JP2000148081A - 電子源と前記電子源を用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子源に供給される駆動信号のリンギングを
抑えて電子放出素子を駆動する。 【解決手段】 複数の電子放出素子をマトリクス状に配
設した電子源及び前記電子源を用いた画像形成装置であ
って、この電子源の行方向配線には、各行方向配線を順
次選択して走査信号が印加され、この走査信号に同期し
て、画像信号に応じた変調信号が列方向配線に印加され
る。この電子源の行及び列方向配線と各対応する駆動回
路との間を、この電子源の駆動領域１０１ａの特性イン
ピーダンスに略等しいインピーダンスを有する接続用ケ
ーブル１０４により接続することにより、入力される走
査信号と変調信号における信号のリンギングを防止す
る。またこの接続ケーブルに代えて、前記特性インピー
ダンスに略等しい抵抗値を有するダンピング抵抗を、列
方向或は行方向配線のそれぞれに直列に接続することに
より、信号のリンギングを防止することができる。

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
子を配設した電子源と前記電子源を用いて画像を形成す
る画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型大画面表示装置の研究開発が
盛んに行われている。本願発明者は、薄型大画面表示装
置として、冷陰極を電子源に用いた研究を行っている。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】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、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 (1972)］
や、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2薄膜によるもの［M. Hartwell a
nd C. G. Fonstad：”IEEE Trans. ED Conf.”，519 (1
975)］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。

【０００６】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２２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。

【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、
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３０
０４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、亀裂付近において電子放出が
行われる。

【０００８】ＦＥ型の例としては、例えば、W. P. Dyke
& W. W. Dolan,"Field emission",Advance in Electro
n Physics, 8, 89 (1956)や、或は、C. A. Spindt, "Ph
ysical properties of thin-film field emission cath
odes with molybdenium cones", J. Appl. Phys., 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２３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。

【００１０】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
３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。

【００１１】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。

【００１２】ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図２４
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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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、例えば本願出願人による特開昭６４−３１
３３２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。

【００１６】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。

【００１７】特に、画像表示装置への応用としては、例
えば本願出願人による米国特許５，０６６，８８３号や
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
素子と電子との衝突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いえる。

【００１８】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、例えば本願出願人による米国特許４，９０４，８
９５号に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置
に応用した例として、例えば、R. Mayerらにより報告さ
れた平板型の表示装置が知られている。［R.Meyer:"Rec
ent Development on Microtips Display at LETI",Tec
h. Digest of 4th Int. Vacuum Microelectronics Con
f.,Nagahama,pp.6〜9(1991)］また、ＭＩＭ型を多数個
並べて画像表示装置に応用した例は、例えば本願出願人
による特開平３−５５７３８号公報に開示されている。

【００１９】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。更に、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ついて研究を行ってき
た。

【００２０】本願発明者らは、例えば図２５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。

【００２１】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および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。

【００２２】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に電子を放出させるための駆動電圧Ｖe
を印加する。この方法によれば、配線抵抗４００４及び
４００５による電圧降下を無視すれば、選択された行の
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−Ｖn
s）の電圧が印加される。これらＶe，Ｖs，Ｖnsの電圧
値を適宜の大きさの値に設定すれば選択された行の表面
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、選択された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。

【００２３】以下、選択時の素子印加電圧（Ｖe−Ｖs）
を素子電圧Ｖfと呼ぶ。

【００２４】更に、このように複数の表面伝導型放出素
子を単純マトリクス状に配線したマルチ電子源から電子
ビームを得る別の方法として、列方向配線に駆動電圧Ｖ
eを印加するための電圧源を接続するのではなく、駆動
電流を供給するための電流源を接続して、選択された行
の行方向配線には選択電圧Ｖsを印加し、同時に非選択
の行の行方向配線には非選択電圧Ｖnsを印加して駆動す
る方法もある。このような方法によれば、素子の有する
強い閾値特性により、選択された行の素子だけから電子
ビーム出力を得ることができる。ここで電子源に流れる
電流を以下、素子電流Ｉfと呼び、放出された電子によ
る電流を放出電流Ｉeと呼ぶ。

【００２５】従って、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はいろいろな応用可能性があ
り、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加すれ
ば、画像表示装置用の電子源として好適に用いることが
できる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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を
用いた画像表示装置において、実際には以下に述べるよ
うな問題が発生していた。即ち、図２６（ａ）に示すよ
うな、表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線したマ
ルチ電子源パネル２３００と、この電子源パネル２３０
０を駆動するための変調信号を発生するＸドライバ２３
０１と、走査信号を発生するＹドライバ２３０２と、電
子源パネル２３００と各ドライバ２３０１，２３０２と
を接続するフレキシブル基板２３０４等で構成される画
像表示装置において、変調信号側（Ｘドライバ２３０１
側）から見ると、図２６Ｂの等価回路で示すような電送
線路になっている。即ち、図２６（ｂ）において、２３
１０はフレキシブル基板２３０４の等価回路、２３１１
は電子源パネル２３００の実際に画像を表示する画像表
示領域とケーブル２３０４との間の配線取出し部の等価
回路、そして２３１２はその画像表示領域における等価
回路をそれぞれ示している。

【００２７】このような構成において、電子源パネル２
３００における画像表示領域と、電子源パネル２３００
からの取り出し配線領域と、フレキシブル基板２３０４
の各特性インピーダンスが異なっていた場合、これらの
間におけるインピーダンス不整合による反射等が発生
し、列方向配線に印加される変調信号にリンギングが発
生する。このようなリンギングにより各素子の駆動電圧
が変動し、その結果、輝度が変動し、所望の画質の表示
画像が得られない場合が生じていた。

【００２８】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、電子源に供給される駆動信号のリンギングを抑えて
電子放出素子を駆動できる電子源と前記電子源を用いた
画像形成装置を提供することをと目的とする。

【００２９】また本発明の目的は、電子源の駆動領域の
特性インピーダンスと整合したインピーダンスを介して
電子源の電子放出素子を駆動できる電子源と前記電子源
を用いた画像形成装置を提供することにある。

【００３０】また本発明の目的は、電子源の駆動領域の
特性インピーダンスと整合したインピーダンスのダンピ
ング抵抗を介して電子源の電子放出素子を駆動する電子
源と前記電子源を用いた画像形成装置を提供することに
ある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電子源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配設した電子源であって、前記電
子源の電子放出素子を選択して駆動するための駆動信号
を出力する駆動手段と、前記電子源における駆動領域の
特性インピーダンスに略等しいインピーダンスを有し、
前記駆動手段から出力される駆動信号を前記電子源に供
給する供給手段とを有する。

【００３２】また、この供給手段は、駆動領域の特性イ
ンピーダンスに略等しい抵抗値を有し、駆動信号を供給
する各信号線に直列に接続されたダンピング抵抗を含ん
でも良い。

【００３３】またこの供給手段は、前記特性インピーダ
ンスに略等しいインピーダンスを有する接続用ケーブル
を含んでもよい。

【００３４】また、この供給手段は、電子源の駆動領域
と同じように、列方向配線と行方向配線とが絶縁層を介
して交差する構成を有してもよい。

【００３５】また供給手段は、電子源の駆動領域の行及
び列方向配線と同じ導体及び絶縁層で形成されてもよ
い。

【００３６】また、供給手段は、電子源の駆動領域と同
じ構成の配線と、その特性インピーダンスに略等しいイ
ンピーダンスを有する接続用ケーブルとを具備してもよ
い。また、この電子源は、複数の電子放出素子を行方向
配線と列方向配線とでマトリクス状に接続し列方向配線
に駆動信号として、画像信号に応じた変調信号が入力さ
れてもよい。

【００３７】また、供給手段における特性インピーダン
スは、電子源における駆動領域の特性インピーダンスの
略１／２倍から２倍までの間の値に設定されているのが
好ましい。

【００３８】また、 電子放出素子は表面伝導型放出素
子であるのが好ましい。

【００３９】また本発明の画像形成装置は、複数の電子
放出素子をマトリクス状に配設した電子源と、画像信号
に同期して、前記電子源の行方向の電子放出素子を選択
して駆動するための走査駆動手段と、前記走査駆動手段
による走査駆動に同期して、前記画像信号に応じた駆動
信号を列方向配線を介して電子放出素子に印加する駆動
手段と、前記電子源における駆動領域の特性インピーダ
ンスに略等しいインピーダンスを有し、前記駆動手段か
ら出力される駆動信号を前記列方向配線に供給するため
の配線を有する供給手段とを有する。

【００４０】また、この供給手段は、駆動領域の特性イ
ンピーダンスに略等しい抵抗値を有し、駆動信号を供給
する各信号線に直列に接続されたダンピング抵抗を含ん
でも良い。

【００４１】またこの供給手段は、前記特性インピーダ
ンスに略等しいインピーダンスを有する接続用ケーブル
を含んでもよい。

【００４２】また、この供給手段は、電子源の駆動領域
と同じように、列方向配線と行方向配線とが絶縁層を介
して交差する構成を有してもよい。

【００４３】また供給手段は、電子源の駆動領域の行及
び列方向配線と同じ導体及び絶縁層で形成されてもよ
い。

【００４４】また、供給手段は、電子源の駆動領域と同
じ構成の配線と、その特性インピーダンスに略等しいイ
ンピーダンスを有する接続用ケーブルとを具備してもよ
い。また、この電子源は、複数の電子放出素子を行方向
配線と列方向配線とでマトリクス状に接続し列方向配線
に駆動信号として、画像信号に応じた変調信号が入力さ
れてもよい。

【００４５】また、供給手段における特性インピーダン
スは、電子源における駆動領域の特性インピーダンスの
略１／２倍から２倍までの間の値に設定されているのが
好ましい。

【００４６】また、 電子放出素子は表面伝導型放出素
子であるのが好ましい。

【００４７】

【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。

【００４８】［実施の形態１］図１乃至図３は、本実施
の形態１の表示パネルとその周辺のドライバとの接続構
成を説明する図である。

【００４９】図１において、ｍ×ｎのマトリクス配線上
に図１４を参照して後述する素子電圧−放出電流特性を
有する表面伝導型放出素子を複数並べた表示パネル１０
１と、その表示パネル１０１を駆動するために、行方向
配線（走査信号配線）を順次選択して走査するＹドライ
バと、入力信号に応じた映像を表示するための変調信号
を表示パネル１０１に印加するＸドライバ１０３とを備
え、これら表示パネル１０１とＸ，Ｙドライバ１０２，
１０３が接続用のフレキシブル基板１０４を介して接続
された画像表示装置の一部を示している。なお、１０１
ａは、表示パネル１０１における画像表示領域を示して
いる。

【００５０】図２は、表示パネル１０１の画像表示領域
１０１ａにおける１つの表面伝導型放出素子の周りの配
線構成を説明する図である。

【００５１】この表示パネル１０１においては、Ｘドラ
イバ１０３により駆動される列方向配線（変調信号配
線）２０１の特性インピーダンスは、主にこの列方向配
線２０１の画像表示領域１０１ａのリアクタンスと、列
方向配線２０１と行方向配線（走査信号配線）２０２の
交差部の絶縁層２０３に生じる静電容量とが支配的であ
り、画像表示領域１０１ａの１素子当たりのリアクタン
スをＬ、列方向配線２０１と行方向配線２０２との交差
部の静電容量をＣとすると、列方向配線２０１方向（変
調信号方向）の特性インピーダンスＺ0は、ほぼ、Ｚ0≒
√（Ｌ／Ｃ）で表される。

【００５２】図３は、本発明の実施の形態１のフレキシ
ブル基板１０４の構成を説明する図で、図３（Ａ）は基
板１０４の上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ’
の断面図である。

【００５３】このフレキシブル基板１０４は、図３に示
したように、信号が流れる通常の銅配線３０１と、銅箔
３０２が裏打ちされたポリイミド等の樹脂で形成された
絶縁材３０３を含み、この配線の特性インピーダンスＺ
0が列方向配線２０１（変調信号方向）の特性インピー
ダンスＺ0｛≒√（Ｌ／Ｃ）｝と略同じ値に設定されて
いる。

【００５４】このように、接続用フレキシブル基板１０
４の特性インピーダンスを、列方向配線２０１、即ち、
変調信号方向の特性インピーダンスに整合させることに
よりリンギングの一要因を取り除くことができる。

【００５５】次に、２４０×７２０画素のマトリクス型
表示パネルにおける具体例を詳細に説明する。

【００５６】いま、表示パネル１０１の２４０×７２０
個の表面伝導型放出素子が形成されている画像表示領域
１０１ａの特性インピーダンスを測定するために、先
ず、表示パネル１０１の表面伝導型放出素子が形成され
ている画像表示領域１０１ａの列方向配線２０１と同
じ、幅９０μｍ、厚さ５μｍ、長さ１７０ｍｍの１本の
列方向配線を、表示パネル１０１と同じＡｇ配線で形成
したテグ（ＴＥＧ：Test Elements Group）を作成し
た。このテグの両端にプローブを当て、画像表示領域１
０１ａの列方向配線２０１のリアクタンスをインピーダ
ンスアナライザー（4194A IMPEDANCE/GAIN-PHASE ANALY
ZER（ＹＨＰ製））を用いて測定したところ、約１７０
[ｎＨ]であった。

【００５７】次に、表示パネル１０１の２４０×７２０
個の表面伝導型放出素子が形成されている画像表示領域
１０１ａの列方向配線２０１と同じ、幅９０μｍ、厚さ
５μｍ、長さ１７０ｍｍ、２９０μｍピッチの７２０本
の列方向配線を、表示パネル１０１と同じＡｇ配線で形
成し、その上に、表示パネル１０１の行方向配線２０２
に対応する位置に、幅４６０μｍ、厚さ３０μｍ、長さ
２２０ｍｍ、比誘電率１２の絶縁層２０３と同じ絶縁層
を２４０本形成し、この絶縁層上に行方向配線２０２と
同じ行方向配線を、幅３００μｍ、厚さ２０μｍ、長さ
２２０ｍｍ、６５０μｍピッチの２４０本、表示パネル
１０１と同じＡｇ配線で形成したテグ（ＴＥＧ）を作成
した。このテグの７２０本の列方向配線を共通に接続し
た部分と、２４０本の行方向配線を共通に接続した部分
の静電容量を前述のインピーダンスアナライザー（4194
A IMPEDANCE/GAIN-PHASE ANALYZER（ＹＨＰ製））を用
いて測定したところ、約３５[ｎＦ]であった。この３５
[ｎＦ]は７２０本の列方向配線と２４０本の行方向配線
の全交差部の静電容量であることから、列方向配線と行
方向配線の一つの交差部の静電容量は３５ｎＦ／（７２
０×２４０）≒０．２ｐＦとなる。

【００５８】ここでは、表示パネル１０１と同じ２４０
×７２０個の素子をマトリクス状に配置したテグを用い
てリアクタンス及び静電容量を測定したが、例えば１０
×１０個の素子を配列したマトリクスでもよく、このマ
トリクスサイズはこれに限定されない。また、これら列
及び行方向配線の形状、配線の抵抗率及び絶縁層の形
状、絶縁層の比誘電率などから、上述したリアクタンス
及び静電容量を計算により求めても構わない。

【００５９】以上説明したテグの測定から、表面伝導型
放出素子が形成されている画像表示領域１０１ａの列方
向配線２０１（変調信号配線）のリアクタンスは約１７
０[ｎＨ]、行方向配線２０２と列方向配線２０１の一つ
の交差部における静電容量は約０．２[ｐＦ]となる。

【００６０】以上から、画像表示領域１０１ａの１素子
当たりのリアクタンスは、Ｌ＝１７０Ｈ／２４０＝０．
７１[ｎＨ]、１素子当たりの静電容量は、Ｃ＝０．２
[ｐＦ]とわかる。これらの値から、表示パネル１０１の
画像表示領域１０１ａの特性インピーダンスを概算する
と、Ｚ0≒√（Ｌ／Ｃ）≒６０[Ω]となる。このことか
ら列方向配線２０１とＸドライバ１０３とを接続する接
続用フレキシブル基板１０４として、特性インピーダン
スが約６０Ωのものを選ぶか、もしくは、配線だけのフ
レキシブル基板に銅箔テープで裏打ちすることによりイ
ンピーダンス整合を行ったケーブルを接続ケーブル１０
４として使用することにより、インピーダンスの整合を
取ることができる。

【００６１】ただし、ここで設定した６０Ωの特性イン
ピーダンスに整合する接続用ケーブル１０４が最も理想
的であるが、表面伝導型放出素子が存在する形態で実験
したところ、この特性インピーダンスの１／２から２倍
の値のインピーダンスまで変化させても、表示パネル１
０１における表示に大きな影響を与えなかったことか
ら、特性インピーダンスとしては、３０Ωから１２０Ω
の値に設定すればよいと考えられる。

【００６２】また、特性インピーダンスとしては、上記
の素子ピッチを変えずに、列方向配線２０１の幅を５０
μｍ、行方向配線２０２の幅を５０μｍ、絶縁層２０３
の厚みを１００μｍ、絶縁層２０３の比誘電率を“３”
というように極端に変更したときに、この特性インピー
ダンスＺ0≒１ｋΩとなることから、この特性インピー
ダンスの設計値としては１ｋΩ以下であればよいことに
なる。

【００６３】［実施の形態２］図４及び図５は、第２実
施の形態の表示パネル１０１とその周辺のドライバとの
接続構成を説明する図である。

【００６４】図４は、ｍ×ｎのマトリクス配線上に図１
４を参照して後述する素子電圧−放出電流特性を有する
表面伝導型放出素子を複数並べた表示パネル１０１と、
その表示パネル１０１を駆動するために、行方向配線
（走査信号配線）を順次選択して走査するＹドライバ１
０２と、入力信号に応じた映像を表示するための変調信
号を表示パネル１０１に印加するＸドライバ１０３ａと
を備えている。なお、１０１ａは、表示パネル１０１に
おける画像表示領域を示している。

【００６５】このＸドライバ１０３ａは、Ｘドライバ回
路１０３と、このＸドライバ回路１０３と表示パネル１
０１の取出し配線との間に接続されたダンピング抵抗１
０５を有している。このダンピング抵抗１０５の抵抗値
は、Ｘドライバ１０３からみた表示パネル１０１の列方
向配線の特性インピーダンスに略等しい値に設定されて
いる。

【００６６】この表示パネル１０１の画像表示領域１０
１ａの１つの表面伝導型放出素子の周りの配線構成は、
前述の図２を参照して説明した如くであり、列方向配線
２０１方向（変調信号方向）の特性インピーダンスＺ0
は、Ｚ0≒√（Ｌ／Ｃ）で表される。

【００６７】そして、図４に示すように、Ｘドライバ１
０３におけるＸドライバ回路１０４と取出し配線との間
に、この変調信号方向の特性インピーダンスＺ0≒√
（Ｌ／Ｃ）と略同等の抵抗値を有するダンピング抵抗１
０５を配置する。

【００６８】このダンピング抵抗１０５の抵抗値を変調
信号方向の特性インピーダンスＺ0に略等しい値に設定
することにより、変調信号におけるリンギングを十分抑
えることができ、かつこのダンピング抵抗１０５で生じ
る電圧降下による電圧の損失を十分に小さくできる。

【００６９】また、このダンピング抵抗１０５は、Ｘド
ライバ１０３外の外乱によるＸドライバ１０３への影響
を軽減するためのＸドライバ１０３の出力保護抵抗をも
兼用することができる（図５）。これは特にこれらの回
路をＩＣ化した場合に有効である。

【００７０】次に、２４０×７２０画素のマトリクス型
表示パネル１０１における具体例を詳細に説明する。

【００７１】いま、表示パネル１０１の画像表示領域１
０１ａの列方向配線２０１を幅９０μｍ、厚さ５μｍ、
長さ１７０ｍｍ、２９０μｍピッチのＡｇ配線で作成
し、その上に、行方向配線２０２に対応する位置に、幅
４６０μｍ、厚さ３０μｍ、長さ２２０ｍｍ、比誘電率
１２の絶縁層２０３を形成し、この絶縁層２０３上に行
方向配線２０２を、幅３００μｍ、厚さ２０μｍ、長さ
２２０ｍｍ、６５０μｍピッチのＡｇ配線で作成した。
この場合の列方向配線２０１（変調信号配線）のリアク
タンスは約１７０ｎＨ、行方向配線２０２と列方向配線
２０１の一交差部における静電容量は約０．２ｐＦであ
った。このことから画像表示領域１０１ａの１素子当た
りのリアクタンスは、Ｌ＝０．７１ｎＨ、１素子当たり
の静電容量は、Ｃ＝０．２ｐＦとなる。これらの値か
ら、表示パネル１０１の画像表示領域１０１ａの特性イ
ンピーダンスを概算すると、Ｚ0≒√（Ｌ／Ｃ）≒６０
Ωとなる。これに基づいて、ダンピング抵抗として約６
０Ωのものを選ぶ。

【００７２】ただし、ここで設定した６０Ωの特性イン
ピーダンスに整合する接続用ケーブルが最も理想的であ
るが、表面伝導型放出素子が存在する形態で実験したと
ころ、この特性インピーダンスの１／２から２倍の値の
インピーダンスまで変化させても表示に大きな影響を与
えなかったことから、ダンピング抵抗の抵抗値として
は、３０Ωから１２０Ωの値に設定すればよい。

【００７３】（表示パネルの構成と製造法）次に、本発
明の実施の形態の画像表示装置の表示パネル１０１の構
成と製造法について、具体的な例を示して説明する。

【００７４】図６は、本実施の形態に用いた表示パネル
１０１の外観斜視図であり、その内部構造を示すために
表示パネル１０１の一部を切り欠いて示している。

【００７５】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、リアプレ
ート１００５〜フェースプレート１００７により表示パ
ネル１０００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。この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、大気中或は窒素雰囲気中で、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。この気密容器の内部を真空に排気する方法につい
ては後述する。

【００７６】リアプレート１００５には基板１００１が
固定されているが、この基板１００１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。これら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、この
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。

【００７７】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。

【００７８】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７
（Ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられ、各蛍
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。この黒色の導電体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ためや、外光の反射を防止して
表示コントラストの低下を防ぐため、電子ビームによる
蛍光膜のチャージアップを防止するためなどである。こ
の黒色の導電体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。

【００７９】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図７
（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７（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。

【００８０】なお、モノクロームの表示パネル１０１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。このメタルバック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
１００８を保護するためや、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ためや、蛍光膜１００
８を励起した電子の導電路として作用させるためなどで
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１０
０８の表面を平滑化処理し、その上にアルミニウム（Ａ
ｌ）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１００８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１００
８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１０１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。そして、端子Ｄx1〜Ｄxmはマルチ電子源の行
方向配線１００３と、端子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、それぞれ電気的に接続している。

【００８４】また、この気密容器の内部を真空に排気す
るには、この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［torr］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、封止の直前或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。このゲッター膜と
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、この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乗乃至１×１０マイナス７乗［torr］の
真空度に維持される。

【００８５】以上、本発明の実施の形態の表示パネル１
０１の基本構成と、その製法を説明した。

【００８６】次に、この実施の形態の表示パネル１０１
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、或はその製法に制限はない。従
って、例えば表面伝導型放出素子やＦＥ型、或は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もとでは、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、
ＭＩＭ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。また本願発明者ら
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出
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、最も好適であるといえる。そ
こで、本実施の形態の表示パネル１０１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、その製
法について説明する。

【００９０】図８（ａ）は本実施の形態の平面型の表面
伝導型放出素子の平面図、図８（ｂ）はその断面図であ
る。

【００９１】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。基板１１
０１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、或は上述の各種基板上に例えばＳｉ
Ｏ2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。

【００９２】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、
或は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。

【００９３】素子電極１１０２と１１０３の形状は、こ
の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、中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。

【００９４】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、或は微粒子
が互いに隣接した構造か、或は微粒子が互いに重なり合
った構造が観測される。

【００９５】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、中でも好ましいのは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或は
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。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［Ω／□］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８（ａ），（ｂ）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８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
とするのが更に好ましい。

【０１０２】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８においては模式的
に示した。また平面図８（ａ）においては、薄膜１１１
３の一部を除去した素子を図示した。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】図９は、本実施の形態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、各部材の表記
は図８と同一である。

【０１０７】（１）まず、図９（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。これら素子電極１１０１，１１０２を形成するに
あたっては、予め基板１１０１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・エッチング技術を用
いてパターニングし、図９（ａ）に示した一対の素子電
極（１１０２と１１０３）を形成する。

【０１０８】（２）次に、図９（ｂ）に示すように、導
電性薄膜１１０４を形成する。この導電性薄膜１１０４
を形成するにあたっては、まず図９（ａ）で作成した基
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）。

【０１０９】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、或は化学的気相堆積法などを用いる場合もある。

【０１１０】（３）次に、図９（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１１
０３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。

【０１１１】この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。

【０１１２】この通電方法をより詳しく説明するため
に、図１０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Ｖｐ
ｆ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１１１１で計測した。

【０１１３】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１×１
０のマイナス７乗［Ａ］以下になった段階で、フォーミ
ング処理に係る通電処理を終了した。

【０１１４】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、或は素子電極間隔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。

【０１１５】（４）次に、図９（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。

【０１１６】この通電活性化処理とは、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。

【０１１７】具体的には、１０のマイナス４乗乃至１０
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。

【０１１８】この通電方法をより詳しく説明するため
に、図１１（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。

【０１１９】図９（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１０１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１０１の蛍光面をアノード電極１
１１４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１
１１２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
１１１２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。

【０１２０】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。

【０１２１】以上のようにして、図９（ｅ）に示す平面
型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１２２】（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。

【０１２３】図１２は、本実施の形態の垂直型の表面伝
導型放出素子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、１２０２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、１２１３は通電活性化
処理により形成した薄膜、である。

【０１２４】この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９（ａ）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Ｌ
ｓとして設定される。なお、基板１２０１、素子電極１
２０２および１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１
２０４、については、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１
２０６には、例えばＳｉＯ2のような電気的に絶縁性の
材料を用いる。

【０１２５】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。

【０１２６】図１３（ａ）〜（ｆ）は、製造工程を説明
するための断面図で、各部材の表記は図１０と同一であ
る。

【０１２７】（１）まず、図１３（ａ）に示すように、
基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１２８】（２）次に、図１３（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。

【０１２９】（３）次に、図１３（ｃ）に示すように、
絶縁層の上に素子電極１２０２を形成する。

【０１３０】（４）次に、図１３（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。

【０１３１】（５）次に、図１３（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、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。

【０１３２】（６）次に、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
９（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、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９（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１３（ｆ）に示す垂直型の表面伝導型放出素子を
製造した。

【０１３３】（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、その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。

【０１３４】図１４は、本実施の形態の表示装置に用い
た表面伝導型放出素子の（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図である。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。

【０１３５】この表示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。

【０１３６】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。即ち、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。

【０１３７】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。

【０１３８】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。

【０１３９】以上のような特性を有するため、この表面
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。即ち、
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
替えることにより、表示画面を順次走査して表示を行う
ことが可能である。

【０１４０】また、第２の特性か、又は第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。

【０１４１】（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。

【０１４２】図１５に示すのは、図６の表示パネル１０
１に用いたマルチ電子源の平面図である。この基板上に
は、図９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。

【０１４３】図１５のＡ−Ａ’に沿った断面を、図１６
に示す。

【０１４４】なお、このような構造のマルチ電子源は、
予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。

【０１４５】図１７は、本実施の形態の表面伝導型放出
素子を電子源として用いた表示パネル１０１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多機能
表示装置の一例を示すブロック図である。

【０１４６】図中、１０１は表示パネル、２１０１は表
示パネル１０１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、２１
０６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、２
１１２および２１１３はＴＶ信号受信回路、２１１４は
入力部である。なお、本実施の形態の表示装置は、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。

【０１４７】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。

【０１４８】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方式など
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
た表示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。ＴＶ信号受信回路２１１
２は、例えば同軸ケーブルや光ファイバなどのような有
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。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。

【０１４９】画像入力インターフェース回路２１１１
は、例えばＴＶカメラや画像読み取りスキャナなどの画
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２１１０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。

【０１５０】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。

【０１５１】画像生成回路２１０７は、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、或はＣＰＵ２１０６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２１０４に出力さ
れるが、場合によっては入出力インターフェース回路２
１０５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。

【０１５２】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、表示パネル１０１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２
１０２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、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、或は入出力イン
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。或は、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。

【０１５３】また、入力部２１１４は、ＣＰＵ２１０６
に使用者が命令やプログラム、或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事が可能である。

【０１５４】デコーダ２１０４は、２１０７ないし２１
１３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２１
０４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、或は画像生成回路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。

【０１５５】マルチプレクサ２１０３は、ＣＰＵ２１０
６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２１０１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。

【０１５６】ディスプレイパネルコントローラ２１０２
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。こ
の表示パネル１０１の基本的な動作にかかわるものとし
て、例えば表示パネル１０１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２１
０１に対して出力する。また、表示パネル１０１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。

【０１５７】駆動回路２１０１は、表示パネル１０１に
印加する駆動信号を発生するための回路であり、マルチ
プレクサ２１０３から入力される画像信号と、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。

【０１５８】以上、各部の機能を説明したが、図１７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表示パネル１０１に表
示する事が可能である。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２１０４において逆
変換された後、マルチプレクサ２１０３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
信号に基づいて表示パネル１０１に駆動信号を印加す
る。これにより表示パネル１０１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。

【０１５９】また、本表示装置においては、デコーダ２
１０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路２１０７
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。

【０１６０】従って、本表示装置は、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事が可能で、産業用或
は民生用として極めて応用範囲が広い。

【０１６１】なお図１７は、表面伝導型放出素子を電子
源とする表示パネル１０１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
い事は言うまでもない。例えば、図１７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更
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。

【０１６２】本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事が
可能である。

【０１６３】［第３実施の形態］図１８は、本発明の第
３実施の形態の構成を示す図である。

【０１６４】図１８において、ｍ×ｎのマトリクス配線
上に図１４に示す素子電圧−放出電流特性を有する表面
伝導型放出素子を並べた表示パネル１０１と、その表示
パネル１０１の画像表示領域１０１ａに配列された素子
を駆動するために行方向配線２０２（走査信号配線）を
順次走査するためのＹドライバ１０２と、その入力信号
に応じた映像を出すための変調信号を表示パネル１０１
に印加するためのＸドライバ１０３とで構成され、この
表示パネル１０１とＸ，Ｙドライバ１０２，１０３が表
示パネル１０１の取り出し配線で接続された画像表示装
置の一部を示している。尚、この表示パネル１０１にお
ける行方向配線２０２と列方向配線２０１との位置関係
は前述の図２で説明したとおりである。従って、この表
示パネル１０１において、列方向配線２０１（変調信号
方向）の特性インピーダンスは、主に列方向配線２０１
（変調信号配線）の画像表示領域１０１ａのリアクタン
スと、列方向配線２０１（変調信号配線）と行方向配線
２０２（走査信号配線）との交差部に生じる静電容量が
支配的であり、画像表示領域１０１ａの１素子当たりの
リアクタンスをＬ、列方向配線２０１（変調信号配線）
と行方向配線２０２（走査信号配線）の交差部の容量を
Ｃとすると、列方向配線（変調信号）方向の特性インピ
ーダンスＺ0は、ほぼＺ0≒√（Ｌ／Ｃ）である。

【０１６５】そして、列方向配線２０１（変調信号配
線）側の表示パネル１０１の取り出し配線には、図１８
に示したように、画像表示領域１０１ａと同様に行方向
配線１６００（走査信号配線）が作成されており、これ
により特性インピーダンスが、上記の変調信号方向の特
性インピーダンスＺ0≒√（Ｌ／Ｃ）と略同等の値にな
るようにしている。

【０１６６】このように、列方向配線２０１（変調信号
配線）と接続する表示パネル１０１の取り出し配線のイ
ンピーダンスを、これら変調信号配線の特性インピーダ
ンスに整合させることにより、リンギングの一要因を取
り除くことができる。

【０１６７】このように第３実施の形態では、列方向配
線２０１（変調信号配線）と接続する表示パネル１０１
の取り出し部に、表示パネル１０１の画像表示領域１０
１ａと同様に行方向配線１６００を作成することによ
り、これら取出し部の配線が画像表示領域１０１ａの列
方向配線と同じ構造となり、必然的にその特性インピー
ダンスが近い値になるので、特に特性インピーダンスを
見積もる必要もなくインピーダンス整合を行うことがで
きる。

【０１６８】［第４実施の形態］図１９は、本発明の第
４実施の形態の構成を示すブロック図で、前述の図面と
共通する部分は同じ番号で示し、その説明を省略する。

【０１６９】この表示パネル１０１においては、変調信
号方向の特性インピーダンスＺ0は、画像表示領域１０
１ａの１素子当たりのリアクタンスをＬ、列方向配線２
０１（変調信号配線）と行方向配線２０２（走査信号配
線）との交差部の容量をＣとすると、ほぼ、Ｚ0≒√
（Ｌ／Ｃ）で表される点は上記実施の形態と同様であ
る。

【０１７０】この第４実施の形態では、列方向配線２０
１（変調信号配線）と接続される表示パネル１０１の取
り出し配線には、図１９に示したように、絶縁層１７０
１と行方向補助配線１７００（走査信号配線）が形成さ
れている。これにより、この取出し配線部分における特
性インピーダンスＺ0が、変調信号方向の特性インピー
ダンスＺ0≒√（Ｌ／Ｃ）とほぼ同等の値に成るように
している。

【０１７１】これにより、列方向配線２０１（変調信号
配線）と接続される表示パネル１０１の取り出し配線部
分のインピーダンスを、この列方向配線２０１（変調信
号配線）の画像領域の特性インピーダンスに整合させる
ことができ、リンギングの一要因を取り除くことができ
る。

【０１７２】ここでこの表示パネル１０１の具体例を説
明する。

【０１７３】２４０×７２０画素のマトリクス型の表示
パネル１０１において詳細に説明する。画像表示領域１
０１ａの列方向配線２０１を、幅９０μｍ、厚さ５μ
ｍ、長さ１７０ｍｍ、２９０μｍピッチのＡｇ配線で作
成し、その上の行方向配線位置に、幅４６０μｍ、厚さ
３０μｍ、長さ２２０ｍｍで比誘電率１２の絶縁層２０
３を形成し、その絶縁層２０３上に、行方向配線２０２
を、幅３００μｍ、厚さ２０μｍ、長さ２２０ｍｍ、６
５０μｍピッチのＡｇ配線で作成した時、列方向配線２
０１（変調信号配線）のリアクタンスは、約１７０ｎ
Ｈ、行方向配線２０２と列方向配線２０１の一交差部の
静電容量は約０．２ｐＦであった。これから、画像表示
領域１０１ａの１素子当たりのリアクタンスは、Ｌ＝
０．７１ｎＨ、１素子当たりの静電容量はＣ＝０．２ｐ
Ｆである。この値から、表示パネル１０１の画像表示領
域１０１ａの特性インピーダンスを概算すると、Ｚ0≒
√（Ｌ／Ｃ）≒６０Ωとなる。これから、列方向配線２
０１（変調信号配線）と接続されている表示パネル１０
１の取り出し配線上の絶縁層２０３と行方向補助配線１
７００（走査信号配線）の特性インピーダンスが６０Ω
程度になるように、絶縁層１７０１の厚みと行方向補助
配線１７００の線幅を決定する。

【０１７４】ここで、絶縁層１７０１の厚みを画像表示
領域１０１ａの絶縁層２０３の厚みと同様の３０μｍと
すると、列方向配線２０１（変調信号配線）の幅は９０
μｍであり、列方向配線２０１と行方向補助配線１７０
０との間の静電容量は、列方向配線２０１に平行な平板
による静電容量で近似でき、単位長さ当たりの静電容量
（列方向）が表示パネル１０１の画像表示領域１０１ａ
とほぼ同等となる。また、単位長さ当たりのリアクタン
スも画像領域と同等である。

【０１７５】以上のようにして、単位長さ当たり（列方
向）の特性インピーダンスを画像表示領域１０１ａの特
性インピーダンスと略同じにでき、このことから、行方
向補助配線１７００の幅に影響されないことがわかっ
た。ここでは行方向補助配線１７００は取り出し部を前
面を覆う金属膜とした。そして、その金属膜の一端をＹ
ドライバ１０２のグランド端子に接続した。

【０１７６】［第５実施の形態］図２０は、本発明の第
５実施の形態の構成を示すブロック図で、前述の図面と
共通する部分は同じ番号で示し、その説明を省略する。

【０１７７】この表示パネル１０１においては、変調信
号方向の特性インピーダンスＺ0は、画像表示領域１０
１ａの１素子当たりのリアクタンスをＬ、列方向配線２
０１（変調信号配線）と行方向配線２０２（走査信号配
線）との交差部の容量をＣとすると、ほぼ、Ｚ0≒√
（Ｌ／Ｃ）で表される点は上記実施の形態と同様であ
る。

【０１７８】この第５実施の形態では、列方向配線２０
１に接続される表示パネル１０１の取り出し配線では、
前述の第３実施の形態と同様に、表示パネル１０１の画
像表示領域１０１ａと同様に行方向配線１６００（走査
信号配線）が形成されている。これによりこの取出し配
線における特性インピーダンスが、上記の列方向配線
（変調信号方向）の特性インピーダンスＺ0≒√（Ｌ／
Ｃ）とほぼ同等の値になるようにしている。

【０１７９】更に、接続フレキシブル基板１８００は、
前述の図３に示したように、一般の銅配線３０１と銅箔
３０２が裏打ちされたポリイミド３０３で作成されてい
る。これにより特性インピーダンスが変調信号方向の特
性インピーダンスＺ0≒√（Ｌ／Ｃ）とほぼ同等の値と
なるようにしている。

【０１８０】このようにして列方向配線２０１（変調信
号配線）と接続される表示パネル１０１の取り出し配線
及び接続フレキシブル基板１８００のインピーダンス
を、その変調信号方向の特性インピーダンスに整合させ
ることによりリンギングの一要因を取り除くことができ
る。

【０１８１】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、（ｍ×ｎ）のマトリクス型の表示パネルにおいて、
表示パネルと変調信号側の接続配線の特性インピーダン
スの不整合に起因するリンギングを軽減でき、良好な階
調表示を実現できる。

【０１８２】［実施の形態６］図２１は、本発明の実施
の形態６の構成を示す図である。

【０１８３】図２１において、ｍ×ｎのマトリクス配線
上に図１４に示す素子電圧−放出電流特性を有する表面
伝導型放出素子を並べた表示パネル１０１と、その表示
パネル１０１を駆動するために行方向配線２０２（走査
信号配線）を順次走査するためのＹドライバ１０２と、
その入力信号に応じた映像を出すための変調信号を表示
パネル１０１に印加するためのＸドライバ１０３とで構
成され、この表示パネル１０１とＸ，Ｙドライバ１０
２，１０３が表示パネル１０１の取り出し配線２０４を
介して接続された画像表示装置の一部を示している。
尚、この表示パネル１０１における行方向配線２０２と
列方向配線２０１との位置関係は図２で説明した通りで
ある。従って、この表示パネル１０１において、列方向
配線２０１（変調信号方向）の特性インピーダンスは、
主に列方向配線２０１（変調信号配線）の画像表示領域
１０１ａのリアクタンスと、列方向配線２０１（変調信
号配線）と行方向配線２０２（走査信号配線）との交差
部に生じる静電容量が支配的であり、画像表示領域１０
１ａの１素子当たりのリアクタンスをＬ、列方向配線２
０１（変調信号配線）と行方向配線２０２（走査信号配
線）の交差部の容量をＣとすると、変調信号方向の特性
インピーダンスＺ0は、ほぼＺ0≒√（Ｌ／Ｃ）である。

【０１８４】そして、列方向配線２０１（変調信号配
線）側の表示パネル１０１の取り出し配線２０４のイン
ピーダンスを、上記の変調信号方向の特性インピーダン
スＺ0≒√（Ｌ／Ｃ）と略同等の値になるようにしてい
る。なお、ここで取出し配線２０４の抵抗値は、この取
出し配線２０４の抵抗率をρ、長さをＬ、線幅をｗ、配
線の高さをｄとすると、その抵抗値Ｒは、Ｒ＝ρ×Ｌ／
（ｗ×ｄ）で表される。

【０１８５】このように、列方向配線２０１（変調信号
配線）と接続する表示パネル１０１の取り出し配線２０
４のインピーダンスを変調信号方向の特性インピーダン
スに整合させることにより、リンギングの一要因を取り
除くことができる。

【０１８６】ここで、２４０×７２０画素のマトリクス
型の表示パネル１０１における具体例は前述したのと同
様である。こうして表示パネル１０１の画像表示領域１
０１ａの特性インピーダンスを槻算すると、Ｚ0≒√
（Ｌ／Ｃ）≒６０Ωとなる。このことより、前述の第２
実施の形態のダンピング抵抗１０５の抵抗として約６０
Ωのものを選ぶと良い。

【０１８７】また、この第６実施の形態の如く、取り出
し配線２０４によりインピーダンス整合を行う場合に
は、この取出し配線２０４を、幅９０μｍ、厚さ０．５
μｍ、長さ５ｍｍ、抵抗率５×ｅのマイナス８乗［Ω・
ｍ］のＡｇ配線とした。この場合、抵抗値はほぼ５５Ω
に設定された。

【０１８８】上記説明では、各実施の形態の構成をそれ
ぞれ独立に説明したが本発明はこれに限定されるもので
なく、各実施の形態の構成を適宜組合わせて本願発明を
構成してもよい。

【０１８９】また上記第２乃至第６実施の形態では、変
調信号が入力される列方向配線にのみ特性インピーダン
スの整合を取るための構成を設けるように説明したが、
本発明はこれに限定されるものでなく、行方向配線に設
けても良く、或は列方向配線と行方向配線の少なくとも
いずれかに設けても良い。

【０１９０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子源に供給される駆動信号のリンギングを抑えて電子放
出素子を駆動できる。

【０１９１】また本発明によれば、電子源の駆動領域の
特性インピーダンスと整合したインピーダンスを介して
電子源の電子放出素子を駆動できる。

【０１９２】また本発明によれば、電子源の駆動領域の
特性インピーダンスと整合したインピーダンスのダンピ
ング抵抗を介して電子源の電子放出素子を駆動すること
により、駆動信号のリンギングを抑えることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における表示パネルとド
ライバとの接続を説明する図である。

【図２】本実施の形態の表示パネルの画像表示領域にお
ける１つの表面伝導型放出素子の周りの配線構成を説明
する図である。

【図３】本実施の形態１の接続フレキシブル基板の構成
を示す図である。

【図４】本発明の第２実施の形態における表示パネルと
ドライバとの接続を説明する図である。

【図５】第２実施の形態の表示パネルとドライバとの接
続を説明する図である。

【図６】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７】本実施の形態の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８】本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），その断面図（ｂ）である。

【図９】本実施の形態の平面型の表面伝導型放出素子の
製造工程を説明する断面図である。

【図１０】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１１】通電活性化処理の際の印加電圧波形を示す図
（ａ）、及び放出電流Ｉeの変化を示す図（ｂ）であ
る。

【図１２】本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１３】本実施の形態の垂直型の表面伝導型放出素子
の製造工程を説明する断面図である。

【図１４】本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１５】本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１６】本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１７】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１８】本発明の第３実施の形態の表示パネルとその
周辺回路との接続構成を示す図である。

【図１９】本発明の第４実施の形態の表示パネルとその
周辺回路との接続構成を示す図である。

【図２０】本発明の第５実施の形態の表示パネルとその
周辺回路との接続構成を示す図である。

【図２１】本発明の第６実施の形態の表示パネルとその
周辺回路との接続構成を示す図である。

【図２２】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２３】従来知られたＦＥ型素子の一例を示す図であ
る。

【図２４】従来知られたＭＩＭ型素子の一例を示す図で
ある。

【図２５】本願発明者らが試みたが課題の発生した電子
放出素子の配線方法を説明する図である。

【図２６】表示パネルの特性インピーダンスを説明する
図である。

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電子放出素子を配設した電子源で
   あって、 前記電子源の電子放出素子を選択して駆動するための駆
   動信号を出力する駆動手段と、 前記電子源における駆動領域の特性インピーダンスに略
   等しいインピーダンスを有し、前記駆動手段から出力さ
   れる駆動信号を前記電子源に供給する供給手段と、を有
   することを特徴とする電子源。
2. 【請求項２】 前記供給手段は、前記特性インピーダン
   スに略等しい抵抗値を有し、前記駆動信号を供給する各
   信号線に直列に接続されたダンピング抵抗を含むことを
   特徴とする請求項１に記載の電子源。
3. 【請求項３】 前記供給手段は、前記特性インピーダン
   スに略等しいインピーダンスを有する接続用ケーブルを
   含むことを特徴とする請求項１に記載の電子源。
4. 【請求項４】 前記供給手段は、前記電子源の駆動領域
   と同じ構成の配線を有することを特徴とする請求項１に
   記載の電子源。
5. 【請求項５】 前記供給手段は、前記電子源の駆動領域
   で使用される配線と同じ導体と絶縁層を含むことを特徴
   とする請求項１に記載の電子源。
6. 【請求項６】 前記供給手段は、前記電子源の駆動領域
   と同じ構成の配線と、 前記特性インピーダンスに略等しいインピーダンスを有
   する接続用ケーブルとを具備することを特徴とする請求
   項１に記載の電子源。
7. 【請求項７】 前記電子源は、前記複数の電子放出素子
   を行方向配線と列方向配線とでマトリクス状に接続し、
   前記供給手段は前記列方向配線に前記駆動信号を供給す
   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
   載の電子源。
8. 【請求項８】 前記供給手段におけるインピーダンス
   は、前記電子源における駆動領域の特性インピーダンス
   の略１／２倍から２倍までの間の値に設定されているこ
   とを特徴とする請求項１又は３に記載の電子源。
9. 【請求項９】 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８のいずれか１項
   に記載の電子源。
10. 【請求項１０】 複数の電子放出素子をマトリクス状に
    配設した電子源であって、 前記電子源の行方向の電子放出素子を選択して駆動する
    ための走査信号を入力する走査信号入力部と、 前記電子源の列方向の電子放出素子を選択して駆動する
    ための駆動信号を入力する駆動信号入力部と、 前記電子源の駆動領域の特性インピーダンスに略等しい
    インピーダンスを有し、前記走査信号入力部と前記駆動
    信号入力部の少なくともいずれかと前記駆動領域との間
    で、対応する信号を伝播する信号伝播手段と、を有する
    ことを特徴とする電子源。
11. 【請求項１１】 前記信号伝播手段は、前記特性インピ
    ーダンスに略等しい抵抗値を有し、前記駆動信号を供給
    する列方向信号線のそれぞれに直列に接続されたダンピ
    ング抵抗を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電
    子源。
12. 【請求項１２】 前記信号伝播手段は、前記特性インピ
    ーダンスに略等しいインピーダンスを有し、前記走査信
    号入力部と前記駆動信号入力部の少なくともいずれかと
    前記駆動領域とを接続する接続用ケーブルを含むことを
    特徴とする請求項１０に記載の電子源。
13. 【請求項１３】 前記信号伝播手段は、前記電子源の駆
    動領域と同様に構成されていることを特徴とする請求項
    １０に記載の電子源。
14. 【請求項１４】 前記信号伝播手段は、前記電子源の駆
    動領域の信号線と同じ導体と絶縁層により形成されてい
    ることを特徴とする請求項１０に記載の電子源。
15. 【請求項１５】 前記信号伝播手段のインピーダンス
    は、前記特性インピーダンスの１／２倍から２倍の値に
    設定されていることを特徴とする請求項１０又は１２に
    記載の電子源。
16. 【請求項１６】 前記電子放出素子が表面伝導型放出素
    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項に記載の電子源。
17. 【請求項１７】 複数の電子放出素子をマトリクス状に
    配設した電子源と、画像信号に同期して、前記電子源の
    行方向の電子放出素子を選択して駆動するための走査駆
    動手段と、 前記走査駆動手段による走査駆動に同期して、前記画像
    信号に応じた駆動信号を列方向配線を介して電子放出素
    子に印加する駆動手段と、 前記電子源における駆動領域の特性インピーダンスに略
    等しいインピーダンスを有し、前記駆動手段から出力さ
    れる駆動信号を前記列方向配線に供給するための配線を
    有する供給手段と、を有することを特徴とする画像形成
    装置。
18. 【請求項１８】 前記供給手段は、前記特性インピーダ
    ンスに略等しい抵抗値を有し、前記駆動信号を供給する
    列方向配線のそれぞれに直列に接続されたダンピング抵
    抗を含むことを特徴とする請求項１７に記載の画像形成
    装置。
19. 【請求項１９】 前記供給手段は、前記特性インピーダ
    ンスに略等しいインピーダンスを有し、前記走査駆動手
    段と前記駆動手段の少なくともいずれかと前記駆動領域
    とを接続する接続用ケーブルを含むことを特徴とする請
    求項１７に記載の画像形成装置。
20. 【請求項２０】 前記供給手段は、前記電子源の駆動領
    域と同じ構成の配線を有することを特徴とする請求項１
    ７に記載の画像形成装置。
21. 【請求項２１】 前記供給手段は、前記電子源の駆動領
    域で使用される配線と同じ導体と絶縁層を含むことを特
    徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
22. 【請求項２２】 前記供給手段は、前記電子源の駆動領
    域と同じ構成の配線と、 前記特性インピーダンスに略等しいインピーダンスを有
    する接続用ケーブルとを含むことを特徴とする請求項１
    ７に記載の画像形成装置。
23. 【請求項２３】 前記供給手段におけるインピーダンス
    は、前記電子源における駆動領域の特性インピーダンス
    の略１／２倍から２倍までの間の値に設定されているこ
    とを特徴とする請求項１７又は１９に記載の画像形成装
    置。
24. 【請求項２４】 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１７乃至２３のいずれ
    か１項に記載の画像形成装置。