エリアを使用した表示を行なう第２表
   示モードとに応じて前記列駆動手段における消費電力を
   制御する消費電力抑制手段と、を有することを特徴とす
   る画像表示装置。
2. 【請求項２】 前記第１表示モードはアスペクト比が１
   ６：９のワイド表示モードであり、前記第２表示モード
   はアスペクト比が４：３のノーマル表示モードであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 【請求項３】 前記列駆動手段は、４の倍数個の駆動回
   路を有し、前記第２表示モードでは、前記駆動回路の総
   数の内、任意の４分の３の駆動回路を用いて画像表示を
   行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示
   装置。
4. 【請求項４】 前記消費電力抑制手段は、前記列駆動手
   段の駆動回路への制御クロック信号の入力を遮断するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記消費電力抑制手段は、前記列駆動手
   段の駆動回路への電力供給を停止することを特徴とする
   請求項１に記載の画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記表示パネルは、複数の電子放出素子
   から放出される電子により発光する発光手段を有するこ
   とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   画像表示装置。
7. 【請求項７】 前記電子放出素子は表面伝導型放出素子
   であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項
   に記載の画像表示装置。
8. 【請求項８】 前記電子放出素子はＦＥ型放出素子であ
   ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記
   載の画像表示装置。
9. 【請求項９】 前記電子放出素子はＭＩＭ型放出素子で
   あることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に
   記載の画像表示装置。
10. 【請求項１０】 複数の電子放出素子をマトリクス状に
    配線した表示パネルを有する画像表示装置に画像を表示
    する表示制御方法であって、 前記マトリクス状に配線された電子放出素子の行配線を
    画像信号の同期信号に応じて駆動する行駆動工程と、 前記マトリクス状に配線された電子放出素子の列配線を
    画像信号に応じて駆動する列駆動工程と、 前記表示パネルの最大表示エリアを使用した表示を行な
    う第１表示モードと、前記表示パネルの最大表示エリア
    よりも小さい表示エリアを使用した表示を行なう第２表
    示モードとに応じて消費電力を制御する消費電力抑制工
    程と、を有することを特徴とする表示制御方法。
11. 【請求項１１】 前記第１表示モードはアスペクト比が
    １６：９のワイド表示モードであり、前記第２表示モー
    ドはアスペクト比が４：３のノーマル表示モードである
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示制御方法。
12. 【請求項１２】 前記列駆動工程では、列配線を駆動す
    る４の倍数個の駆動回路の内、前記第２表示モードでは
    前記駆動回路の総数の内任意の４分の３の駆動回路を用
    いて画像表示を行うことを特徴とする請求項１０又は１
    １に記載の表示制御方法。
13. 【請求項１３】 前記消費電力抑制工程では、前記駆動
    回路への制御クロック信号の入力を遮断することを特徴
    とする請求項１０に記載の表示制御方法。
14. 【請求項１４】 前記消費電力抑制工程では、前記駆動
    回路への電力供給を停止することを特徴とする請求項１
    ０に記載の表示制御方法。
15. 【請求項１５】 前記表示パネルは、複数の電子放出素
    子から放出される電子により発光する蛍光体を有するこ
    とを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記
    載の表示制御方法。
16. 【請求項１６】 前記電子放出素子は表面伝導型放出素
    子であることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれ
    か１項に記載の表示制御方法。
17. 【請求項１７】 前記電子放出素子はＦＥ型放出素子で
    あることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１
    項に記載の表示制御方法。
18. 【請求項１８】 前記電子放出素子はＭＩＭ型放出素子
    であることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか
    １項に記載の表示制御方法。