JP2000260358A

JP2000260358A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2000260358A
Application number: JP11057044A
Authority: JP
Inventors: Shuki Ando; 宗棋安藤; Hideaki Mitsutake; 英明光武
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】放電の生じにくい画像表示装置の実現。【解決手段】行配線端子と列配線端子と加速電圧端子
をパネルの各辺に好適に配置することにより放電を抑制
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元平面上に画
像信号を表示する画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子線を利用して画像を表示する画像表
示装置としては、CRTが従来から広く用いられてきた。

【０００３】一方、近年になって液晶を用いた平板型表
示装置が、CRTに替わって、普及してきたが、自発光型
でないため、バックライトを持たなければならない等の
問題点があり、自発光型の表示装置の開発が、望まれて
きた。自発光型表示装置としては、最近ではプラズマデ
ィスプレイが商品化され始めているが、従来のCRTとは
発光の原理が異なり、画像のコントラストや、発色の良
さなどでCRTと比べるとやや劣ると言わざるを得ないの
が現状である。電子放出素子を複数配列し、これを平板
型画像表示装置に用いれば、CRTと同じ品位の発光を得
られることが期待され、多くの研究開発が行われてき
た。例えば特開平4-163833号公報には、線状熱陰極と、
複雑な電極構体を真空容器に内包した平板型電子線画像
表示装置が開示されている。一般的に、このような真空
容器を表示する方法としては、電子源が表示されたガラ
ス製のリアプレートと画像表示部材が表示されたガラス
製のフェースプレートと両者を枠を介して封着材により
気密封着されたものや両者のパネル間隔が狭い場合に
は、封着材のみで気密封着されたものが知られている。
封着材には、低融点ガラス材料が用いられこの材料を軟
化させるために４００度程度の高温度まで、昇温させる
プロセスを経る。この際、フェース及びリアプレート、
及び真空パネルを構成するために必要な大気圧支持スペ
ーサや後述するアノード端子など各種構成部材も同時に
高温度下にさらされる。これらの工程を経て作製された
封着パネル内部を真空化プロセスにより、真空処理を行
い真空容器を表示する。そして、外部駆動回路とリアプ
レート側に表示した取り出し配線とを電気的に接続する
工程の後、パネルを筐体内部に組み込み画像表示装置と
して完成させる。

【０００４】このようにして表示された電子線を用いた
画像表示装置においては、２枚のガラスの間（電子源が
形成されたリアプレートと画像形成部材が表示されたフ
ェースプレート）に電子を加速するための数KV〜２０ｋ
Ｖ程度の電圧を印加している状態で、外部信号処理回路
からリアプレートの取り出し配線を通じて画像信号を与
えて所望の位置の電子を放出させ、２枚のガラスの間で
の電位差により電子は加速されフェースプレートの画像
形成部材を発光させて、画像として得るものである。上
述した電圧は、画像形成部材として通常の蛍光体を用い
る場合、好ましい色の発光を得るためには、できるだけ
高くすることが好ましく、少なくとも数ｋＶ程度である
ことが望ましい。上述の画像形成部材に数ｋＶ程度の電
圧を供給するために、放電や高電圧に対して配慮された
電圧供給端子の接続構造が求められる。

【０００５】このような画像表示装置には、画像表示部
材に高圧を供給するアノード取り出し部を備える構造を
有している。例えば特開平10-326581に記載されている
アノード端子の構造では、画像表示装置の高圧発生電源
より供給される高電圧を高圧ケーブルにて、リアプレー
ト側のアノード取り出し部へ供給し、導入線を通して、
フェースプレートに形成された画像形成部材から引き出
された配線と接続してフェースプレートの画像形成部材
に供給している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の画像表示装置で
は低電圧である素子駆動信号と高電圧である加速電圧
の、両方を扱う事が必要である。高電圧は放電により装
置寿命の短縮化をもたらす可能性があるので、放電や感
電が起こり難いような装置構造が望ましい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点に鑑み
てなされたもので、以下の特徴を備える。すなわち、２
次元平面上に画像信号を表示する画像表示装置であっ
て、薄型の容器と前記容器の表側または裏側の容器内に
配置された複数の行配線および列配線と前記行配線と電
気的に接続され容器外に配置された電極または端子であ
る行配線端子と前記列配線と電気的に接続され容器外に
配置された電極または端子である列配線端子と前記行配
線端子に接続された前記行配線に電圧を印可する走査駆
動手段と前記列配線端子に接続された前記列配線に電圧
を印可する変調駆動手段と前記行配線および列配線を介
して容器内にマトリクス上に配置された複数の電子放出
素子と前記電子放出素子から放出された電子ビームを加
速するための加速電極と前記加速電極と電気的に接続さ
れ容器外に配置された電極または端子である加速電圧端
子と前記加速電圧端子に接続された前記加速電極に前記
加速電圧を印可する加速電圧発生手段とを有し、前記列
配線端子は、前記容器の上下左右の辺のうちの１辺また
はその付近に配置され前記行配線端子は、前記容器の前
記列配線端子が配置されている辺と直行する２辺の両方
の辺またはその付近に配置され前記加速電圧端子は、前
記行配線端子および前記列配線端子の配置されている３
辺以外の辺またはその付近に配置されている事を特徴と
する。

【０００８】ここでいう端子とは、行配線もしくは列配
線もしくは加速電極の延長部であってもよい。

【０００９】請求項１によれば、低電圧用端子と高電圧
用端子が離れた位置に配置されることにより放電耐圧が
向上する。

【００１０】請求項１によれば、低電圧用端子と高電圧
用端子が離れた位置に配置されることにより装置の組み
立てが容易になる。

【００１１】請求項４および６によれば、走査駆動手
段、変調駆動手段、加速電圧発生手段のそれぞれを対応
する端子の近くに配置する事ができる。

【００１２】請求項４によれば、高電圧用配線が最短距
離で配線される。

【００１３】請求項６によれば、走査および変調信号用
配線が最短距離で配線される。

【００１４】請求項５によれば、質量の大きい電源部を
画像表示装置の下方に配置する事ができる。

【００１５】請求項７によれば、行配線に流れる電流が
両側に分散され、行配線の部分的な電圧降下が小さくな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は第１の実施例
における表示パネルのリアプレート側のコネクタの配置
を示す図である。１は真空封止された表示パネルであ
る。表示パネルの詳しい構造および製造方法は後述す
る。２は列配線端子となるフレキシブルケーブルおよび
コネクタである。３は行配線端子となるフレキシブルケ
ーブルおよびコネクタである。４は加速電圧端子であ
る。

【００１７】図２は表示パネル１に制御部、駆動部、電
源部等を実装した場合の配置図である。５は変調駆動部
である。６は走査駆動部である。７は加速電圧発生部で
ある。８は装置全体の制御部である。９は加速電圧用配
線である。１０は装置の電源部である。

【００１８】図７は加速電圧端子４の取り付け構造およ
び行配線、列配線、加速電極との位置関係を示す図であ
る。１０１はリアプレートで、表示パネル１の裏面の構
造部材である。１１１はフェイスプレートで、表示パネ
ル１の表面の構造部材である。１０４は支持枠であり、
フェイスプレート１１１とリアプレート１０１を支持す
る構造部材である。１３１は加速電圧を供給するケーブ
ルである。１１６は加速電圧端子である。１３２はゴム
キャップである。１２２はリアプレートに開けられた貫
通穴である。１２１は加速電圧端子領域を支持する中空
部材である。１２０は加速電圧の取り出し配線である。
１１２は加速電極であり、フェイスプレート１１１上に
形成されており、取り出し配線１２０を通じて加速電圧
端子１１６と電気的に接続されている。１０２は電子源
領域であり、行配線、列配線、電子源が配置されてお
り、リアプレート１０１上に形成されている。

【００１９】図６は画像を表示するための処理の流れを
示すブロック図である。３１は映像入力部である。３２
はA/Dコンバート部である。３３はタイミング制御部で
ある。３４は信号処理部である。Ｓ１は入力された複合
映像信号である。Ｓ２は同期分離された映像信号であ
る。Ｓ３は複合映像信号Ｓ１から分離された同期信号で
ある。Ｓ４はデジタル化された映像信号である。Ｓ５は
変調信号である。Ｓ６は変調駆動部に対するタイミング
信号である。Ｓ７は走査信号である。Ｓ８は走査駆動部
に対するタイミング信号である。Ｓ８は加速電圧であ
る。

【００２０】映像信号入力部３１は複合映像信号Ｓ１を
入力し、映像信号Ｓ２と同期信号Ｓ３に分離する。Ａ／
Ｄコンバート部３２は映像信号Ｓ２をデジタル化しデジ
タル映像信号Ｓ４を出力する。タイミング制御部３３は
同期信号Ｓ３を基に、装置全体の動作タイミング信号を
出力する。映像信号処理部３４はデジタル映像信号Ｓ４
を処理し、走査信号Ｓ７および変調信号Ｓ５を出力す
る。走査駆動部６は走査タイミング信号Ｓ８と走査信号
Ｓ７に従い、行配線端子３を経由して、表示パネル１の
行配線を±１０Ｖ以下の低電圧で駆動する。変調駆動部
は変調タイミング信号Ｓ６と変調信号Ｓ５に従い、列配
線端子２を経由して表示パネル１の列配線を±１０Ｖ以
下の低電圧で駆動する。加速電圧発生部７は、高電圧を
発生し、表示パネル１に加速電圧Ｓ８を供給する。表示
パネル１の不図示の行配線と列配線の交点には不図示の
電子源が配置されており、行配線と列配線の単純マトリ
ックス駆動により電子ビームが発生し、表示パネル１内
の不図示の蛍光体を発光させて画像を表示する。表示パ
ネル１の構造および電子源の詳細については後述する。

【００２１】加速電圧発生手段７の高電圧発生方法とし
ては、フライバック方式あるいはフォワードコンバータ
方式等が用いられる。

【００２２】行配線端子３は表示パネル１内の不図示の
行配線の両側に接続されており、２組の走査駆動部６に
よって全く同じ信号によって駆動される。こうする事に
より、行配線に流れる電流が両側に分散され、行配線の
部分的な電圧降下が小さくなる。

【００２３】この装置の内、加速電圧端子４、電源部
７、加速電圧用配線９は数ＫＶ〜２０ＫＶ程度の高電圧
部、その他の部分は５Ｖ〜１５Ｖ程度の低電圧部であ
る。高圧部と低圧部との距離Ｌは、1mm/KV以上離れてい
る事が放電耐圧による安全上は望ましい。図２のように
各部をレイアウトする事により低電圧部と高電圧部の距
離Ｌを容易に20mm以上離して配置する事が可能となり、
放電耐圧が向上し装置の安全性が高まる。

【００２４】さらに、高電圧部は高電圧発生回路による
ノイズの輻射が大きいため、装置の制御部８や駆動部
５、６などの低電圧部を、高電圧部より離れた場所に配
置可能となり、高電圧部の輻射ノイズによる回路の誤動
作の可能性も低減できた。

【００２５】図８は表示パネル１のリアプレート１０１
を正面から見た図である。この図では不図示のフレキシ
ブルケーブル２、３は列配線１０５、行配線１０６の端
の電極部にＡＣＦによって熱圧着接続される。リアプレ
ートにおいても、列配線１０５、行配線１０６、不図示
の電子源等からなる低電圧部の電子源領域１０２と高電
圧部の加速電圧端子の中空部１２２との間の距離Ｌは0.
5mm/KV以上離れている事が放電耐圧による安全上あるい
は表示パネル１の性能維持のためには望ましく、1mm/KV
以上離れていればさらに望ましい。行配線端子、列配線
端子、加速電圧端子を図１のように配置する事によっ
て、図８に示すように低電圧部の電子源領域と高電圧部
の加速電圧端子の中空部１２２を容易に20mm以上離して
配置する事が可能となり、表示パネル１内部での放電耐
圧が向上して、装置の安全性が高まるとともにパネルの
性能を長時間維持する事が容易となる。

【００２６】（表示パネルの構成と製造法）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法
について、具体的な例を示して説明する。

【００２７】図９は、実施例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。

【００２８】図中、１００５はリアプレ−ト、１００６
は側壁、１００７はフェ−スプレ−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。

【００２９】リアプレ−ト１００５には、基板１００１
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１００２
がＮｘＭ個形成されている。（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。本実施例においては、
Ｎ＝３０７２，Ｍ＝１０２４とした。）前記ＮｘＭ個の
冷陰極素子は、Ｍ本の行方向配線１００３とＮ本の列方
向配線１００４により単純マトリクス配線されている。
前記、１００１〜１００４によって構成される部分をマ
ルチ電子ビ−ム源と呼ぶ。なお、マルチ電子ビ−ム源の
製造方法や構造については、後で詳しく述べる。

【００３０】本実施例においては、気密容器のリアプレ
−ト１００５にマルチ電子ビ−ム源の基板１００１を固
定する構成としたが、マルチ電子ビ−ム源の基板１００
１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−トとしてマルチ電子ビ−ム源の基板１００
１自体を用いてもよい。

【００３１】また、フェ−スプレ−ト１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施例はカラ
−表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分にはＣＲ
Ｔ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１０
の（Ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍
光体のストライプの間には黒色の導電体１０１０が設け
てある。黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子ビ
−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−ムによる蛍光膜の
チャ−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。

【００３２】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図１０（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１０（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。

【００３３】なお、モノクロ−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。

【００３４】また、蛍光膜１００８のリアプレ−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−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−スプレ−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。

【００３５】また、本実施例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
−スプレ−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。

【００３６】また、Ｄx1〜ＤxmおよびＤy1〜Ｄyn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−ム源の行方向配線１０
０３と、Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子ビ−ム源の列方向配線
１００４と、Ｈｖはフェ−スプレ−トのメタルバック１
００９と電気的に接続している。

【００３７】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−膜（不図示）を形成する。ゲッタ−膜とは、たと
えばＢａを主成分とするゲッタ−材料をヒ−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−膜の吸着作用により気密容器内は１ｘ１０マ
イナス５乗ないしは１ｘ１０マイナス７乗〔Ｔｏｒｒ〕
の真空度に維持される。

【００３８】以上、本発明実施例の表示パネルの基本構
成と製法を説明した。

【００３９】次に、前記実施例の表示パネルに用いたマ
ルチ電子ビ−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−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Ｍ
ＩＭ型などの冷陰極素子を用いることができる。

【００４０】図１１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１
１０３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５は
通電フォ−ミング処理により形成した電子放出部、１１
１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【００４１】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。

【００４２】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Ｉｎ2 Ｏ3 −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
−、エッチングなどのパタ−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。

【００４３】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−ム
から数百マイクロメ−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−タ−より数十マイクロメ−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−ムから数マイクロメ−タ−の
範囲から適当な数値が選ばれる。

【００４４】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。

【００４５】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロ−ムから数千オングストロ−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−ムから２００オングストロ−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−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−ムから数千オングストロ−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−ムから５００オングストロ−ムの間である。

【００４６】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 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＰｂＯ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，などをはじ
めとする酸化物や、ＨｆＢ2 ，ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6 ，Ｃ
ｅＢ6 ，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−ボン、などがあげられ、こ
れらの中から適宜選択される。

【００４７】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−ト抵抗値については、
１０の３乗から１０の７乗〔オ−ム／ｓｑ〕の範囲に含
まれるよう設定した。

【００４８】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１１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。

【００４９】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−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−ムから数百オングストロ−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１１においては模式的に示した。

【００５０】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−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。

【００５１】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−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
−ム〕以下とするが、３００〔オングストロ−ム〕以下
とするのがさらに好ましい。

【００５２】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１１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。

【００５３】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施例においては以下のような素子を用いた。

【００５４】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−
ム〕、電極間隔Ｌは２〔マイクロメ−タ−〕とした。

【００５５】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
−ム〕、幅Ｗは１００〔マイクロメ−タ〕とした。

【００５６】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１２の（ａ）〜（ｄ）
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１１と同一である。１）
まず、図１２（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。

【００５７】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−・エッチング技術を用いてパタ−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。２）次に、同図（ｂ）に示すように、
導電性薄膜１１０４を形成する。

【００５８】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−・エッ
チングにより所定の形状にパタ−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、本実施例では主要元素としてＰｄを用いた。ま
た、実施例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−法やスプレ−法を
用いてもよい。）

【００５９】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、本実施例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。
３）次に、同図（ｃ）に示すように、フォ−ミング用電
源１１１０から素子電極１１０２と１１０３の間に適宜
の電圧を印加し、通電フォ−ミング処理を行って、電子
放出部１１０５を形成する。

【００６０】通電フォ−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。

【００６１】通電方法をより詳しく説明するために、図
１３に、フォ−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−ミングする場合には、パルス状の電圧が好ま
しく、本実施例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。

【００６２】実施例においては、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１
０〔ミリ秒〕とし、波高値Ｖｐｆを１パルスごとに０．
１〔Ｖ〕ずつ昇圧した。そして、三角波を５パルス印加
するたびに１回の割りで、モニタ−パルスＰｍを挿入し
た。フォ−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１ｘ１０の６乗〔オ−ム〕になった段階、すなわ
ちモニタ−パルス印加時に電流計１１１１で計測される
電流が１ｘ１０のマイナス７乗〔Ａ〕以下になった段階
で、フォ−ミング処理にかかわる通電を終了した。

【００６３】なお、上記の方法は、本実施例の表面伝導
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ればよい。４）次に、図１２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。

【００６４】通電活性化処理とは、前記通電フォ−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。

【００６５】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−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−ム〕以下、より好ましくは３００〔オ
ングストロ−ム〕以下である。

【００６６】通電方法をより詳しく説明するために、図
１４の（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。本実施例においては、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、本実施例
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。

【００６７】図１２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−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−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１１
１２の動作を制御する。電流計１１１６で計測された放
出電流Ｉｅの一例を図１４（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。

【００６８】なお、上述の通電条件は、本実施例の表面
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。

【００６９】以上のようにして、図１２（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【００７０】次に表示装置に用いた素子の特性について
述べる。

【００７１】図１５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−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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビ−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−ム源の構造について述べる。

【００８０】図１６に示すのは、前記図１００の表示パ
ネルに用いたマルチ電子ビ−ム源の平面図である。基板
上には、前記図１１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１０
０３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。

【００８１】図１６のＡ−Ａ’に沿った断面を、図１７
に示す。

【００８２】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−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。

【００８３】（第２の実施例）第１の実施例において、
各コネクタに直接駆動部および電源部を接続する場合も
ほぼ同様の構成で実現できる。

【００８４】図３は第２の実施例における表示パネルの
コネクタの配置を示す図である。１は真空封止された表
示パネルである。１２は列配線端子となる表示パネルに
直付けされたコネクタである。１３は行配線端子となる
表示パネルに直付けされたコネクタである。４は加速電
圧端子である。

【００８５】図４は表示パネル１に制御部、駆動部、電
源部等を実装した場合の配置図である。５は変調駆動部
である。６は走査駆動部である。７は加速電圧発生部を
含む電源部である。８は装置全体の制御部である。

【００８６】実施例１で述べた安全上望ましい高圧部と
低圧部との距離（高圧部と低圧部が20mm以上離れてい
る）を満たしていれば、図に示したように加速電圧端子
４は必ずしも表示パネル１の辺の中央に配置される必要
はない。この実施例では示していないが、同様に列配線
端子１２および行配線端子１３も辺のどの部分に配置さ
れてもよい。

【００８７】その他装置の動作等は第１の実施例と同様
である。

【００８８】（第３の実施例）本発明を縦形の表示装置
に適用する場合もほぼ同様の構成で実現できる。

【００８９】電源部１０を装置の下方に配置する事によ
って、装置内のレイアウトが多少変化している他は第２
の実施例と同様である。

【００９０】（第４の実施例）以上表面伝導型電子放出
素子を用いた表示パネルについての実施例を述べてきた
が、ＦＥ型およびＭＩＭ型を用いた表示パネルを用いた
表示装置においても同様な手法によって本発明を適用す
る事が可能である。

【００９１】上述した各実施例によれば、高圧放電が起
こり難くなる。

【００９２】また電気的なノイズの影響を受け難くな
り、装置の性能が向上する。

【００９３】また装置内の配線長が短くなり、装置の組
み立てが容易になる。

【００９４】また装置の重心が下方になり、設置の自由
度が増す。

【００９５】また装置の組み立てが容易になり、製造コ
ストが低くなる。

【００９６】また表示素子に印可される電圧が安定し、
装置の表示品質が向上する。

【００９７】

【発明の効果】好適な画像表示装置を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における表示パネルの配置を示す
図

【図２】第１の実施例における表示パネルに各制御部を
実装したときの配置を示す図

【図３】第２の実施例における表示パネルの配置を示す
図

【図４】第２の実施例における表示パネルに各制御部を
実装したときの配置を示す図

【図５】第２の実施例における表示パネルに各制御部を
実装したときの配置を示す図

【図６】信号の流れを示すブロック図

【図７】配線と電極との位置関係を示す図

【図８】表示パネルのリアプレートの正面図

【図９】本発明の実施例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

【図１０】表示パネルのフェ−スプレ−トの蛍光体配列
を例示した平面図

【図１１】実施例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）

【図１２】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図

【図１３】通電フォ−ミング処理の際の印加電圧波形

【図１４】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）

【図１５】実施例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１６】実施例で用いたマルチ電子ビ−ム源の基板の
平面図

【図１７】実施例で用いたマルチ電子ビ−ム源の基板の
一部断面図

【符号の説明】

１表示パネル２列配線端子となるフレキシブルケーブルおよびコネ
クタ３行配線端子となるフレキシブルケーブルおよびコネ
クタ４加速電圧端子５変調駆動部６走査駆動部７加速電圧発生部８制御部９加速電圧用配線１０装置全体の電源部１２列配線端子となるコネクタ１３行配線端子となるコネクタ３１信号入力部３２Ａ／Ｄコンバータ３３タイミング制御部３４信号処理部Ｓ１入力された複合映像信号Ｓ２同期分離された映像信号Ｓ３映像信号から分離された同期信号Ｓ４デジタル化された映像信号Ｓ５変調信号Ｓ６変調駆動部のタイミング信号Ｓ７走査信号Ｓ８走査駆動部のタイミング信号Ｓ９加速電圧

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄型の容器と前記容器の表側または裏側
の容器内に配置された複数の行配線および列配線と、前
記行配線と電気的に接続され容器外に配置された電極ま
たは端子である行配線端子と、前記列配線と電気的に接
続され容器外に配置された電極または端子である列配線
端子と、前記行配線端子に接続された前記行配線に電圧
を印可する走査駆動手段と、前記列配線端子に接続され
た前記列配線に電圧を印可する変調駆動手段と、前記行
配線および列配線を介して容器内にマトリクス上に配置
された複数の電子放出素子と、前記電子放出素子から放
出された電子ビームを加速するための加速電極と、前記
加速電極と電気的に接続され容器外に配置された電極ま
たは端子である加速電圧端子と、前記加速電圧端子に接
続された前記加速電極に前記加速電圧を印可する加速電
圧発生手段と、を有し、前記列配線端子は、前記容器の
上下左右の辺のうちの１辺またはその付近に配置され、
前記行配線端子は、前記容器の前記列配線端子が配置さ
れている辺と交叉する２辺の両方の辺またはその付近に
配置され、前記加速電圧端子は、前記行配線端子および
前記列配線端子の配置されている３辺以外の辺またはそ
の付近に配置されている事を特徴とする画像表示装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像表示装置であっ
て、前記行配線端子は前記容器の左右方向の辺またはそ
の付近に配置されている画像表示装置。
【請求項３】請求項１もしくは２に記載の画像表示装
置であって、前記列配線端子は前記容器の上方向の辺ま
たはその付近に配置され前記加速電圧端子は前記容器の
下方向の辺またはその付近に配置されている画像表示装
置。
【請求項４】請求項１乃至３いずれかに記載の画像表
示装置であって、前記加速電圧発生手段が前記加速電圧
端子の付近に配置されている画像表示装置。
【請求項５】請求項１乃至４いずれかに記載の画像表
示装置であって、前記加速電圧発生手段が前記画像表示
装置の下方に配置されている画像表示装置。
【請求項６】請求項１乃至５いずれかに記載の画像表
示装置であって、前記走査駆動手段が前記行配線端子の
付近に配置され前記変調駆動手段が前記列配線端子の付
近に配置されている画像表示装置。
【請求項７】請求項１乃至６いずれかに記載の画像表
示装置であって、前記走査駆動手段と前記行配線端子と
の間および前記変調駆動手段と前記列配線端子との間の
配線にフレキシブルケーブルを用いる画像表示装置。
【請求項８】請求項１乃至７いずれかに記載の画像表
示装置であって、前記走査駆動手段を２組有し前記行配
線を両側から同じ駆動信号によって駆動する画像表示装
置。
【請求項９】請求項１乃至８いずれかに記載の画像表
示装置であって、前記容器は２枚のプレートを張り合わ
せた構造の真空封止容器である画像表示装置。
【請求項１０】請求項１乃至９いずれかに記載の画像
表示装置であって、前記電子放出素子は表面伝導型放出
素子である画像表示装置。
【請求項１１】請求項１乃至９いずれかに記載の画像
表示装置であって、前記電子放出素子はFE型である画像
表示装置。
【請求項１２】請求項１乃至９いずれかに記載の画像
表示装置であって、前記電子放出素子はMIM型である画
像表示装置。