JP2000214817A

JP2000214817A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2000214817A
Application number: JP11014750A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shino; 健治篠; Naoto Abe; 直人阿部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】各色信号毎にａｕｔｏｍａｔｉｃｂｒｉｇ
ｈｔｎｅｓｓｌｉｍｉｔｔｅｒ（ＡＢＬ）レベルを
設定し、単色のベタ画面等においてもＡＢＬを動作さ
せ、コントラストを保ったまま冷陰極素子及び蛍光体の
劣化を防止する。【解決手段】ＲＧＢ各信号毎に１水平期間のビデオ信
号の有効期間に検出パルスによりビデオ検出部Ｐ４によ
り得られたビデオ信号の電圧振幅値（はＡ／Ｄ（Ｐ１
５）でディジタルデータに変換される。このデータをＭ
ＰＵ（Ｐ１１）で積分処理（例えば１フレーム期間の平
均を取る）し、基準レベルと比較する。この値が基準レ
ベルより高い場合、冷陰極電子源からの放出電荷量が大
きいので、Ｄ／Ａ（Ｐ１４）のＲ、Ｇ、Ｂゲインの設定
値を下げ、アナログ処理部Ｐ３のコントラスト電圧を下
げることにより冷陰極電子源の総電荷量を減少させる。
一方、基準レベルより低い場合、ゲインを上げる等の制
御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置に関
し、特に、各色信号毎にａｕｔｏｍａｔｉｃｂｒｉｇ
ｈｔｎｅｓｓｌｉｍｉｔｔｅｒ（ＡＢＬ）レベルを
設定し、一般に使用されるＡＢＬの動作しない単色のベ
タ画面等においてもＡＢＬを動作させ、素子電流を効率
よく制御し、十分なコントラストを保ったまま冷陰極素
子及び蛍光体の劣化を防止する画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、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、たと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、たとえば、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０，（１９６
５）等が知られている。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。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎ
Ｏ₂薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの
［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：”ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉ
ｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］や、Ｉｎ₂Ｏ₃／Ｓ
ｎＯ₂薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．
ＥＤＣｏｎｆ．”，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。

【０００４】図３１には、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、前述のＭ．Ｈａｒｔｗ
ｅｌｌ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３００
４は図示のようにＨ字形の平面形状に形成されている。
該導電性薄膜３００４に後述の通電フォーミングと呼ば
れる通電処理を施すことにより、電子放出部３００５が
形成される。図中の間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］，Ｗ
は、０．１［ｍｍ］で設定されている。尚、図示の便宜
から、電子放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央
に矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、
実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわ
けではない。

【０００５】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。すなわち、通電フォー
ミングとは、前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直
流電圧、もしくは、例えば１Ｖ／分程度の非常にゆっく
りとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、
導電性薄膜３００４を局所的に破壊もしくは変形もしく
は変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部３０
０５を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは
変形もしくは変質した導電性薄膜３００４の一部には、
亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜
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。

【０００６】また、ＦＥ型の例は、たとえば、Ｗ．Ｐ．
Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅｌｄｅｍｉ
ｓｓｉｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏ
ｎＰｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）や、あるい
は、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，”Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏ
ｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌ
ｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍ
ｏｌｙｂｄｅｎｉｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）などが知られて
いる。

【０００７】図３２には、ＦＥ型の素子構成の典型的な
例として、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、３０
１１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３０１４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、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。

【０００８】また、ＭＩＭ型の例としては、たとえば、
Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｕ
ｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）などが
知られている。

【０００９】図３３には、ＭＩＭ型の素子構成の典型的
な例を示す。同図は断面図であり、図において、３０２
０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、３０
２３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３０
２３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。

【００１０】上述のそれぞれの冷陰極素子は、熱陰極素
子と比較して低温で電子放出を得ることができるため、
加熱用ヒーターを必要としない。したがって、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
陰極素子がヒーターの加熱により動作するため応答速度
が遅いのとは異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が
速いという利点もある。

【００１１】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。たとえば、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、たとえば本出願人によ
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。

【００１２】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、たとえば、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。

【００１３】特に、画像表示装置への応用としては、た
と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
子と電子ビームの照射により発光する蛍光体とを組み合
わせて用いた画像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。たとえば、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。

【００１４】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば本出願人によるＵＳＰ４，９０４，８
９５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、たとえば、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．Ｍｅ
ｙｅｒ：”ＲｅｃｅｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎ
ＭｉｃｒｏｔｉｐｓＤｉｓｐｌａｙａｔＬＥＴ
Ｉ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔｏｆ４ｔｈＩｎ
ｔ．ＶａｃｕｕｍＭｉｃｒｏｅｌｅ−ｃｔｒｏｎｉ
ｃｓＣｏｎｆ．，Ｎａｇａｈａｍａ，ｐｐ．６〜９
（１９９１）］。

【００１５】また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平３−
５５７３８号公報に開示されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記従
来技術に記載したものをはじめとして、さまざまな材
料、製法、構造の冷陰極素子を試みてきた。さらに、多
数の冷陰極素子を配列したマルチ電子ビーム源、ならび
にこのマルチ電子ビーム源を応用した画像表示装置につ
いて研究を行ってきた。

【００１７】図３４には、本発明者らが試みた電気的な
配線方法によるマルチ電子ビーム源を示す。すなわち、
冷陰極素子を２次元的に多数個配列し、これらの素子を
図示のようにマトリクス状に配線したマルチ電子ビーム
源である。図中、４００１は冷陰極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および列方向配線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。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、たとえば画像表示装置用のマルチ電子ビ
ーム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りるだ
けの素子を配列し配線するものである。

【００１８】冷陰極素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源においては、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４００
３に適宜の電気信号を印加する。たとえば、マトリクス
の中の任意の１行の冷陰極素子を駆動するには、選択す
る行の行方向配線４００２には選択電圧Ｖｓを印加し、
同時に非選択の行の行方向配線４００２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４００４および４００
５による電圧降下を無視すれば、選択する行の冷陰極素
子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加され、また非選択行の
冷陰極素子にはＶｅ−Ｖｎｓの電圧が印加される。Ｖ
ｅ，Ｖｓ，Ｖｎｓを適宜の大きさの電圧にすれば選択す
る行の冷陰極素子だけから所望の強度の電子ビームが出
力されるはずであり、また列方向配線の各々に異なる駆
動電圧Ｖｅを印加すれば、選択する行の素子の各々から
異なる強度の電子ビームが出力されるはずである。ま
た、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。

【００１９】したがって、冷陰極素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子ビーム源はいろいろな応用可能性が
あり、たとえば画像情報に応じた電気信号を適宜印加す
れば、画像表示装置用の電子源として好適に用いること
ができる。

【００２０】しかし、冷陰極素子を単純マトリクス配線
したマルチ電子ビーム源には、実際には以下に述べるよ
うな問題が発生していた。

【００２１】冷陰極素子を用いる事により、低消費電力
でマルチ電子ビーム源を構成できるようになり、陽極−
陰極間の距離が短縮された結果、比較的低い陽極電圧で
蛍光体の発光を得られるようになったが、電子のエネル
ギーが低いため、電子は蛍光体表面のみに作用し、十分
な輝度を得るためには陰極電流を増加させる必要があっ
た。その結果、冷陰極素子の電流密度が増加し、冷陰極
素子の寿命に影響を及ぼすようになった。同様に蛍光体
の場合、電子のエネルギーが低く電子が蛍光体内部まで
到達出来ず、蛍光体表面のみに集中する為、十分な発光
輝度を得ようとすると蛍光体表面に電子が集中し、蛍光
体の劣化を招いた。

【００２２】例えば、従来、画面上に白色のベタ画面が
表示された場合、通常はＡＢＬ（ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ
ＢＲＩＧＨＴＮＥＳＳＬＩＭＩＴＴＥＲ）が働き、冷
陰極素子電流を制御し、冷陰極素子及び蛍光体の劣化を
防止する事が出来た。一方、単色ベタ画面の場合、単色
のみではＡＢＬの動作レベルに満たないので、単色のみ
冷陰極素子及び蛍光体の劣化が起こり、その後白画面を
出力した場合、白バランスずれを起こす結果となってし
まった。

【００２３】そこで、本発明は、各色信号毎にａｕｔｏ
ｍａｔｉｃｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓｌｉｍｉｔｔｅｒ
（ＡＢＬ）レベルを設定し、一般に使用されるＡＢＬの
動作しない単色のベタ画面等においてもＡＢＬを動作さ
せ、素子電流を効率よく制御し、十分なコントラストを
保ったまま冷陰極素子及び蛍光体の劣化を防止すること
を課題としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、ＲＧＢそれぞれの映像信号を検出する手段
と、検出された信号を処理する手段と、この信号レベル
と基準レベルと比較する手段と、更に比較された結果に
よりＲＧＢの信号レベルを制御する手段を備え、単色ベ
タ画面等においてもＡＢＬが動作し、冷陰極電子源の総
電荷量を制御し、冷陰極素子及び蛍光体の劣化を防いで
いる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００２６】［実施形態１］実施形態１では、ビデオ信
号の電圧振幅を積分処理したものと基準レベルを比較
し、コントラストＡＭＰのゲインを制御する事により冷
陰極電子源の総電荷量を一定レベル以下に制御し、冷陰
極素子及び蛍光体の劣化を防止する例を示す。

【００２７】図１，図２，図３にＳＥＤパネルの駆動回
路のブロック図を、図４にそのタイミング図を示す。

【００２８】Ｐ２０００は表示パネルであり、本実施形
態においては２４０×７２０個の表面伝導型素子Ｐ２０
０１が垂直２４０行の行配線と水平７２０列の列配線に
よりマトリクス配線され、各表面伝導型素子Ｐ２００１
からの放出電子ビームが高圧電源部Ｐ３０から印加され
る高圧電圧により加速され不図示の蛍光体に照射される
ことにより発光を得るものである。この不図示の蛍光体
は用途に応じて種々の色配列を取ることが可能である
が、一例としてＲＧＢ縦ストライプ状の色配列とする。

【００２９】本実施形態においては以下前記水平２４０
（ＲＧＢトリオ）×垂直２４０ラインの画素数を有する
表示パネルにＮＴＳＣ相当のテレビ画像を表示する応用
例を示すが、ＮＴＳＣに限らずＨＤＴＶのような高精細
な画像やコンピュータの出力画像など、解像度やフレー
ムレートが異なる画像信号に対しても、ほぼ同一の構成
で容易に対応できる。

【００３０】Ｐ１は、ＮＴＳＣのコンポジットビデオ入
力を受けＲＧＢコンポーネントを出力するＮＴＳＣ−Ｒ
ＧＢデコーダ部である。このユニット内にて入力ビデオ
信号に重畳されている同期信号（ＳＹＮＣ）を分離し出
力する。同じく入力ビデオ信号に重畳されているカラー
バースト信号を分離し、カラーバースト信号に同期した
ＣＬＫ信号（ＣＬＫ１）を生成し出力する。

【００３１】Ｐ２は、Ｐ１にてデコードされたアナログ
ＲＧＢ信号を、ＳＥＤパネルを輝度変調するためのデジ
タル階調信号に変換するために必要な以下のタイミング
信号を発生するためのタイミング発生部である。

【００３２】・Ｐ１からのＲＧＢアナログ信号をアナロ
グ処理部Ｐ３にて直流再生するためのクランプパルス・Ｐ１からのＲＧＢアナログ信号にアナログ処理部Ｐ３
にてにブランク期間を付加するためのブランキングパル
ス（ＢＬＫパルス）、・ＲＧＢアナログ信号のレベルをビデオ検出部Ｐ４にて
検出するための検出パルス・アナログＲＧＢ信号をＡ／Ｄ部Ｐ６にてデジタル信号
に変換するためのサンプルパルス（不図示）・ＲＡＭコントローラＰ１２がＲＡＭ（Ｐ８）を制御す
るために必要なＲＡＭコントローラ制御信号・Ｐ２内で生成されＣＬＫ１入力時にはＰ２内ＰＬＬ回
路によりＣＬＫ１に同期する自走ＣＬＫ信号（ＣＬＫ
２）・Ｐ２内でＣＬＫ２を基に生成される同期信号（ＳＹＮ
Ｃ２）、（自走のＣＬＫ２発生手段を備えることによ
り、入力ビデオ信号が存在しないときも基準信号である
ＣＬＫ２、ＳＹＮＣ２を発生できるため、ＲＡＭ手段Ｐ
８の画像データを読み出すことによる画像表示が可能で
ある。）。

【００３３】Ｐ３は、Ｐ１からの出力原色信号それぞれ
に備えられるアナログ処理部であり、主に以下の動作を
する。・Ｐ２からクランプパルスを受け直流再生を行なう。・Ｐ２からＢＬＫパルスを受けブランキング期間を付加
する。・ＭＰＵ（Ｐ１１）を中心に構成されるシステムコント
ロール部の制御出力の一つであるＤ／Ａ部Ｐ１４のゲイ
ン調整信号を受け、Ｐ１から入力された原色信号の振幅
制御を行なう。・ＭＰＵ（Ｐ１１）を中心に構成されるシステムコント
ロール部の制御出力の一つであるＤ／Ａ部Ｐ１４のオフ
セット調整信号を受け、Ｐ１から入力された原色信号の
黒レベル制御を行なう。Ｐ４は、入力される映像信号レ
ベルあるいは、アナログ処理部Ｐ３にて制御された後の
映像信号レベルを検出するためのビデオ検出部であり、
Ｐ２から検出パルスを受け、ＭＰＵ（Ｐ１１）を中心に
構成されるシステムコントロール部の制御入力のひとつ
であるＡ／Ｄ部Ｐ１５により検出結果が読み取られる。

【００３４】Ｐ２からの検出パルスは、例えばゲートパ
ルス、リセットパルス、サンプル＆ホールド（以下Ｓ／
Ｈと呼ぶ）パルスの３種からなり、ビデオ検出部は例え
ば積分回路とＳ／Ｈ回路からなる。たとえばゲートパル
スにより入力ビデオ信号の有効期間中、前述積分回路で
ビデオ信号を積分し垂直帰線期間に発生するＳ／Ｈパル
スによりＳ／Ｈ回路で積分回路の出力をサンプルする。
同垂直帰線期間にＡ／Ｄ部Ｐ１５により検出結果が読み
取られた後、リセットパルスで積分回路とＳ／Ｈ回路が
初期化される。このような動作でフィールド毎の平均ビ
デオレベルが検出できる。

【００３５】ＬＰＦ（Ｐ５）は、Ａ／Ｄ部Ｐ６の前段に
置かれるプリフィルタ手段である。

【００３６】Ａ／Ｄ部Ｐ６は、Ｐ２からのサンプルＣＬ
Ｋを受け、ＬＰＦ（Ｐ５）を通過したアナログ原色信号
を必要階調数で量子化するＡ／Ｄコンバータ手段であ
る。

【００３７】逆γテーブルＰ７は、入力されるビデオ信
号を表示パネルが有する発光特性に変換するために備え
れれた階調特性変換手段である。本実施形態のようにパ
ルス幅変調により輝度階調を表現する場合、輝度データ
の大きさに発光量がほぼ比例するリニアな特性を示すこ
とが多い。一方ビデオ信号は、ＣＲＴを用いたＴＶ受像
機を対象としているため、ＣＲＴの非線形な発光特性を
補正するためにγ処理を施されている。このため本実施
形態のようにリニアな発光特性を持つパネルにＴＶ画像
を表示させる場合、Ｐ７のような階調特性変換手段でγ
処理の効果を打ち消す必要がある。

【００３８】ＭＰＵ（Ｐ１１）を中心に構成されるシス
テムコントロール部の制御入出力のひとつであるＩ／Ｏ
制御部Ｐ１３の出力によりこのテーブルデータを切り替
えて、発光特性を好みに変えることが出来る。

【００３９】Ｐ８は、Ｒ／Ｇ／Ｂ処理回路毎に備えられ
た画像メモリであり、パネルの総表示画素数分のアドレ
スを有する（この場合、水平２４０×垂直２４０ライン
×３個）。このメモリにパネル各絵素が発光すべき輝度
データを格納しておき、点順次に輝度データを読み出す
ことにより、パネルにメモリ内に格納された画像の表示
を行なう。

【００４０】輝度データのＰ８からの出力は、ＲＡＭコ
ントローラＰ１２からのアドレス制御を受けて行なう。

【００４１】Ｐ８へのデータの書き込みは、ＭＰＵ（Ｐ
１１）を中心に構成されるシステムコントロール部の管
理の基に行われる。簡単なテストパターンなどであれ
ば、ＭＰＵ（Ｐ１１）がＰ８各アドレスに格納する輝度
データを演算して発生し書き込む。自然静止画像のよう
なパターンであれば、例えば外部コンピュータなどに格
納した画像ファイルをＭＰＵ（Ｐ１１）を中心に構成さ
れるシステムコントロール部の入出力部のひとつである
シリアル通信Ｉ／Ｆ（Ｐ１６）を介して読み込み、画像
メモリＰ８へ書き込む。

【００４２】Ｐ９はデータセレクタであり、出力する画
像データを画像メモリＰ８からのデータにするか、Ａ／
Ｄ部Ｐ６（入力ビデオ信号系）からのデータにするかを
ＭＰＵ（Ｐ１１）を中心に構成されるシステムコントロ
ール部の制御入出力のひとつであるＩ／Ｏ制御部Ｐ１３
の出力により決定する。

【００４３】この２系統の入力セレクトの他、Ｐ９から
固定値を発生するモードを持ちＰ１３によりこのモード
が選択され出力することもできる。このモードにより、
例えば全白パターンなどの調整信号を外部入力なしに高
速に表示することができる。

【００４４】Ｐ１０は、各原色信号毎に備えられる水平
１ラインメモリ手段であり、ラインメモリ制御部Ｐ２１
の制御信号により、ＲＧＢの３系統並列に入力される輝
度データをパネル色配列に応じた順番に並べ替えて１系
統の直列信号に変換しラッチ手段Ｐ２２を介してＸドラ
イバ部へ出力する。システムコントロール部は主にＭＰ
Ｕ（Ｐ１１）、シリアル通信Ｉ／Ｆ（Ｐ１６）、Ｉ／Ｏ
制御部Ｐ１３、Ｄ／Ａ部Ｐ１４、Ａ／Ｄ部Ｐ１５、デー
タメモリＰ１７、ユーザーＳＷ手段Ｐ１８から構成され
る。

【００４５】システムコントロール部は、ユーザーＳＷ
手段Ｐ１８やシリアル通信Ｉ／Ｆ（Ｐ１６）からのユー
ザー要求を受け、対応する制御信号をＩ／Ｏ制御部Ｐ１
３やＤ／Ａ部Ｐ１４から出力することによりその要求を
実現する。

【００４６】また、Ａ／Ｄ部Ｐ１５からのシステム監視
信号を受け応する制御信号をＩ／Ｏ制御部Ｐ１３やＤ／
Ａ部Ｐ１４から出力することにより最適な自動制御を行
なう。

【００４７】本実施形態においては、ユーザー要求とし
ては、テストパターン発生や階調性の可変、明るさ、色
制御などの表示制御が実現できる。また前述のようにビ
デオ検出部Ｐ４からの平均ビデオレベルをＡ／Ｄ部Ｐ１
５でモニタすることによりＡＢＬなどの自動制御を行な
うこともできる。

【００４８】またデータメモリＰ１７を備えることによ
り、ユーザー調整量を保存することができる。

【００４９】Ｐ１９はＹドライバ制御タイミング発生
部、Ｐ２０はＸドライバ制御タイミング発生部であり、
ともにＣＬＫ１，ＣＬＫ２，ＳＹＮＣ２信号を受けＹド
ライバ制御、Ｘドライバ制御信号を発生する。

【００５０】Ｐ２１はラインメモリＰ１０のタイミング
制御を行なうための制御部であり、ＣＬＫ１，ＣＬＫ
２，ＳＹＮＣ２信号を受け輝度データをラインメモリに
書き込むためのＲ、Ｇ、ＢＷＲＴ制御信号およびライ
ンメモリからパネル色配列に応じた順番で輝度データを
読み出すためのＲ，Ｇ，Ｂ＿ＲＤ制御信号を発生する。

【００５１】図４のＴ１０４はＲＧＢ各色の内１色を例
として書いた色サンプルデータ列の波形であり、１水平
期間に２４０個のデータ列で構成される。このデータ列
を１水平期間に上記制御信号によりラインメモリＰ１０
に書き込む。次の水平期間に各色毎のラインメモリＰ１
０を書き込みの場合の３倍の周波数で読み出し有効にす
ることでＴ１０５のような１水平期間あたり７２０個の
輝度データ列を得る。

【００５２】Ｐ１００１はＸ，Ｙドライバタイミング発
生部であり、Ｙドライバ制御タイミング発生部Ｐ１９と
Ｘドライバ制御タイミング発生部Ｐ２０からの制御信号
を受けＸドライバ制御のために以下の信号を出力する。

【００５３】・シフトクロック・ＬＤパルス（シフトレジスタＰ１１０１、１１０７に
読み込んだデータをＰＷＭジェネレータ部Ｐ１１０２と
Ｄ／Ａ部Ｐ１１０３内の不図示のメモリ手段にフェッ
チするため及びＰＷＭジェネレータ部Ｐ１１０２とＤ／
Ａ部Ｐ１１０３への水平周期のトリガとして作用する）・ＩｆテーブルＲＯＭ制御信号Ｙドライバ制御のために
Ｙシフトレジスタを動かすための水平周期のシフトクロ
ック及び行走査開始トリガを与えるための垂直周期のト
リガ信号シフトレジスタＰ１１０１は、ラッチ手段Ｐ２２からの
水平周期毎の７２０個の列配線数の輝度データ列をＸ，
Ｙドライバタイミング発生部Ｐ１００１からの図４のＴ
１０７のような輝度データに同期したシフトクロックに
より読み込み、Ｔ１０８のようなＬＤパルスによりＰＷ
Ｍジェネレータ部Ｐ１１０２に７２０個の１水平列分の
データを一度に転送する。

【００５４】シフトレジスタＰ１１０７は、データセレ
クタ手段Ｐ１２０１からの水平周期毎の７２０個の列配
線数の列配線駆動電流データ列を輝度データ同様にシフ
トクロックにより読み込み、Ｔ１０８のようなＬＤパル
スによりＤ／Ａ部Ｐ１１０３に７２０個の１水平列分の
データを一度に転送する。

【００５５】ＩｆテーブルＲＯＭ（Ｐ１２０２）は、表
示パネルＰ２０００の７２０×２４０個の各表面伝導型
素子に流すべき電流振幅値のデータを記憶するためのメ
モリ手段であり、Ｘ，Ｙドライバタイミング発生部Ｐ１
００１からのＩｆテーブルＲＯＭ制御信号により読み出
しアドレス制御を受け、水平周期毎に図４のＴ１０５の
ような走査される１行分の７２０個の電流振幅値のデー
タを出力する。

【００５６】ＩｆテーブルＲＯＭ（Ｐ１２０２）を用い
てこの列配線（すなわち表面伝導型素子）を駆動する電
流値を各素子毎に最適な値に設定することにより、輝度
の均一性を非常に良くできる。

【００５７】また、低コスト化などの目的でＩｆテーブ
ルＲＯＭ（Ｐ１２０２）を使用しない場合のためにデー
タセレクタ手段Ｐ１２０１が備えられており、ＭＰＵ
（Ｐ１１）を中心に構成されるシステムコントロール部
の制御入出力のひとつであるＩ／Ｏ制御部Ｐ１３から出
力されるＩｆ設定データを同Ｉ／Ｏ制御部Ｐ１３からの
切り替え信号によりシフトレジスタＰ１１０７に出力す
る。

【００５８】各列配線毎に備えられるＰＷＭジェネレー
タ部Ｐ１１０２はシフトレジスタＰ１１０１からの輝度
データを受け、図４のＴ１１０に示す波形のように水平
周期毎にデータの大きさに比例したパルス幅を有するパ
ルス信号を発生する。各列配線毎に備えられるＤ／Ａ部
Ｐ１１０３は電流出力のデジタルアナログ変換機であり
シフトレジスタＰ１１０７からの電流振幅値のデータを
受け、図４のＴ１１１に示す波形のように水平周期毎に
データの大きさに比例した電流振幅を有する駆動電流を
発生する。

【００５９】Ｐ１１０４はトランジスタなどで構成され
るスイッチ手段であり、Ｄ／Ａ部Ｐ１１０３からの電流
出力をＰＷＭジェネレータ部Ｐ１１０２からの出力が有
効な期間列配線に印加し、ＰＷＭジェネレータ部Ｐ１１
０２からの出力が無効な期間は列配線を接地する。図４
のＴ１１１に列配線駆動波形の一例を示す。

【００６０】列配線毎に備えられるダイオード手段Ｐ１
１０５は、コモン側がＶｍａｘレギュレータＰ１１０６
に接続される。ＶｍａｘレギュレータＰ１１０６は電流
吸い込みが可能な定電圧源でありダイオード手段Ｐ１１
０５と合わせて、表示パネルＰ２０００の７２０×２４
０個の各表面伝導型素子に過電圧が印加されるのを防止
する保護回路を形成する。

【００６１】この保護電圧（Ｖｍａｘと行配線の走査選
択時に印加される−Ｖｓｓで規定される電位）は、ＭＰ
Ｕ（Ｐ１１）を中心に構成されるシステムコントロール
部の制御入出力のひとつであるＤ／Ａ部Ｐ１４により与
えられる。従い、素子過電圧防止の他、輝度制御の目的
でＶｍａｘ電位（もしくは−Ｖｓｓ電位）を変化させる
ことも可能である。

【００６２】Ｙシフトレジスタ部Ｐ１００２は、Ｐ１
００１はＸ，Ｙドライバタイミング発生部からの水平周
期のシフトクロック及び行走査開始トリガを与えるため
の垂直周期のトリガ信号を受け行配線を走査するための
選択信号を各行配線毎に備えられるプリドライバ部Ｐ１
００３に順に出力する。

【００６３】各行配線を駆動する出力部は、例えば、ト
ランジスタ手段Ｐ１００６、ＦＥＴ手段Ｐ１００４、ダ
イオード手段Ｐ１００７から構成される。プリドライバ
部Ｐ１００３はこの出力部を応答良く駆動するためのも
のである。ＦＥＴ手段Ｐ１００４は行選択時に導通する
スイッチ手段で選択時に定電圧レギュレータ部Ｐ１００
５からの−Ｖｓｓ電位を行配線に印加する。トランジス
タ手段Ｐ１００６は行非選択時に導通するスイッチ手段
で非選択時に定電圧レギュレータ部Ｐ１００６からのＶ
ｕｓｏ電位を行配線に印加する。図４のＴ１１２に行配
線駆動波形の一例を示す。

【００６４】ダイオード手段Ｐ１００７は行配線に異常
電位発生防止と各行配線を駆動する出力部の保護のため
に備えられる。

【００６５】−ＶｓｓとＶｕｓｏ電位を発生する定電圧
レギュレータ部Ｐ１００５、１００７はＭＰＵ（Ｐ１
１）を中心に構成されるシステムコントロール部の制御
入出力のひとつであるＤ／Ａ部Ｐ１４により制御され
る。

【００６６】また高圧電源部Ｐ３０も同様にＭＰＵ
（Ｐ１１）を中心に構成されるシステムコントロール部
の制御入出力のひとつであるＤ／Ａ部Ｐ１４により制御
される。

【００６７】図５、図６、図７は駆動制御を説明するた
めののフローチャートである。

【００６８】ＲＧＢ各信号毎に１水平期間のビデオ信号
の有効期間に検出パルスによりビデオ検出部Ｐ４により
得られたビデオ信号の電圧振幅値（ビデオ検出部Ｐ４に
おいて１ライン分積分処理を行う）はＡ／Ｄ（Ｐ１５）
でディジタルデータに変換される。変換されたビデオ信
号の電圧振幅値を示すディジタルデータは定電流源をス
イッチするＰＷＭのパルス幅にほぼ比例しているので、
このデータをＭＰＵ（Ｐ１１）で積分処理（例えば１フ
レーム期間の平均を取る）し、ＭＰＵ（Ｐ１１）内部の
ＲＯＭに格納されている基準レベルと比較される（マイ
コンはＲＯＭ及びＷＯＲＫＲＡＭを内蔵している）。
その結果、この値が基準レベルより高い場合、冷陰極電
子源の総電荷量が大きいと判断し、Ｄ／Ａ（Ｐ１４）の
Ｒ、Ｇ、Ｂゲインの設定値を下げ、アナログ処理部Ｐ３
のコントラスト電圧を下げることにより冷陰極電子源の
総電荷量を減少させるように動作する。一方、ＭＰＵ
（Ｐ１１）内部のＲＯＭに格納されている基準レベルよ
り低い場合、冷陰極電子源の総電荷量が少ないと判断
し、Ｄ／Ａ（Ｐ１４）のＲ、Ｇ、Ｂゲインの設定値はデ
ータメモリＰ１７より読み込まれ、標準の設定値に設定
される（図５、図６、図７）。

【００６９】［実施形態２］実施形態２では、入力され
たビデオ信号の電圧レベルをそれぞれピーク検出したも
のと、基準レベルとを比較し、アノード電圧値を制御す
ることにより冷陰極電子源の総電荷量を制御する。図
８、図９、図１０はこの総電荷量の制御を説明するため
のフローチャートである。

【００７０】ＲＧＢ各信号毎にビデオ検出部Ｐ４により
得られたビデオ信号の電圧値（ビデオ検出部Ｐ４におい
て１ライン分ピーク検出処理を行う）はＡ／Ｄ（Ｐ１
５）でディジタルデータに変換される。変換されたビデ
オ信号の電圧値を示すディジタルデータは定電流源をス
イッチするＰＷＭのパルス幅にほぼ比例している。この
データを各ライン毎にＭＰＵ（Ｐ１１）を介してデータ
メモリＰ１７に書き込み、１フレーム分のデータを取得
する。次にこのデータは、ＭＰＵ（Ｐ１１）内部のＲＯ
Ｍに格納されている基準レベルと比較される。その際、
基準より高いエリアが全フレームの１／２以上だったら
冷陰極電子源の総電荷量が大きいと判断し、Ｄ／Ａ（Ｐ
１４）の高圧電圧制御の設定値を下げ、高圧電源部の出
力電圧を下げる事により冷陰極電子源の総電荷量を減少
させるように動作する。一方、ＭＰＵ（Ｐ１１）内部の
ＲＯＭに格納されている基準レベルより高いエリアが全
フレームの１／２以下だったら、冷陰極電子源の総電荷
量が小さいと判断し、Ｄ／Ａ（Ｐ１４）の高圧電圧制御
の設定値は標準の設定値に設定される（図８、図９、図
１０）。［実施形態３］実施形態３では、入力されたビデオ信号
の電圧レベルをそれぞれ積分処理したものと、基準レベ
ルと比較し、素子駆動電流源の設定値を制御する方法に
ついて図１１，図１２，図１３のブロック図及び図１
４、図１５、図１６、図１７のフローチャートを用いて
その例を示す。図１１，図１２，図１３の各部の詳細な
機能については実施形態１で既に述べている図１，図
２，図３の内容と類似するので、ここでは図１，図２，
図３と相違する点についてのみ説明する。

【００７１】ＲＧＢ各信号毎にビデオ検出部Ｐ４により
得られたビデオ信号の電圧値はＡ／Ｄ（Ｐ１５）でディ
ジタルデータに変換される。変換されたビデオ信号の電
圧値を示すディジタルデータは定電流源をスイッチする
ＰＷＭのパルス幅にほぼ比例している。一方、ＲＡＭ
（Ｐ８）にはＭＰＵ（Ｐ１１）により任意の固定パター
ンが記録される。このディジタルデータの値も又、定電
流源をスイッチするＰＷＭのパルス幅にほぼ比例してい
る。セレクタＰ９はこれらのディジタルデータを必要に
応じて切り替える。切り替えられたディジタルデータは
ＲＡｄｄｅｒ（Ｐ２３）、ＧＡｄｄｅｒ（Ｐ２
４）、ＢＡｄｄｅｒ（Ｐ２５）の各ブロックに取り込
まれる。取り込まれたデータは時間的に変化する信号と
なるので図１４のようにＰ２３〜Ｐ２５内の加算器を用
いて時間積分する。図１４では入力信号を右シフトする
事により、１／２にした信号データと、Ｐ２３〜Ｐ２５
の持つフレームメモリによって記憶された１フレーム前
の信号を同じく１／２したしデータとを足しあわせてい
る。これらのデータをＩ／Ｏ制御部Ｐ１３を介してＭＰ
Ｕ（Ｐ１１）へ取り込む。

【００７２】このデータをＭＰＵ（Ｐ１１）で基準値と
比較し、基準値より高いエリアが全体の１／２以上の場
合素子電流が大きいと判断し、ＩＦテーブルＲＯＭ（Ｐ
１２０２）に対しあらかじめ用意された素子電流Ｉｆを
少なくするようなＩｆデータを選択するようにＩｆテー
ブルＲＯＭを選択するか、ＭＰＵ（Ｐ１１）によりＩｆ
設定値を下げたＩｆデータをデータセレクタＰ１２０１
に送る。その結果、冷陰極素子に加わる定電流源の電流
が下がり、素子電流は低減される。又、比較した結果が
基準値より低い場合は標準の設定値をとるようにＩＦテ
ーブルＲＯＭ（Ｐ１２０２）及びデータセレクタＰ１２
０１を制御する。

【００７３】このようにして各信号（ＲＧＢ）毎に素子
駆動電流を制御する事により、冷陰極素子及び、蛍光体
の劣化を防止する事が可能となる（図１５、図１６、図
１７）。

【００７４】［実施形態４］実施形態４では、入力され
たビデオ信号の電圧レベルをＲ、Ｇ、Ｂそれぞれ積分し
た値と、基準レベル１とを比較し、更に、入力されたビ
デオ信号の電圧レベルをＲ、Ｇ、Ｂそれぞれ積分した値
を加算した値と、基準レベル２と比較し、どちらか一方
でも基準レベルを超えた場合、Ｒ、Ｇ、Ｂのゲインを調
整することにより冷陰極電子源の総電荷量を制御する。

【００７５】図１８は、この制御方法を説明するための
のフローチャートである。図１，図２，図３の各部の詳
細な機能については実施形態１で既に述べているのでこ
こでは省略する。

【００７６】ＲＧＢ各信号毎にビデオ検出部Ｐ４により
得られたビデオ信号の電圧値（ビデオ検出部Ｐ４におい
て１ライン分ピーク検出処理を行う）はＡ／Ｄ（Ｐ１
５）でディジタルデータに変換される。変換されたビデ
オ信号の電圧値を示すディジタルデータは定電流源をス
イッチするＰＷＭのパルス幅にほぼ比例している。この
データを各ライン毎にＭＰＵ（Ｐ１１）を介してデータ
メモリＰ１７に書き込み、１フレーム分のデータを取得
する。次にこのデータは、ＭＰＵ（Ｐ１１）内部のＲＯ
Ｍに格納されている基準レベル１と比較される。その
際、基準より高いエリアが全フレームの１／２以上だっ
たら冷陰極電子源の総電荷量が大きいと判断し、Ｄ／Ａ
（Ｐ１４）の高圧電圧制御の設定値を下げ、高圧電源部
の出力電圧を下げる事により冷陰極電子源の総電荷量を
減少させるように動作する。一方、ＭＰＵ（Ｐ１１）内
部のＲＯＭに格納されている基準レベル１より高いエリ
アが全フレームの１／２以下だったら、ＲＧＢのデータ
を加算（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）し、その結果と基準レベル２と比
較する。その際、基準より高いエリアが全フレームの１
／２以上だったら冷陰極電子源の総電荷量が大きいと判
断し、Ｄ／Ａ（Ｐ１４）の高圧電圧制御の設定値を下
げ、高圧電源部の出力電圧を下げる事により冷陰極電子
源の総電荷量を減少させるように動作する。一方、ＭＰ
Ｕ（Ｐ１１）内部のＲＯＭに格納されている基準レベル
２より高いエリアが全フレームの１／２以下だったら、
冷陰極電子源の総電荷量が小さいと判断し、Ｄ／Ａ（Ｐ
１４）の高圧電圧制御の設定値は標準の設定値に設定さ
れる（図１０）（表示パネルの構成と製造法）。

【００７７】次に、本発明を適用した画像表示装置の表
示パネルの構成と製造方法について、具体的な例を示し
て説明する。

【００７８】図１９は、実施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パネルの１部を切
り欠いて示している。

【００７９】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、たとえばフリット
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。

【００８０】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（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。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目的とした
表示装置においては、ｎ＝３０００，ｍ＝１０００以上
の数を設定することが望ましい。本実施形態において
は、ｎ＝３０７２，ｍ＝１０２４とした。）。前記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
分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。なお、マルチ電子ビー
ム源の製造方法や構造については、後で詳しく述べる。

【００８１】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート１００５にマルチ電子ビーム源の基板１００１を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１０
０１が十分な強度を有するものである場合には、気密容
器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板１０
０１自体を用いてもよい。

【００８２】図２０は、蛍光体の配置図である。フェー
スプレート１００７の下面には、蛍光膜１００８が形成
されている。本実施形態はカラー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、たとえば図２０（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１
０１０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。

【００８３】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図２０（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、たとえば図２０（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。

【００８４】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。

【００８５】また、蛍光膜１００８のリアプレート側の
面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１００９
を設けてある。メタルバック１００９を設けた目的は、
蛍光膜１００８が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜１００
８を保護する事や、電子ビーム加速電圧を印加するため
の電極として作用させる事や、蛍光膜１００８を励起し
た電子の導電路として作用させる事などである。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。

【００８６】また、本実施形態では用いなかったが、加
速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フ
ェースプレート基板１００７と蛍光膜１００８との間
に、たとえばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。

【００８７】また、Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙ
ｎおよびＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路と
を電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用
端子である。Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマルチ電子ビーム源の行
方向配線１００３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビー
ム源の列方向配線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。

【００８８】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０のマイナス７乗［Ｔ
ｏｒｒ］程度の真空度まで排気する。その後、排気管を
封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封
止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲ
ッター膜（不図示）を形成する。ゲッター膜とは、たと
えばＢａを主成分とするゲッター材料をヒーターもしく
は高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、
該ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は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。

【００８９】以上、本発明実施形態の表示パネルの基本
構成と製法を説明した。

【００９０】次に、前記実施形態の表示パネルに用いた
マルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本発
明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰
極素子を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷陰
極素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。したが
って、たと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。

【００９１】ただし、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。す
なわち、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。

【００９２】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。したがって、高
輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に用
いるには、最も好適であると言える。そこで、上記実施
形態の表示パネルにおいては、電子放出部もしくはその
周辺部を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子を用
いた。そこで、まず好適な表面伝導型放出素子について
基本的な構成と製法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ビーム源の
構造について述べる。

【００９３】（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。

【００９４】（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。

【００９５】図２１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、１１１３は通
電活性化処理により形成した薄膜である。

【００９６】基板１１０１としては、たとえば、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
述の各種基板上にたとえば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。

【００９７】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。たとえば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいは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、たと
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（たとえば印
刷技術）を用いて形成してもさしつかえない。

【００９８】素子電極１１０２と１１０３の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Ｌは通常は数百オングストローム
から数百マイクロメーターの範囲から適当な数値を選ん
で設計されるが、なかでも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ーより数十マイクロメータ
ーの範囲である。また、素子電極の厚さｄについては、
通常は数百オングストロームから数マイクロメーターの
範囲から適当な数値が選ばれる。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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、たとえば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，
Ａｕ，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，Ｃｅ
Ｂ₆，ＹＢ₄，ＧｄＢ₄，などをはじめとする硼化物
や、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，
などをはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈｆ
Ｎ，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。

【０１０３】以上述べたように、導電性薄膜１１０４を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
１０の３乗から１０の７乗［オーム／ｓｑ］の範囲に含
まれるよう設定した。

【０１０４】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２１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。

【０１０５】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２１においては模式的に示した。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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２１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１１
１３の一部を除去した素子を図示した。

【０１０９】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施形態においては以下のような素子を用いた。
すなわち、基板１１０１には青板ガラスを用い、素子電
極１１０２と１１０３にはＮｉ薄膜を用いた。素子電極
の厚さｄは１０００［オングストローム］、電極間隔Ｌ
は２［マイクロメーター］とした。

【０１１０】微粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰ
ｄＯを用い、微粒子膜の厚さは約１００［オングストロ
ーム］、幅Ｗは１００［マイクロメータ］とした。

【０１１１】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２２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
表記は前記図２１と同一である。

【０１１２】１）まず、図２２（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。

【０１１３】形成するにあたっては、あらかじめ基板１
１０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる（堆積する方法としては、
たとえば、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１１０
３）を形成する。

【０１１４】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を形成する。

【０１１５】形成するにあたっては、まず前記（ａ）の
基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理し
て微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッ
チングにより所定の形状にパターニングする。ここで、
有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を
主要元素とする有機金属化合物の溶液である（具体的に
は、本実施形態では主要元素としてＰｄを用いた。ま
た、実施形態では塗布方法として、ディッピング法を用
いたが、それ以外のたとえばスピンナー法やスプレー法
を用いてもよい。）。また、微粒子膜で作られる導電
性薄膜の成膜方法としては、本実施形態で用いた有機金
属溶液の塗布による方法以外の、たとえば真空蒸着法や
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。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】図２３には、通電方法をより詳しく説明す
るために、フォーミング用電源１１１０から印加する適
宜の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性
薄膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好
ましく、本実施形態の場合には同図に示したようにパル
ス幅Ｔ１の三角波パルスをパルス間隔Ｔ２で連続的に印
加した。その際には、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを、
順次昇圧した。また、電子放出部１１０５の形成状況を
モニターするためのモニターパルスＰｍを適宜の間隔で
三角波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流
計１１１１で計測した。

【０１１９】実施形態においては、たとえば１０のマイ
ナス５乗［ｔｏｒｒ］程度の真空雰囲気下において、た
とえばパルス幅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、モニターパルスＰｍを挿
入した。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがない
ように、モニターパルスの電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に
設定した。そして、素子電極１１０２と１１０３の間の
電気抵抗が１×１０の６乗［オーム］になった段階、す
なわちモニターパルス印加時に電流計１１１１で計測さ
れる電流が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。

【０１２０】なお、上記の方法は、本実施形態の表面伝
導型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば微
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。

【０１２１】４）次に、図２２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。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。具体的には、１０のマイナス４乗ないし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。

【０１２２】図２４は、通電活性化処理のための電圧波
形の一例を示す。本実施形態においては、一定電圧の矩
形波を定期的に印加して通電活性化処理を行ったが、具
体的には，矩形波の電圧Ｖａｃは１４［Ｖ］，パルス幅
Ｔ３は、１［ミリ秒］，パルス間隔Ｔ４は１０［ミリ
秒］とした。なお、上述の通電条件は、本実施形態の表
面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝
導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて
条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１２３】図２２の（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ーし、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２４（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。

【０１２４】なお、上述の通電条件は、本実施形態の表
面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝
導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて
条件を適宜変更するのが望ましい。以上のようにし
て、図２２（ｅ）に示す平面型の表面伝導型放出素子を
製造した。

【０１２５】（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。

【０１２６】図２５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。

【０１２７】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。し
たがって、前記図２１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、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１２０６には、たとえばＳｉＯ₂のような電気的に絶
縁性の材料を用いる。

【０１２８】図２６は、垂直型の表面伝導型放出素子の
製法を説明するための工程図であり、各部材の表記は前
記図２５と同一である。

【０１２９】１）まず、図２６（ａ）に示すように、基
板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１３０】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。

【０１３１】絶縁層は、たとえばＳｉＯ₂をスパッタ法
で積層すればよいが、たと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。

【０１３２】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。

【０１３３】４）次に、同図（ｄ）に示すように、絶縁
層の一部を、たと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。

【０１３４】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。

【０１３５】形成するには、前記平面型の場合と同じ
く、たとえば塗布法などの成膜技術を用いればよい。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２２（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。）。

【０１３６】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２２（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。）。

【０１３７】以上のようにして、図２６（ｆ）に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１３８】（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。

【０１３９】図２７には、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。

【０１４０】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。

【０１４１】第一に、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。

【０１４２】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。

【０１４３】第二に、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Ｉ
ｅの大きさを制御できる。

【０１４４】第三に、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。

【０１４５】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。た
と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、第一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Ｖｔ
ｈ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。

【０１４６】また、第二の特性かまたは第三の特性を利
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。

【０１４７】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造）次に、上述の表面伝導型放出素
子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電
子ビーム源の構造について述べる。

【０１４８】図２８は、前記図１９の表示パネルに用い
たマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上には、前
記図２１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。

【０１４９】図２９は、図２８のＡ−Ａ’に沿った断面
図である。

【０１５０】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。

【０１５１】図３０には、前記説明の表面伝導型放出素
子を電子ビーム源として用いたディスプレイパネルに、
たと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。

【０１５２】図中、２１００はディスプレイパネル、２
１０１はディスプレイパネルの駆動回路、２１０２はデ
ィスプレイコントローラ、２１０３はマルチプレクサ、
２１０４はデコーダ、２１０５は入出力インターフェー
ス回路、２１０６はＣＰＵ、２１０７は画像生成回路、
２１０８および２１０９および２１１０は画像メモリー
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、
たと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ー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
を説明してゆく。

【０１５３】まず、ＴＶ信号受信回路２１１３は、たと
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、た
とえば、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（たとえばＭＵＳＥ方式をはじめ
とするいわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素数化
に適した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好
適な信号源である。ＴＶ信号受信回路２１１３で受信さ
れたＴＶ信号は、デコーダ２１０４に出力される。

【０１５４】また、ＴＶ信号受信回路２１１２は、たと
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。

【０１５５】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。

【０１５６】また、画像入力インターフェース回路２１
１１は、たとえば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２１０
４に出力される。

【０１５７】また、画像メモリーインターフェース回路
２１１０は、ビデオテープレコーダー（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。

【０１５８】また、画像メモリー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。

【０１５９】また、画像メモリー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２
１０４に出力される。

【０１６０】また、入出力インターフェース回路２１０
５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ーなどの出力装
置とを接続するための回路である。画像データや文字・
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。

【０１６１】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、たと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ーや、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出し専
用メモリーや、画像処理を行うためのプロセッサーなど
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。

【０１６２】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
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ーに出力するこ
とも可能である。

【０１６３】また、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。

【０１６４】たとえば、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（たと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。

【０１６５】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ーをアクセスして画像データ
や文字・図形情報を入力する。

【０１６６】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よい。たとえば、
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よ
い。

【０１６７】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、たとえば数値計算などの作業を外部
機器と協同して行ってもよい。

【０１６８】また、入力部２１１４は、前記ＣＰＵ２１
０６に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなど
を入力するためのものであり、たと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。

【０１６９】また、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ーを備えるのが望ま
しい。これは、たとえばＭＵＳＥ方式をはじめとして、
逆変換するに際して画像メモリーを必要とするようなテ
レビ信号を扱うためである。また、画像メモリーを備え
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と協同し
て画像の間引き、補間、拡大、縮小、合成をはじめとす
る画像処理や編集が容易に行えるようになるという利点
が生まれるからである。

【０１７０】また、マルチプレクサ２１０３は、前記Ｃ
ＰＵ２１０６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
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。

【０１７１】また、ディスプレイパネルコントローラ２
１０２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。

【０１７２】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、たと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。

【０１７３】また、ディスプレイパネルの駆動方法に関
わるものとして、たとえば画面表示周波数や走査方法
（たと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。

【０１７４】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。

【０１７５】また、駆動回路２１０１は、ディスプレイ
パネル２１００に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ２１０３から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ２１
０２より入力される制御信号に基づいて動作するもので
ある。

【０１７６】以上、各部の機能を説明したが、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２１００に表示することが可能で
ある。

【０１７７】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
イパネルコントローラ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２１００に駆動信
号を印加する。

【０１７８】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。

【０１７９】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、たとえば拡大、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
る画像編集を行うことも可能である。また、本実施形態
の説明では特に触れなかったが、上記画像処理や画像編
集と同様に、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よい。

【０１８０】したがって、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。

【０１８１】なお、図２０は、表面伝導型放出素子を電
子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示装置
の構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定される
ものでないことは言うまでもない。たとえば、図２０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よい。たとえ
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。

【０１８２】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルが
容易に薄形化できるため、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
出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは大画
面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本
表示装置は臨場感にあふれ迫力に富んだ画像を視認性良
く表示することが可能である。

【０１８３】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、各色毎に
冷陰極電子源の総電荷量を制御できるため、冷陰極素子
及び蛍光体の劣化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１のＳＥＤパネルの駆動回路
のブロック図である。

【図２】本発明の実施形態１のＳＥＤパネルの駆動回路
のブロック図である。

【図３】本発明の実施形態１のＳＥＤパネルの駆動回路
のブロック図である。

【図４】本発明の実施形態１のＳＥＤパネルの駆動回路
のタイミング図である。

【図５】本発明の実施形態１のＲビデオ信号によりＲＧ
Ｂゲインを制御するフローチャートである。

【図６】本発明の実施形態１のＧビデオ信号によりＲＧ
Ｂゲインを制御するフローチャートである。

【図７】本発明の実施形態１のＢビデオ信号によりＲＧ
Ｂゲインを制御するフローチャートである。

【図８】本発明の実施形態２のＲビデオ信号により高圧
を制御するフローチャートである。

【図９】本発明の実施形態２のＧビデオ信号により高圧
を制御するフローチャートである。

【図１０】本発明の実施形態２のＢビデオ信号により高
圧を制御するフローチャートである。

【図１１】本発明の実施形態２のＲＧＢビデオ信号によ
り定電流源の電流値を制御するＳＥＤパネルの駆動回路
のブロック図である。

【図１２】本発明の実施形態２のＲＧＢビデオ信号によ
り定電流源の電流値を制御するＳＥＤパネルの駆動回路
のブロック図である。

【図１３】本発明の実施形態２のＲＧＢビデオ信号によ
り定電流源の電流値を制御するＳＥＤパネルの駆動回路
のブロック図である。

【図１４】本発明の実施形態３のＲ、Ｇ、Ｂ時間積分回
路である。

【図１５】本発明の実施形態３のＲビデオ信号により定
電流源の設定値を制御するフローチャートである。

【図１６】本発明の実施形態３のＧビデオ信号により定
電流源の設定値を制御するフローチャートである。

【図１７】本発明の実施形態３のＢビデオ信号により定
電流源の設定値を制御するフローチャートである。

【図１８】本発明の実施形態４のＲＧＢのビデオ信号に
よりＲＧＢゲインを制御するフローチャートである。

【図１９】本発明の実施形態である画像表示装置の、表
示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図２０】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２１】実施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２２】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２３】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形で
ある。

【図２４】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ），
放出電流Ｉｅの変化（ｂ）を示す図である。

【図２５】実施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２６】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２７】実施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である。

【図２８】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基板
の平面図である。

【図２９】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基板
の一部断面図である。

【図３０】本発明の実施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３１】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３２】従来知られたＦＥ型素子の一例を示す図であ
る。

【図３３】従来知られたＭＩＭ型素子の一例を示す図で
ある。

【図３４】発明者らが試みた、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。

【符号の説明】

Ｐ１ＮＴＳＣ−ＲＧＢデコーダ；Ｐ２タイミング発生部；Ｐ３アナログ処理部；Ｐ４ビデオ検出部；Ｐ５ローパスフィルタ；Ｐ６Ａ／Ｄコンバータ；Ｐ７逆γテーブル；Ｐ８ＲＡＭ；Ｐ９セレクタ；Ｐ１０ラインメモリ；Ｐ１１マイコン；Ｐ１２ラムコントロラー；Ｐ１３Ｉ／Ｏ制御部；Ｐ１４Ｄ／Ａコンバータ；Ｐ１５ビデオ検出用Ａ／Ｄコンバータ；Ｐ１６シリアル通信インターフェイス；Ｐ１７データメモリ；Ｐ１８ユーザースイッチ；Ｐ１９Ｙドライバ制御タイミング発生部；Ｐ２０Ｘドライバ制御タイミング発生部；Ｐ２１ラインメモリ制御部；Ｐ２２データラッチ；Ｐ２３ＲＡＤＤＥＲ；Ｐ２４ＧＡＤＤＥＲ；Ｐ２５ＢＡＤＤＥＲ；Ｐ３０高圧電源部；Ｐ１００１Ｘ，Ｙドライバタイミング発生部；Ｐ１００２Ｙシフトレジスタ；Ｐ１００３プリドライバ；Ｐ１００４ＦＥＴ；Ｐ１００５ −ＶＳＳレギュレータ；Ｐ１００６トランジスタ；Ｐ１００７ダイオード；Ｐ１００８Ｖｕｓｏレギュレータ；Ｐ１１０１輝度データ用シフトレジスタ；Ｐ１１０２ＰＷＭジェネレータ；Ｐ１１０３電流値設定用Ｄ／Ａコンバータ；Ｐ１１０４スイッチ；Ｐ１１０５電圧制御用ダイオード；Ｐ１１０６電圧制御設定用レギュレータ；Ｐ１１０７電流値設定用シフトレジスタ；Ｐ１２０１データセレクタ；Ｐ１２０２Ｉｆ（素子電流）テーブルＲＯＭ；Ｐ２０００表示パネル；Ｐ２００１素子；Ｐ２００２Ｙ選択電極；Ｐ２００３Ｘ選択電極；ｃｃ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C036 EE02 EE19 EF06 EF09 EG48 EH26 5C080 AA18 BB05 CC03 DD03 DD29 EE29 EE30 FF12 GG02 GG07 GG08 GG09 GG12 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06 JJ07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３原色信号Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の各信号毎にそれぞれ映像信号を検出する検出手
段と、検出された信号を処理する処理手段と、前記３原
色信号レベルと基準レベルを比較する比較手段と、冷陰
極電子源とを有する画像表示装置であって、前記３原色信号の内のいずれかの信号レベルが基準レベ
ルより高い場合には、前記冷陰極電子源からの放出電荷
量を所定値以下に制御することを特徴とする画像表示装
置。
【請求項２】３原色信号Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の各信号毎にそれぞれ映像信号を検出する検出手
段と、検出された信号を処理する処理手段と、前記３原
色信号レベルと基準レベルを比較する比較手段と、冷陰
極電子源とを有する画像表示装置であって、前記３原色信号の内のすべての信号レベルが基準レベル
より高い場合には、前記冷陰極電子源からの放出電荷量
を所定値以下に制御することを特徴とする画像表示装
置。
【請求項３】前記検出手段は、積分手段であることを
特徴とする請求項１、２のいずれか一つに記載された画
像表示装置。
【請求項４】前記処理手段は、ピーク検出手段である
ことを特徴とする請求項１、２のいずれか一つに記載さ
れた画像表示装置。
【請求項５】前記放出電荷量を、ビデオ回路のコント
ラスト増幅器の増幅度によって制御することを特徴とす
る請求項１、２のいずれか一つに記載された画像表示装
置。
【請求項６】前記放出電荷量を、陽極電圧によって制
御することを特徴とする請求項１、２のいずれか一つに
記載された画像表示装置。
【請求項７】前記放出電荷量を、前記冷陰極源を駆動
する電流によって制御することを特徴とする請求項１、
２のいずれか一つに記載された画像表示装置。