JP2000310970A - 画像表示装置及び前記装置の制御方法とテレビジョン装置及びコンピュータディスプレイ装置 - Google Patents

画像表示装置及び前記装置の制御方法とテレビジョン装置及びコンピュータディスプレイ装置

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JP2000310970A JP11116337A JP11633799A JP2000310970A JP 2000310970 A JP2000310970 A JP 2000310970A JP 11116337 A JP11116337 A JP 11116337A JP 11633799 A JP11633799 A JP 11633799A JP 2000310970 A JP2000310970 A JP 2000310970A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示パネルにおける放電等の状態を検出した
り、また放電に関わる状態を検出して、その履歴情報を
記憶する。 【解決手段】 複数の電子放出素子を配設した電子源
と、その電子源に対応して設けられ、電子の衝突により
発光する蛍光体を有するフェースプレートとの間に複数
のスペーサを配置し、その内部を略真空状態にした気密
容器で構成された表示パネルにおいて、そのフェースプ
レート側にアノード電極を設け、そのアノード電極に高
電圧を印加し、電子源から放出された電子を蛍光体方向
に加速している。この高電圧の印加によりスペーサを介
して発生する放電現象、あるいは放電に係る電流を電流
検知回路１２により検知する。また、アノード電圧を複
数個の分割された電極からなる構成とすることにより、
その放電の発生した場所をより正確に把握することがで
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、表示パネルを有す
る画像表示装置及び前記装置の制御方法とテレビジョン
装置及びコンピュータディスプレイ装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、例えば表面伝導型放出素子や、電界放出型
素子（以下ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／金属型放
出素子（以下ＭＩＭ型と記す）などが知られている。
【０００３】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。
【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２７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。
【０００７】従来、これらの電子放出素子においては、
導電性薄膜３００４に予め通電フォーミングと呼ばれる
通電処理を施して電子放出部３００５を形成するのが一
般的であった。即ち、この通電フォーミングとは、導電
性薄膜３００４の両端に直流電圧、或は非常にゆっくり
とした昇電圧、例えば１［Ｖ／分］程度を印加通電し、
導電性薄膜３００４を局所的に破壊、変形もしくは変質
させて電気的に高抵抗な状態にした電子放出部３００５
を形成することである。尚、この電子放出部３００５は
導電性薄膜３００４の一部に亀裂が発生したもので、こ
の電子放出部３００５の両端に所定電圧を印加すること
により、その亀裂付近から電子が放出される。
【０００８】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
２８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３０１
４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。
【０００９】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
８のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ
平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。
【００１０】また、ＭＩＭ型の例としては、例えば、C.
A. Mead, "Operation of tunnel-emission Devices",
J. Appl. Phys., 32,646 (1961)などが知られている。
ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図２９に示す。同図
は断面図であり、図において、３０２０は基板で、３０
２１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３０
２１の間に適宜の電圧を印加することにより、上電極３
０２３の表面より電子放出を起こさせるものである。
【００１１】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
タを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造が単
純であり微細な素子を作成可能である。また、基板上に
多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶融など
の問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒータの加
熱により動作するため応答速度が遅いのとは異なり、冷
陰極素子の場合には応答速度が速いという利点もある。
このため、冷陰極素子を応用するための研究が盛んに行
われてきている。
【００１２】例えば、表面伝導型放出素子は、冷陰極素
子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であることか
ら、大面積に亙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６４−３１３３
２号公報において開示されるように、多数の素子を配列
して駆動するための方法が研究されている。
【００１３】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば画像表示装置、画像記録装置などの画像形成
装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。
【００１４】特に、画像表示装置への応用としては、例
えば本願出願人による米国特許５，０６６，８８３号公
報や特開平２−２５７５５１号公報や特開平４−２８１
３７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。こ
れら表面伝導型放出素子と蛍光体とを組み合わせて用い
た画像表示装置は、従来の他の方式の画像表示装置より
も優れた特性が期待されている。例えば、近年普及して
きた液晶表示装置と比較しても、自発光型であるためバ
ックライトを必要としない点や、視野角が広い点が優れ
ていると言える。
【００１５】また、ＦＥ型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号公報に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示
装置に応用した例として、例えば、R. Meyerにより報告
された平板型表示装置が知られている。[R. Meyer: "Re
cent Development on Microtips Display at LETI",Tec
h, Digest of 4th Int. Vacuum Micro-electronics 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、構造の冷陰極素子を試みてきた。更に、多数
の冷陰極素子を配列したマルチ電子源、ならびにこのマ
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。本願発明者らは、例えば図３０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、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源である。
【００１７】図中、４００１は冷陰極素子を模式的に示
したもの、４００２は行配線、４００３は列配線であ
る。行配線４００２及び列配線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、例えば画像表示装置用のマルチ電子源の場合には、
所望の画像表示を行うのに足りるだけの素子を配列し配
線するものである。
【００１８】冷陰極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放出させるた
め、行配線４００２および列配線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
の冷陰極素子を駆動するには、選択する行の行配線４０
０２には選択電圧Ｖsを印加し、同時に非選択の行の行
配線４００２には非選択電圧Ｖnsを印加する。これと同
期して列配線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４
００４および４００５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。Ｖe，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】従って、冷陰極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。
【００２０】図３１は、上記マルチ電子源を用いた平面
型の画像表示装置の表示パネルの一例を示す斜視図であ
り、その内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠い
て示している。
【００２１】図中、３１１５はリアプレート、３１１６
は側壁、３１１７はフェースプレートであり、リアプレ
ート３１１５、側壁３１１６およびフェースプレート３
１１７により、表示パネルの内部を真空に維持するため
の外囲器（気密容器）を形成している。
【００２２】リアプレート３１１５には基板３１１１が
固定されているが、この基板３１１１上には冷陰極素子
３１１２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。また、Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子３１１
２は、図３１に示す通り、Ｍ本の行配線３１１３とＮ本
の列配線３１１４とにより配線されている。これら基板
３１１１、冷陰極素子３１１２、行配線３１１３及び列
配線３１１４によって構成される部分をマルチ電子源と
呼ぶ。また、行配線３１１３と列配線３１１４の少なく
とも交差する部分には、両配線間に絶縁層（不図示）が
形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
【００２３】フェースプレート３１１７の下面には、蛍
光体からなる蛍光膜３１１８が形成されており、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体（図１８
参照）が塗り分けられている。また、蛍光膜３１１８を
なす各色蛍光体の間には黒色導電体（図１８の１０１
０）が設けてあり、さらに蛍光膜３１１８のリアプレー
ト３１１５側の面には、Ａｌ（アルミニウム）等からな
るメタルバック３１１９が形成されている。
【００２４】端子Ｄx1〜ＤxMおよびＤy1〜ＤyNおよび端
子Ｈｖは、この表示パネルと後述する駆動回路とを電気
的に接続するために設けた気密構造の接続用端子であ
る。そして、Ｄx1〜ＤxMのそれぞれはマルチ電子源の各
行配線３１１３と、Ｄy1〜ＤyNのそれぞれは、マルチ電
子源の各列配線３１１４と、Ｈｖはメタルバック３１１
９と各々電気的に接続されている。
【００２５】また、上記気密容器の内部は１０の-6乗[t
orr]程度の真空に保持されており、画像表示装置の表示
面積が大きくなるに従い、気密容器の内部と外部の気圧
差によるリアプレート３１１５およぴフェースプレート
３１１７の変形、或は破壊を防止する手段が必要とな
る。ここでリアプレート３１１５およぴフェースプレー
ト３１１７を厚くすることによる破壊を防止するのは、
画像表示装置の重量を増加するのみならず、斜め方向か
ら見たときに画像のゆがみや視差を生ずることになる。
従って、図３１においては、比較的薄いガラス板で構成
され大気圧を支えるための構造支持体（スペーサ或はリ
ブと呼ばれる）３１２０を設けている。このようにし
て、マルチ電子源が形成された基板３１１１と蛍光膜３
１１８が形成されたフェースプレート３１１７間は、通
常サブミリないし数ミリに保たれ、前述したように気密
容器内部は高真空に保持されている。
【００２６】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置において、容器外端子Ｄx1〜ＤxM、Ｄy1〜ＤyNを通
じて各冷陰極素子３１１２に電圧が印加されると、各冷
陰極素子３１１２から電子が放出される。それと同時に
メタルバック３１１９に容器外端子Ｈｖを通じて数百
［Ｖ］ないし数［ＫＶ］の高電圧を印加して、上記放出
された電子を加速し、フェースプレート３１１７に衝突
させる。これにより、蛍光膜３１１８の各色の蛍光体が
励起されて発光し、カラー画像が表示される。
【００２７】ところで、構造支持体（スペーサ）３１２
０は、高電圧を印加するメタルバック３１１９に片側
（上面）が接合され、更に下面側は行配線上に設置され
ているため、表示パネルを駆動する際には、スペーサ３
１２０の上面には高電圧が、スペーサ３１２０の下面に
は走査電圧が印加されることになる。
【００２８】又、図３１では、スペーサ３１２０の全面
に導線膜材料（例えばＮｉＯ）等が数千オングストロー
ムはど蒸着されている。この導電膜は、高圧が印加され
た時の表示パネル内部の電界を一様にすることを目的と
して形成されており、膜抵抗として１×１０の8乗〜１
×１０の9乗程度の抵抗値に設定されている。
【００２９】そのため、スペーサ３１２０を通って、メ
タルバック３１１９から行配線に高電圧源からの電流
（スペーサ電流と呼ぶ）が流れる。
【００３０】図３２は、本願発明者らが作製した、マル
チ電子源を利用した画像表示装置の表示パネルの断面図
を示している。
【００３１】ここでは図の簡略化のため、基板３１１１
上の行配線、列配線等は省略し、またマトリクス状に配
置されている冷陰極素子３１１２（ここでは表面伝導型
素子を図示）も１つだけ示している。基板３１１１に対
向する位置には、アノード電極や蛍光体等を配置したメ
タルバック３１１９が設けられ、基板３１１１とフェー
スプレート及び、ここには図示しない支持枠によって真
空容器が形成されており、冷陰極素子３１１２は、真空
度の高い容器の中に配置されている。４１０４は冷陰極
素子３１１２を駆動するための信号源であり、４１０５
は基板３１１１とメタルバック３１１９との間に印加す
る高圧電源であり、冷陰極素子３１１２から放出された
電子は、高圧電源４１０５が印加されたメタルバック３
１１９により図に示すように上方に吸い上げられ、冷陰
極素子３１１２と対向する蛍光体に衝突する。
【００３２】電子放出素子が配置されている容器内にお
いて、予期しない放電が生じる場合がある。この予期し
ない放電により、電子放出素子や列配列や行配線などの
配線に無視出来ないダメージが生じる場合がある。特に
予期できない放電が多発すると問題となる。
【００３３】また、上述のような画像表示装置を、非常
に厳しい環境下のもとで使用したり、異常な使われ方が
あった場合には、画像表示装置における障害が急激に進
むことがある。例えば、非常に乾燥している環境下での
静電気による駆動回路への影響や、周辺温度環境の異常
に高い状態における放熱のしにくさによる駆動回路系の
作動への影響などが生じうる。
【００３４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来例に鑑
みてなされたもので、本願発明の画像表示装置は、表示
パネルと、前記表示パネルの状態を検出する検出手段と
を有し、前記表示パネルの状態に応じて前記画像表示装
置の制御を行うことを特徴としている。
【００３５】この発明の構成においては、検出手段を有
しているので、表示パネルの状態を検出して、タイミン
グ良く制御を行うことができる。特に、該制御により表
示パネルの寿命を延ばしたり、特性の劣化を抑制して、
表示パネルの使用を続けることができるようにするため
に本発明は好適である。よって前記検出装置は、表示パ
ネルの状態を検出する際に検出手段の破壊を行うことな
く検出できるものであることが望ましい。また、前記表
示パネルの状態の検出は、電気的に行うものであると好
適である。
【００３６】例えば、前記表示パネルの状態の検出は、
表示パネルにおいて流れる電流を検出して行う構成を取
りうる。特に、表示パネルにおいて設けられる電極を介
して流れる電流を検出して行うとよい。
【００３７】例えば、前記表示パネルは、電子源と、該
電子源から出力される電子を加速する加速電極とを有し
ている構成において、前記検出手段は、該加速電極に流
れる電流を検出すればよい。
【００３８】また、前記表示パネルの状態の検出は、前
記表示パネルの複数の箇所で行うとよい。例えば、前記
表示パネルの複数の箇所において流れる電流を測定して
行うとよい。このように複数箇所で電流の検出を行うこ
とにより、表示パネルの状態を複数の箇所毎に検出する
ことができる。
【００３９】例えば、前記表示パネルは、電子源と、該
電子源から出力される電子を加速する複数の加速電極と
を有する構成において、前記検出手段は、該複数の加速
電極に流れる電流を別個に検出すればよい。
【００４０】また、前記表示パネルは、電子源と、該電
子源から出力される電子を加速する加速電極とを有して
おり、前記検出手段は、前記電子源と前記加速電極との
間の電流経路を流れる電流を検出するものであってもよ
い。該電流経路としては、電子源と加速電極の間に設け
られる構造物がある。より具体的には、例えば電子源と
加速電極もしくは蛍光体等が設けられる前面板との間の
間隔を維持するスペーサであってもよい。この様な電流
経路を流れる電流を直接検出しなくても、加速電流を流
れる電流や加速電極の電位を検出することにおり間接的
に検出することができる。特にそのような電流経路を表
示パネル内でかつ画像を形成する領域外に設けるとよ
い。
【００４１】また、前記表示パネルは電子源を有してお
り、該電子源は画像を表示するための電子を放出する電
子放出素子と、表示パネルの状態を検出するために設け
られる電子放出素子とを有する構成であってもよい。こ
の場合、表示パネルの状態を検出するために設けられる
電子放出素子は、画像表示領域外に設けられるとよい。
【００４２】また、前記表示パネルは、電子源と、該電
子源から出力される電子を加速する加速電極と、表示パ
ネルの状態を検出するために設けられる電子捕捉用電極
とを有しているものであってもよい。特に該電子捕捉用
電極に印加される電位は、画像表示のための電子を加速
する加速電極の電位に対して、電子源の電位に近い電位
であると好ましい。また、該電子捕捉用電極に電子を出
力するための電子放出素子を、画像を形成するための電
子を放出する電子放出素子と別個に設けてもよい。
【００４３】また、前記検出手段は、前記表示パネルの
電位を検出して、表示パネルの状態を検出するものであ
ってもよい。
【００４４】特に前記検出手段は、前記表示パネル内に
設けられる電極の電位を検出して、表示パネルの状態を
検出するものであるとよい。
【００４５】また、前記表示パネルは、電子放出素子を
有しており、前記検出手段は、前記電子放出素子とは電
気的にアイソレートされた電極の電位を検出して、表示
パネルの状態を検出するものであるとよい。
【００４６】また、前記表示パネルは、電子を出力する
電子源を有しており、前記検出手段は、該電子源に設け
られる電極の電位を検出して、表示パネルの状態を検出
するものであるとよい。
【００４７】また、前記表示パネルは、電子を出力する
電子源を有する構成において、前記表示パネルの状態の
検出は、電子源からの電子の放出が行われない期間に行
うとよい。これにより、電子源からの電子の出力による
影響を減らして検出を行うことができる。例えば、前記
表示パネルは、複数の電子放出素子を有する電子源を有
しており、該電子源は、複数の電子放出素子のうちの選
択される電子放出素子を順次切替えながら各電子放出素
子から電子を出力する構成において、前記表示パネルの
状態の検出は、前記選択される電子放出素子を切替える
時に行うようにすればよい。
【００４８】また、前記検出手段は、前記表示パネルに
おける放電を検出するものであったり、直接放電を検出
しなくても、放電に関わる状態を検出するものであった
りする。また、スペーサに流れる電流を検出する場合の
ように、前記検出手段は、前記表示パネルにおける消費
電力に関わる状態を検出するものであってもよい。ま
た、前記検出手段は、前記表示パネルの状態の変化状態
を検出するものであってもよい。
【００４９】また、前記検出手段が検出した情報を記憶
する記憶手段を有すると、パネルの状態を記録できるた
め好適である。この記憶手段は、前記表示パネルにおけ
る異常の回数に関わる情報を記憶したり、前記表示パネ
ルにおける異常の発生位置に関わる情報を記憶したり、
前記表示パネルにおける異常の発生日時もしくは終了日
時もしくは発生日時と終了日時の両方に関わる情報を記
憶したりする。
【００５０】また、前記表示パネルの状態に応じた画像
表示装置の制御は、情報伝達手段による情報の伝達であ
ったりする。情報伝達手段としては、視覚表示によるも
のや、音声発生によるものを好適に用いることができ
る。
【００５１】また、前記表示パネルの状態に応じた画像
表示装置の制御は、被情報伝達者に対して、画像表示装
置の制御を促す情報を伝達する制御であったりする。被
情報伝達者、例えば、画像表示装置の使用者や、画像表
示装置のメンテナンスを行う者が、該伝達される情報に
従って異常の進行を抑制する制御を行えばよい。
【００５２】また、前記表示パネルの状態に応じた画像
表示装置の制御は、前記表示パネルの駆動電圧の制御で
あってもよい。表示パネルの状態に異常が生じた場合
は、表示パネルの駆動電圧を下げることにより、異常の
進行を抑制することができる。より具体的には、前記表
示パネルが、電子源と、該電子源が出力する電子を加速
する加速電極とを有する構成において、前記制御する電
圧は、前記電子源と前記加速電極の間の電圧であったり
する。また、前記表示パネルが、電圧が印加されて電子
を放出する電子源を有する構成において、前記制御する
電圧は、該電子を放出するための電圧であったりする。
【００５３】また、前記表示パネルが、内部の圧力を周
囲の圧力よりも低く保つための気密容器を有するもので
ある構成において、前記表示パネルの状態に応じた画像
表示装置の制御は、該気密容器内の真空度を向上させる
制御であってもよい。例えば、気密容器内に設けたゲッ
タを加熱等により雰囲気中の物質を取り込める状態にす
る制御を行うことにより、真空度を向上させることが出
来る。
【００５４】また、前記表示パネルの状態に応じた画像
表示装置の制御は、複数の制御の中から選択される様に
すると好適である。特には、前記表示パネルの状態に応
じて複数の制御の中から選択される様にするとよい。
【００５５】また、前記表示パネルは、電子源を有して
おり、該電子源は、複数の第１配線と、該第１配線と交
叉する方向に伸びる複数の第２配線とによって、マトリ
ックス状に接続される複数の電子放出素子を有するもの
であったりする。
【００５６】また、前記表示パネルは電子源を有してお
り、該電子源は冷陰極素子を有するものであったりす
る。
【００５７】上記各発明は、前記表示パネルは、異常が
発生していない状態の時に、内部の圧力が１０のマイナ
ス４乗［torr］よりも真空度が高い状態に保たれるもの
である場合に特に有効である。
【００５８】また本願は、上記各発明を適用したテレビ
ジョン装置やコンピュータディスプレイ装置の発明を含
んでいる。
【００５９】また、本願に関わる画像表示装置の制御方
法は以下のような工程を備える。即ち、表示パネルを有
する画像表示装置の制御方法であって、前記表示パネル
の状態を検出し、その検出した状態に応じて画像表示装
置の制御を行うことを特徴とする。
【００６０】また前記電子源は、並列に配置した複数の
冷陰極素子のそれぞれの両電極を接続した冷陰極素子の
行を複数配し（行方向と呼ぶ）、この配線とほぼ直交す
る方向（列方向と呼ぶ）に沿って、冷陰極素子の上方に
配した制御電極（グリッドとも呼ぶ）により、冷陰極素
子から放出される電子を制御するはしご状配置の電子源
を用いることができる。
【００６１】また、本発明の思想によれば、表示用とし
て好適な画像形成装置に限るものでなく、感光牲ドラム
と発光ダイオード等で構成された光プリンタの発光ダイ
オード等の代替の発光源として用いることもできる。ま
たこの際、上述のＭ本の行配線とＮ本の列配線を適宜選
択することで、ライン状の発光源だけでなく、２次元状
の発光源としても応用できる。この場合、画像形成郡材
としては、以下の実施の形態で用いる蛍光体のような直
接発光する物質に限るものではなく、電子の帯電による
潜像画像が形成されるような部材を用いることもでき
る。
【００６２】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、蛍光体等の画像形成部材以外のものである場合につ
いても本発明は適用できる。従って、本発明は被照射部
材を特定しない一般的電子線装置としての形態も取り得
る。
【００６３】
【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。
【００６４】［実施の形態１］次に、本発明の第１実施
の形態として、電子放出素子を用いた表示パネルとその
表示パネルの駆動回路について具体的に説明する。この
実施の形態１の表示パネルの構成は、前述の図３１と同
じであるため、その構造の詳しい説明を省略する。
【００６５】図１は、本実施の形態１に係る画像表示装
置の表示パネルの駆動回路の構成を示すブロック図であ
る。
【００６６】図１において、１は冷陰極素子（電子放出
素子：電子放出素子の詳細については後述する）を用い
た表示パネルである。外部からの映像信号（例えばＮＴ
ＳＣ信号）は映像信号を検波する映像検波回路２に入力
され、映像検波回路２の出力は、映像信号と水平及び垂
直同期信号とを分離してそれぞれを出力する同期分離回
路３に入力される。
【００６７】同期分離回路３で分離された映像信号は、
Ａ／Ｄコンバータ４に入力される。又、同期分離回路３
は、垂直、水平の各同期信号を各々垂直走査タイミング
回路５と水平走査タイミング回路６に出力している。
【００６８】Ａ／Ｄコンバータ４からの出力は、ＲＧＢ
の各色成分の輝度に応じたデジタルデータで、表示パネ
ル１のカラー画素の配列に合わせて出力されており、各
々シリアル／パラレル変換回路７に順次入力される。水
平走査タイミング回路６は、シリアルのデジタル信号を
シリアル／パラレル変換回路７にシフト入力するための
Ｔsp信号を出力する。この信号Ｔspは、映像信号に同期
したシリアル・クロックで、この信号に同期してＮ個の
信号Ｉ1〜ＩNが、シリアル／パラレル変換回路７に格納
される。尚、このシリアル／パラレル変換回路７は例え
ばシフトレジスタで構成できる。
【００６９】水平走査タイミング回路６は、入力した画
像の１ライン分のデータがシリアル／パラレル変換され
た時点で信号Ｔmを出力する。これにより、シリアル／
パラレル変換回路７の出力がラインメモリ８にラッチさ
れる。こうしてラインメモリ８は、次の信号Ｔmが入力
されるまで、Ｎ個の信号Ｉ1〜ＩNを保持する。
【００７０】変調回格９は、ラインメモリ８に入力され
た１ライン分の画像データの輝度値に基づいて、表示パ
ネル１の配線電極Ｄy1〜ＤyNの各々に接続されたトラン
ジスタＧ1からＧNのベースに印加する信号を出力するた
めの回路であり、行配線に印加される走査信号に同期し
た信号Ｔmoに応じて位相変調信号を出力する。この信号
Ｔmoが出力されている間は、変調回路９から画像データ
の輝度値に対応した変調信号が出力される。この位相変
調信号は、本実施の形態１では輝度値に応じて電圧パル
スの幅を変えるパルス幅変調方式を用いている。従っ
て、表示パネル１の列配線には＋Ｖf／２の電圧が、画
像データの輝度値に応じたパルス幅で印加されることと
なる。
【００７１】又、走査信号切り替え回路１０は、表示パ
ネル１の行配線の１からＭ本を、変調回路９の出力に同
期して順次選択して電圧を印加する回路であり、その切
替えタイミングは、走査タイミング回格６から出力され
る水平同期信号ＴHに同期して決定される。こうして選
択された配線電極Ｄx1〜ＤxMのいずれかに一定電圧（−
Ｖf／２）を印加し、非選択の電極をＧＮＤに接地す
る。
【００７２】次に、表示パネル１のフェースプレート
（３１１７）側には、図３１の基板３１１１上に形成さ
れている電子放出素子３１１２を駆動した時に放出され
る電子を加速して蛍光体３１１８に衝突させるための高
電圧が印加される高電圧端子Ｈｖが設けられ、それらは
アノード電圧制御回路１１より電流検知回路１２を通し
て印加される。電流検知回路１２は、アノード電圧制御
回格１１から高電圧端子Ｈｖに流れる電流値を検出して
おり、この電流検知回路１２によって本実施の形態１に
おけるスペーサ電流の検出が可能となる。
【００７３】次に、スペーサ電流の検出方法を図２を参
照して説明する。
【００７４】図２は、スペーサ電流を走査信号のブラン
キング時間に検出する方法を説明する図である。本実施
の形態１の表示パネル１には、駆動時にはフェースプレ
ート３１１７にも高電圧がＤＣ的に印加される。ここ
で、フェースプレート３１１７と基板３１１１間に配置
されているスペーサ３１２０にも高電圧が印加されるた
め、（スペーサ電流＋電子放出電流（Ｉ1＋Ｉ2）がアノ
ード電流として流れることになる。そのため、スペーサ
電流を精度よく検出するために、電子放出電流が発生し
ていない期間、つまり電子放出素子３１１２を駆動しな
い非表示期間であるフイールド信号間のブランキング時
間が適している。
【００７５】従って、このブランキング時間にはスペー
サ電流Ｉ1のみが流れることになる。電流検出回格１２
は、垂直走査タイミング回路５から、この垂直ブランキ
ング期間を示すＴｖ信号を受けて、この垂直ブランキン
グ時間の間にスペーサ電流を検出している。
【００７６】この電流検出回路１２におけるスペーサ電
流の検出方法は、例えば、Ｉ／Ｖ変換回路等を用いて行
われる。本実施の形態で使用されたスペーサ３１２０
は、１０の8乗〜１０の9乗［Ω］程度の抵抗値を持ち、
それらが表示パネル１の大きさに依存して数十〜数百個
のオーダで表示パネル１に均等に配置されている。
【００７７】従って、アノード（フェースプレート３１
１７）側からみた時のスペーサ抵抗は、例えばスペーサ
抵抗を１×１０の9乗［Ω］とし、使用されるスペーサ
３１２０の数を１００個とすると、その抵抗値は（１×
１０の9乗／１００）により１０の7乗［Ω］程度にな
る。そのため、アノード電圧として１０ＫＶを印加する
と、アノード電流によりスペーサ３１２０を流れる電流
値は約１ｍＡとなり、電流検出回路１２で検出すること
ができる。
【００７８】以上の様に、本実施の形態ｌでは、アノー
ド電圧を印加する側でスペーサ電流を検出することがで
き、スペーサ電流の変動に対する表示パネル１の消費電
力の抑制を図ることができる。
【００７９】例えば、図２で、電流検知回路１２によ
り、ブランキング時間に計測されるスペーサ電流が予め
設定された値を超えた場合には、この電流検知回路１２
からアノード電圧制御回格１１に指示してアノード電圧
を下げたり、或は同期分離回路３から出力される映像信
号の輝度レベルを一時的に下げるなどして、表示パネル
１全体のアノード電流を減らすことが可能である。
【００８０】又、スペーサ電流の変動による表示パネル
１の発熱が問題となる時には、表示駆動そのものを一時
的に停止する方法（例えば、行配線に印加する電圧−Ｖ
f／２を上げたり、或は駆動そのものを停止する）で対
処することができる。
【００８１】以上の様な制卸で、実質的な表示パネル１
の発熱や消費電力を抑えることが可能となる。
【００８２】［実施の形態２］図３は、本発明の実施の
形態２の表示パネル１ａの斜視図で、その内部構造を示
すためにパネルの一部を切り欠いて示している。
【００８３】この実施の形態２の表示パネルは、前述の
図３１に示す表示パネルとほとんど同じ構成であるが、
図３の蛍光坂１３で示されるように、フェースプレート
３１１７側で蛍光体３１１８とメタルバック３１１９が
均等に分割された状態となっている点が異なっている。
また、本実施の形態２では、リアプレート３１１５を用
いず基坂３１１１をリアプレートとして用いている。な
お、前述の図３１と同一の構成部材については同一符号
を付して説明を省略する。
【００８４】蛍光板１３は、表示パネル１ａ内部の局所
的なスペーサ電流の変動を、個別に検出することを目的
としたもので、前述の実施の形態１と比較して、部分的
なアノード電流等の検知を可能にしている。これら蛍光
板１３は、本実施の形態２では１０個に分割されてお
り、各々分割した蛍光板１３にＨv1〜Ｈv10までのアノ
ード電圧を印加するための電極を備えている。なお、こ
の蛍光板１３の分割数は、この実施の形態に限定される
ものでなく、任意に設定してよい。
【００８５】図４は、図３の表示パネルに対応する駆動
回路の構成を示すブロック図である。この回路と図１の
回路との異なる点は、フェースプレート３１１７側で分
割された蛍光板１３のそれぞれに高電圧端子Ｈv1〜Ｈv1
0の各々に電流検出回路１４が接続されている点、及び
各々の高電圧端子に高電圧を印加するための電圧分布制
御回路１５が設けられている点である。この電圧分布制
御回路１５と接続されるアノード電圧回路１６及びその
他の構成は図１と同じであるため同一符号を付して説明
を省略する。
【００８６】この実施の形態２では、フェースプレート
３１１７側の蛍光体とメタルバックが分割され、各々に
高電圧の取り出し部が設けられていることから、表示パ
ネル１のアノード電流を行配線方向に沿って検出するこ
とができる。
【００８７】電流検出回路１４は、前述の実施の形態１
と同様に、垂直走査タイミング回路５からの信号Ｔｖに
より垂直ブランキング時間を検出して、このブランキン
グ期間に、各々分割された蛍光板１３に流れ込むアノー
ド電流を個別に検出することができる。こうして検出さ
れた電流値を電圧分配制御回格１５にフィードバックす
ることにより、端子Ｈv1〜Ｈv10に印加される電圧値も
個別に制御することが可能である。
【００８８】電流検出回路１４は、前述の実施の形態１
で用いたＩ／Ｖ変換回路を用いてもよい。こうしてＩ／
Ｖ変換された出力は、アナログ電圧の電圧値として個々
に出力され電圧分配制御回路１５に入力される。
【００８９】電圧分配制御回路１５では、所定の高電圧
に対する設定電流値に対して、検出されたアノード電流
値が大きい場合には、そのエリアに相当する高電圧を電
圧分配制御回路１５によって制御する。
【００９０】又、電流検出回路１４の出力信号は、同期
分離回路３にも出力されている。これにより、実施の形
態１と同様に、アノード電流値が所定値よりも大きい場
合には、同期分離回路３から出力される映像信号の輝度
をさげることにより、表示パネル全体のアノード電流の
低減を図る様な制御を行っている。
【００９１】更に、この実施の形態２では、アノード電
圧を印加する蛍光板１３を行方向に沿って１０個に分割
しているため、行方向の走査信号と同期して所望のエリ
アのみの表示輝度を下げることも可能となる。このよう
な制御では、分割されたエリアごとにスペーサ電流の検
出と、電流制御を行うたあめ、その度合いによっては、
表示パネル１ａにおける表示輝度のばらつきが生じる虞
がある。そのような輝度のばらつきがひどく、アノード
電流を制御しなくてはいけない場合には、表示駆動を停
止する方法もとられる。その場合には、高電圧を全てオ
フにするか、或は素子を駆動するための電圧Ｖfを下げ
る等の方法が考えられる。
【００９２】以上説明したように実施の形態２では、フ
ェースプレート側のアノード電極を複数に分割し、それ
ぞれに対して高電圧を印加するための端子を設けること
により、スペーサ電流の変動を局所的に検知でき、更
に、その電流変動のそれぞれに対する高電圧の印加制御
を個別に行うことができる。これにより、表示パネルの
発熱と消費電力を抑えた駆動を行うことができる。
【００９３】［実施の形態３］図５は、本発明の実施の
形態３の表示パネル１ｂの斜視図を示す。この図５で
は、その内部横造を示すためにパネルの一部を切り欠い
て示している。
【００９４】本実施の形態３では、図３に示した実施の
形態２の表示パネルにおいて、列配線に沿って設けられ
たダミー配線１７上に、スペーサ３１２０と同じ材料及
び同じ製法を用いて作成されたダミースペーサ１６が配
置されている。このダミースペーサ１６は、実施の形態
２と同様に、それぞれが蛍光体とメタルバックを含む複
数の蛍光板１３に対して各々対応して設けられており、
１０個に分割された蛍光板１３に対して同数のダミース
ペーサ１６が設けられている。
【００９５】又、ダミー配線１７は、マトリクス状に配
列された素子３１１２を接続している行及び列配線とは
独立した位置に形成されている。
【００９６】また前述の実施の形態１，２では、表示パ
ネル内のスペーサそのものに流れる電流値を検出したの
に対して、この実施の形態３では、各ダミースペーサ１
６を流れる電流値を検出するところが異なる点である。
【００９７】上述した様に、ダミースペーサ１６は、ス
ペーサ３１２０と同じ材料、同じ製法を用いて作られて
いるが、その抵抗値は一桁または二桁程度、低抵抗に作
製しておくことで、実際に検出する電流値のダイナミッ
クレンジを上げることが可能となる。
【００９８】図６は、本実施の形態３の表示パネル１ｂ
の駆動回路の構成を示すブロック図である。この構成は
図４に示した実施の形態２の回路とほとんど同じである
が、電流検出回路１４がダミースペーサ１６を流れる電
流値を計測する点が異なっている。また前述と同様に、
電圧分配制御回路１５、アノード電圧回格１６とを有
し、１０個に分割された蛍光板１３のそれぞれには、各
々Ｈv1〜Ｈv10の高電圧印加用電極が設けられており、
この高電圧はダミースペーサ１６にも印加される。
【００９９】各ダミースペーサ１６を流れる電流は、列
方向に沿って設けられたダミー配線１７（図５）を通っ
てＨvg端子に出力される。このＨvg瑞子は、電流検出回
路１４と接続されており、電流検出回路１４内で、この
Ｈvg端子から流れ込む電流値を計測することにより、各
ダミースペーサ１６を流れる電流値を計測することが可
能となる。その電流検出方法は、前述の実施の形態２と
同じＩ／Ｖ変換によって行ってもよい。
【０１００】従って、実施の形態３の利点としては、高
電圧が印加されているダミースペーサ１６がダミー配線
１７に共通に接続されていて、端子Ｈvgに流れ込む電流
をモニタしていることから、映像信号に依存せず常にス
ペーサ電流を検出できる点があげられる。
【０１０１】なお、この実施の形態３では、分割された
蛍光板１３を使用しているが、上記の検出方法を用いる
と、ダミースペーサ１３に流れる電流の総和を検出する
ことになるため、フェースプレート側のアノード電極は
分割されていないものを使用しても構わない。
【０１０２】以上説明したように、表示パネルに形成さ
れた各ダミースペーサ１６の電流値を検出し、その電流
値に対して前述の実施の形態１，２と同様に、高電圧の
印加制御や、輝度信号レベルの制御を行うことにより、
表示パネルの発熱や消費電力を抑えることができる。
【０１０３】［実施の形態４］次に、添付図面を参照し
て本発明の実施の形態４の画像表示装置の駆動回路を詳
細に説明する。尚、以下の説明では、前述の実施の形態
と同様に、表示パネルにおける表示走査方法を飛び越し
なし（ノンインターレース）の線順次走査とし、表示画
像に階調をつけるために、一水平走査時間（１Ｈ）内の
電子放出期間を変調信号の時間幅で制御することにより
蛍光体の発光総量を制御して階調表現することを基本と
している。
【０１０４】［実施の形態４］図７は、本発明の実施の
形態４の画像表示装置の駆動回路の構成と各部の接続を
表わした図である。
【０１０５】同図において、６００１は信号処理回路
で、ＮＴＳＣなどの映像信号を入力し、水平同期信号、
垂直同期信号、ディジタル映像信号などを生成する。こ
の信号処理回路６００１には、映像中間周波数回路、映
像検波回路、同期分離回路、ローパスフィルタ、Ａ／Ｄ
変換回路、タイミング制御回路などが含まれる。６００
４は画像表示部で、その詳細は前述した実施の形態２の
表示パネル１ａ（図３）と同様に構成されているが、図
９を参照して後述するように、スペーサ３２１０が配設
されていない点が異なっている。６００２は走査信号側
ドライバで、画像表示部６００４の行配線を順次選択し
て駆動している。即ち、信号処理回路６００１で分離、
作成された水平同期信号に基づいて、線順次に走査する
ための走査信号（後述する）を出力している。６００３
は変調信号側ドライバで、映像信号に応じて、画像表示
部６００４の列配線を駆動しており、信号処理回路６０
０１で分離、作成された水平同期信号、垂直同期信号、
ディジタル映像信号などを基に変調信号（後述する）を
出力している。
【０１０６】６００６は放電検知部で、画像表示部６０
０４内で発生する放電を検知するための複数のアノード
電流検知部６００５を有し、そこで検知された放電は放
電記録部６０１２の放電記録制御部６００８に送られて
メモリ６００９に記憶される。また、このメモリ６００
９に記憶された情報は、インターフェース部６０１０、
コネクタ６０１１を介して、外部のコンピュータ機器な
どに送られて処理されるようにも構成できる。尚、これ
ら放電検知部６００６、放電記録部６０１２については
詳しく後述する。
【０１０７】図８は、本発明の実施の形態４の画像表示
装置の画像表示部６００４を駆動する際に、行配線（即
ち、走査信号を供給する側の配線）、列配線（即ち、変
調信号を供給する側の配線）の引き出し線に印加する電
圧のタイミングチャートの一例を表す図である。
【０１０８】図８のタイミングチャートは、画像表示部
６００４の行配線Ｉ，Ｉ＋１，Ｉ＋２を順々に駆動して
いる際、Ｉ，Ｉ＋１，Ｉ＋２行の行配線に印加している
電圧と、変調信号側の列配線のうち、Ｊ，Ｊ＋１，Ｊ＋
２列の列配線に印加している電圧を表わした図である。
ここでは必然的に、１＜Ｉ＜Ｍ−２、１＜Ｊ＜Ｎ−２で
あり、またＭは行配線の総本数、Ｎは列配線の総本数を
示している。
【０１０９】同図では、１水平走査の期間ＫではＩ行目
の行を表示し、期間（Ｋ＋１）では（Ｉ＋１）行目の行
を表示し、期間（Ｋ＋２）では（Ｉ＋２）行目を表示し
ている。
【０１１０】ここで線順次に走査する走査側である行配
線は、１水平走査期間（以降１Ｈとする）ごとに順番に
選択され、その選択された行の行配線には、１Ｈに相当
するパルス幅をもつ、波高値（−Ｖf／２）（Ｖfはここ
では駆動電圧であり、およそＶf＝２Ｖth（Ｖth＝閾値
電圧））の走査信号が順番に印加されていく。この線順
次走査はライン飛び越しなしで全行配線について行わ
れ、その後、また最初の行から順番に繰り返される。
【０１１１】このとき列配線には、その行配線に印加す
る走査信号と同期して、選択された行に表示する映像信
号（輝度）に対応した時間（パルス幅）で、（Ｖf／
２）の波高値を有する変調信号が全列配線に印加され
る。
【０１１２】この変調信号は、走査信号の立ち下がりと
同期して立ち上がり、映像信号の値（輝度）に対応した
時間幅だけ波高値Ｖf／２の状態を維持した後立ち下が
る。（以降、変調信号が立ち上がってから、次に立ち下
がるまでの期間を単に変調信号のパルス幅と呼ぶ）。こ
の変調信号のパルス幅は、選択された行に表示する映像
信号のＲ，Ｇ，Ｂ３色に分解した時のそれぞれの輝度に
対応しているが、実際には、高品位な画像を表示するた
めに種々の補正をかけるため単純な比例関係ではない。
【０１１３】このように、各走査行毎に、入力された映
像信号に応じたパルス幅の電圧を印加することにより、
選択された行の冷陰極素子には、変調信号のパルス幅に
応じた時間、駆動電圧Ｖfが印加されることになる。こ
こで冷陰極素子の放出電流Ｉeの特性は、駆動電圧Ｖfに
対して、後述するような明確な閾値特性を持っているた
め、選択された行には所望の映像信号に対応した画像が
表示されることになる。さらに線順次に全ての行配線に
亙って走査することにより、画像表示部６００４の全て
の冷陰極素子により画像の表示が行われる。
【０１１４】（表示パネルのアノード電極の構造）次に
図９を参照して、本実施の形態４の画像表示部（表示パ
ネル）６００４について更に説明する。
【０１１５】図９は、本実施の形態４に用いた表示パネ
ルのアノード電極７００１と、その引き出し用端子を説
明するための図であり、その内部構造を示すためにパネ
ルの側壁（枠）や、フェースプレートの一部、蛍光体等
を除いて図示している。
【０１１６】同図において、１００１は素子基板、１０
０５はリアプレート、１００６は側壁、１００７はフェ
ースプレート、１００２は冷陰極素子、１００３は行配
線、１００４は列配線である。又、Ｄx1〜ＤxMのそれぞ
れは前述の行配線１００３のそれぞれと接続された行端
子、Ｄy1〜ＤyNのそれぞれは列配線１００４のそれぞれ
と接続された列端子である。他の構成は前述した表示パ
ネル１ａの構成と同様であるので、詳しい説明は省略す
る。
【０１１７】７００１はアノード電極を示し、前述した
ように、これらアノード電極７００１は蛍光体、黒色導
電体、メタルバックを含めたアノード側の高圧を印加す
るための電極である。本実施の形態４では、同図に示す
ように、アノード電極７００１を複数の領域に分割し、
それぞれのアノード電極７００１のそれぞれに接続され
たアノード電極端子Ｈv1〜Ｈv10を真空容器外に設けて
いる。なお、同図では、便宜上、アノード電極端子Ｈv4
〜Ｈv9、及びそれに対応するアノード電極７００１を、
内部構造を説明するために省略して示している。
【０１１８】（放電検知部、放電記録部の接続）これら
アノード電極７００１の構成とその作用を図７を参照し
て詳しく説明する。本実施の形態４では放電検知部６０
０６には、各アノード電極を流れる電流を検出するため
のアノード電流検知部６００５を備えている。
【０１１９】図９に示すように、マルチ電子源のアノー
ド側に電極７００１を複数設け、各アノード電極に接続
された端子Ｈv1〜Ｈv10のそれぞれをアノード電流検知
部６００５を介して高圧電源６００７に接続している。
本実施の形態４で、アノード電流検知部６００５を複数
個設けたのは、複数の分割したエリアで独立してアノー
ド電流の変化をモニタすることにより、真空容器内にお
ける放電の有無、その規模の検知を行うとともに、その
放電の起きている領域を正確に検知するためである。
【０１２０】図１０は、本実施の形態４のアノード電流
検知部６００５の回路構成を示す回路図である。
【０１２１】図１０において、Ｈviは表示パネル６００
４のアノード電極７００１と接続しているアノード電極
端子を示している。抵抗６１０１は高圧電源６００７か
らアノード電極７００１に流れるアノード電流に応じた
電圧を発生させるための電流モニタ用抵抗である。６１
０２は差動増幅回路で、電流モニタ用抵抗６１０１の両
端に生じる電位差を増幅している。６１０３はＡ／Ｄ変
換器で、差動増幅回路６１０２で増幅された電圧値をデ
ジタル信号に変換している。６１０４はフォトカプラ
で、高圧側の回路である差動増幅回路６１０２、Ａ／Ｄ
変換器６１０３などと、放電記録制御部６００８との間
のアイソレーションを行い、耐圧をとるために用いられ
ている。ここでＡ／Ｄ変換器６１０３のサンプリング周
期は、非常に周波数の高い放電を検知するという意味で
は周期が短いのが好ましいが、本実施の形態４では実用
上、５μ（秒）に設定している。
【０１２２】このような構成により、放電により高圧電
源６００７からアノード電極７００１に流れた電流に対
応する電圧値が差動増幅器６１０２により増幅されてデ
ジタル信号に変換され、フォトカプラ６１０４を介して
放電記録制御部６００８に送られて記録される。
【０１２３】また、アノード電流の測定範囲を広げるた
めに、上述した差動増幅回路６１０２の利得を幾つかの
値に切り替える機構を設けることにより、より精度のよ
いアノード電流の検知を行うことができるようにしてい
る。
【０１２４】次に本実施の形態４の放電記録部６０１２
について説明する。この放電記録部６０１２は、放電記
録制御部６００８とメモリ６００９を備えている。放電
記録制御部６００８は、アノード電流検知部６００５か
ら送られてくる情報（電圧値）をメモリ６００９に書き
込むとともに、サービスマンがこの画像表示装置のメイ
ンテナンスを行うに際して放電情報を読み出す場合に
は、メモリ６００９に記憶されている情報を読み出して
出力することができる。
【０１２５】放電記録制御部６００８は、アノード電流
検知部６００５により検知された電圧値（アノード電流
値）に基づいて所定値以上のアノード電流が流れたと判
断すると、その発生した日時（放電が始まった日時と、
終了した日時で、この情報は図示しない内蔵タイマから
得られる）と、そのアノード電流の大きさ（電圧値／モ
ニタ用の抵抗値）、そして放電の起きた領域（図７で
は、エリア１〜エリア１０のいずれかで端子Ｈv1〜Ｈv1
0に対応）をメモリ６００９に記憶する。ここで、メモ
リ６００９への記憶の仕方は、メモリ６００９がオーバ
ーフローしない限りは、上書きせず履歴情報として次々
に追加記憶するようにしている。
【０１２６】尚、本実施の形態４では、アノード電流の
所定値を１つの冷陰極素子からの放出電流の最大値を約
１０μＡと見積もって３０ｍＡと設定した。この設定さ
れた所定値は、線順次駆動のため、列方向の全ての冷陰
極素子数（Ｍ＝３０７２個）から同時に電子が放出され
るときの放出電流をも考慮している。またこの所定値
は、冷陰極素子の構造や画像表示部の構造、駆動電圧、
アノード電圧Ｖａ等の大きさによって変える必要があ
る。
【０１２７】また、メモリ６００９は容量が十分大きけ
れば、不揮発性のメモリや、バッテリー駆動のＲＡＭな
どでも構わないが、本実施の形態４では、ハードディス
クを使用した。更に、このメモリ６００９から情報を読
み出す際には、その情報は外部機器との間でデータの整
合性を取るように考慮しており、インターフェース６０
１０を介して外部機器接続用コネクタ６０１１から出力
される。このコネクタ６０１１を介して接続される外部
機器としては、例えば、パーソナルコンピュータのよう
なものであってもよいし、単にデータを表示するための
表示装置や、プリンタのようなものであっても構わな
い。
【０１２８】このような構成の放電検知部６００６、放
電記録部６０１２を用いることにより、表示パネル６０
０４で放電が発生した際には、その放電の発生した時
刻、放電の規模（具体的にはアノード電流の変化量）お
よび、その放電の発生した、おおよその箇所（領域）に
関する情報を履歴として残すことができる。
【０１２９】なお、このように放電が発生した箇所がわ
かることは、その放電を引き起こしている原因を推定す
る上で非常に有効である。こうして放電の原因が推定で
きれば、その後に回復動作を適切に施すことも可能にな
る。
【０１３０】例えば、あるエリアで集中的に放電が発生
していて、それ以外の箇所では生じない場合には、その
原因は真空度の劣化というよりはむしろ製造上の不具合
により、異常な突起物がある場合や、その位置の冷陰極
素子の特性の異常など、というようにその原因を推定す
ることができる。
【０１３１】また、別の例できまざまなエリアでランダ
ムに放電が発生している際には、画像表示部６００４の
全体で異常な動作が起きていることが確認できるため
に、何らかの影響で画像表示部６００４を形成している
真空容器内部の真空度が劣化しているのではないかと推
定することができる。
【０１３２】このような放電検知部６００６、放電情報
記録部６０１２、メモリ６００９などを有する画像表示
装置を多数作製して画像の表示を行ったところ、確率的
には非常に小さい確率ではあるけれども、長時間の耐久
試験を行うと、多数の画像表示装置の中には、長時間駆
動した後に放電が発生するものがあり、メモリ６００９
にそれら放電の履歴が記録された。
【０１３３】上述した放電が発生した画像表示装置の一
つを例に取ってみると、そのメモリ６００９に記録され
た放電の履歴情報によれば、その放電の履歴情報から放
電の起き方がＤＣ的というよりはむしろ瞬間的であり、
また頻度が長時間耐久試験を行った際、十分長い時間が
経過した後に増えてきたことや、そのアノード電流の大
きさや放電が発生している箇所（エリア）がいつも同じ
ではなく、ランダムに起きていることなどから、時間の
経過とともに何らかの原因で真空度が劣化してきたこと
がこの場合の放電の要因ではないかと推測された。
【０１３４】これに対する対策として、真空度を向上さ
せるために前述した追加的にゲッター材料を加熱して、
ゲッター膜の吸着作用により真空度を向上させた。この
ような処置を施した結果、上述した画像表示装置は、そ
の後一定の期間、放電の発生が抑制され、長時間耐久試
験を行う以前の状態と変わらない正常な動作が確認され
た。
【０１３５】ここで冷陰極素子３１１２が配置されてい
る容器の中は真空度の高い減圧雰囲気であることと、高
圧が印加されているために非常に放電が起こりやすい状
況にあり、ごく稀に容器のアノード側と、基板３１１１
間などで予期しない放電による電流が流れることがあっ
た。この放電による電流は多発すると、時として冷陰極
素子や、行及び列配線などの電極にダメージを与えたり
することがあった。
【０１３６】この放電の原因については詳しくは分かっ
ていないが、例えば真空度の劣化や基板３１１１の絶縁
層のチャージアップ、基板３１１１やメタルバック３１
１９を作製する際に誤って形成された突起やバリなどの
要因が考えられる。このような放電という、非常に稀に
起きる異常な状態に対して、その履歴を記録し、これま
での画像表示装置の動作状態が常に正常であったかどう
かを確認するための情報や、放電という異常な動作の回
数などの情報を保存することによって、例えば、調整が
必要な場合でも、その調整を行うための判断材料がある
ため、正常動作を回復するための調整をタイミングよく
施すことができる。
【０１３７】即ち、以上のように、本実施の形態４の画
像表示装置において、放電の発生状況の履歴情報をメモ
リに記憶することにより、画像表示装置が正常に動作し
ているかどうかを確認することができる。また、非常に
小さい確率で生じる放電による異常動作に対しても、そ
の放電の起きている要因が何であるかを推測できる。更
に、異常動作がおきた際にも、その要因を推定できるよ
うにすることにより、正常な動作を回復するための適切
な処置をタイミング良く行うことができるという点で非
常に効果がある。
【０１３８】なお、上述の実施の形態４では、説明の便
宜上、分割するエリアを１０個にしているが、放電が発
生している場所を検知するという意味では、その分割数
は多い方が好ましい。しかし、実際にはフェースプレー
ト側のアノード電極の分割数を多くすると、製造コスト
が多くなることや、アノード電流検知部６００６の個数
が多く必要になるため、実用上、好ましい値に設定すべ
き値である。
【０１３９】また、本実施の形態４では、アノード電極
を分割する方向を走査線と平行な方向にしたが、もちろ
ん、この分割の仕方はこれに限らず、例えば、これとは
逆に走査線に垂直に分割しても構わない。
【０１４０】［実施の形態５］この実施の形態５では、
素子基板１００１の表面電位測定部（表面電位測定系）
を複数個用いて、冷陰極素子１００２を複数配置してい
る素子基板１００１の表面電位をモニタして放電の検知
を行い、更には、本実施の形態５の特徴である放電記録
部６０１２を用いてそれらの履歴を記録した例について
説明を行う。
【０１４１】（表面電位測定用電極の構成）図１１は、
本実施の形態５の画像表示装置の画像表示部６００４の
一部を切り欠いた斜視図である。尚、同図では、本実施
の形態５の放電検知部の一部である表面電位測定用電極
７００２を説明するために、フェースプレートや、側壁
（枠）の一部を切り欠いて図示している。また図１２は
本実施の形態５の画像表示装置の駆動回路の構成を示す
ブロック図である。尚、これらの図において、前述の実
施の形態４の構成と共通する部分は同じ番号で示し、そ
の説明を省略する。
【０１４２】図１１において、７００２は表面電位測定
用電極である。
【０１４３】本実施の形態５の放電検知部は、表面電位
測定用電極７００２と、後述する表面電位測定部を備え
ている。即ち、本実施の形態５では、素子基板１００１
上に新たに表面電位測定用電極７００２を複数個設けて
いる。これら表面電位測定用電極７００２の形状はさま
ざまな形が考えられるが、本実施の形態５では、図１１
に示すパターンの電極を複数設けた。
【０１４４】これら表面電位測定用電極７００２は、素
子基板１００１上に行配線１００３、列配線１００４、
冷陰極素子１００２などとは電気的には絶縁された状態
で配置されていて、真空容器の外部端子Ｄs1〜Ｄs14を
介して、外部回路と接続されている。
【０１４５】ここで表面電位測定用電極７００２を素子
基板１００１上に複数配置したのは、素子基板１００１
の表面電位の上昇を幾つかの領域毎に独立してモニタ
し、その基板１００１上で放電が発生した際には、その
放電が生じているエリア情報も併せて記録することによ
り、その放電が起きている原因を推定し易くすることを
目的としている。こうして放電発生の原因の推定が可能
になれば、例えば、画像表示装置を正常な動作に回復さ
せるために適切な回復動作を施すことも可能になる。な
お、これら表面電位測定用電極７００２は、材質的には
導電性が十分あればよく、行配線１００３、列配線１０
０４、もしくは、素子電極などと同様な材料で形成可能
であり、それらを基板上に作製する際に同時に作製する
ことができる。尚、本実施の形態５では、素子電極（図
１９の１１０２，１１０３）と同様な製法で作製を行っ
た。
【０１４６】（表面電位測定用電極７００２と表面電位
測定系、放電記録部等の接続）図１２は、本実施の形態
５の画像表示装置の画像表示部６００４と、それを駆動
するためのドライバ６００２，６００３、表面電位測定
部６０１６、放電記録制御部６００８ａなどの接続を説
明するためのブロック図で、前述と同様の構成は同じ記
号で示している。
【０１４７】画像表示部６００４の表面電位測定用電極
７００２の引出し端子Ｄs1〜Ｄs14は、同図に示すよう
にそれぞれ入力インピーダンスの高い（１０の13乗Ω以
上）表面電位測定部６０１６に接続されており、その電
位の変化がそれぞれ独立してモニタされている。今、基
板１００１上で放電が発生すると、その箇所の素子基板
１００１上の電位が上昇し、特に沿面放電などの現象に
よって、その放電が発生した箇所だけでなく、その周辺
の導電性のある部材の電位が上昇する。このため、表面
電位測定用電極７００２の周辺で放電が発生した際に
は、その表面電位測定用電極７００２の電位が上昇す
る。こうして、その表面電位測定用電極７００２に接続
されている表面電位測定部６０１６により、その放電が
発生したことを検知することができる。
【０１４８】本実施の形態５の放電記録部６０１２ａ
は、前述の図１０とほぼ同様の構成を備える放電記録制
御部６００８ａとメモリ６００９を備えている。この放
電記録制御部６００８ａが、前述の放電記録制御部６０
０８の構成と異なる点は、外部端子Ｄs1〜Ｄs14に発生
する電位を表面電位測定部６０１６のそれぞれから入力
し、その電圧値を差動増幅回路６１０２で増幅し、その
増幅した電圧値をＡ／Ｄ変換器６１０３でデジタル信号
に変換している点が異なっている。こうして表面電位測
定用電極７００２の各部の表面電位の変化を監視し、表
面電位の変化が所定の大きさを超えた際には放電と判断
し、メモリ６００９に、その放電が発生した日時（放電
が開始された日時と、終了した日時）と、その表面電位
の変化量と、その表面電位の変化が所定値を超えた電極
の番号を記憶する。
【０１４９】また、さらに放電記録制御部６００８ａ
は、サービスマンがこの画像表示装置のメインテナンス
を行う際などに、そのメモリ６００９に記憶されている
放電情報を読み出すことができるように構成されてい
る。こうしてメモリ６００９から読み出された情報は、
インターフェース６０１０を介して外部機器接続用コネ
クタ６０１１を介して外部機器に出力することができ
る。
【０１５０】このような構成の放電検知部と放電記録部
を用いることにより、その放電が発生した際に、その放
電が発生した時刻、その放電の規模（具体的にはアノー
ド電流の変化量）および、その放電が発生した、だいた
いの箇所（領域）に関する情報を履歴として残すことが
できる。
【０１５１】なお、本願発明者らは、放電が発生した箇
所を特定できることは、その放電を引き起こしている原
因を推定する上で非常に有効であることを確認してい
る。この放電の原因が推定できれば、その後に回復動作
を適切に施すことも可能になる。例えば、さまざまなエ
リアでランダムに放電が起きている際には、画像表示部
全体で異常な動作が起きていることが確認でき、このよ
うな場合には、何らかの影響で画像表示部を形成してい
る真空容器内部の真空度の劣化しているのではないかと
推定することができる。
【０１５２】実際、このような放電検知部、放電記録
部、メモリなどを有する画像表示装置を多数作製し、画
像の表示を行ったところ、確率的には非常に小さい確率
ではあるが、長時間の耐久試験を行うと、多数の画像表
示装置の中には、放電が発生するものがあり、メモリ６
００９にその放電の履歴が記録されていた。
【０１５３】上述した放電が発生した画像表示装置の一
つを例に取ってみると、メモリ６００９に記録された放
電の履歴情報によれば、その放電の履歴情報から放電の
発生の仕方がＤＣ的というよりはむしろ瞬間的であっ
た。また、その発生頻度は、長時間耐久試験を行った
際、十分長い時間が経過した後に増加したこと、その発
生している箇所がいつも同じところではなくランダムで
あることから、時間の経過とともに真空度の劣化が生じ
たことが放電の原因ではないかと推測された。
【０１５４】これに対する対策として、真空度を向上さ
せるために前述したように追加的にゲッター材料を加熱
して、ゲッター膜の吸着作用により真空度を向上させ
た。これにより、上述した画像表示装置は、その後一定
の期間、放電の発生が抑制され、長時間耐久試験を行う
以前の状態と変わらない正常な動作が確認された。
【０１５５】以上のように、本実施の形態の画像表示装
置においては、放電に対して、その履歴情報を記憶して
おくことにより、画像表示装置が正常に動作しているか
どうかを確認することができる。また、非常に小さい確
率で生じる放電による異常動作に関して放電の原因の推
測を容易にすることができる。更に、異常動作が発生し
た際にも、放電の原因を推測できることにより、正常な
動作を回復するために適切な処置を施すことができると
いう点で非常に効果がある。
【０１５６】なお、本実施の形態５では、表面電位測定
用電極７００２を図１１に示すように真空容器内の画像
表示エリアの外の１４箇所に配置したが、その個数や、
配置、電極の大きさなどについては、特にこれに限定さ
れるものでない。また、表面電位測定用電極７００２
は、できるだけ広い領域の放電を検知するために真空容
器内部の素子基板１００１上にできるだけ広い面積で配
置することが好ましいが、画像の表示エリアに重なるこ
と製造上不便であるために、表示領域の外側に配置をし
た。
【０１５７】また、表面電位測定用電極７００２の個数
を多くしたほうが、より細かい分解能で放電を検知する
ことが可能となるが、それに接続する表面電位測定回路
などの個数も同様に増大することや、実際どの程度の細
かい領域で放電を検知できるかといったこととの兼ね合
いで電極の個数を決定した。
【０１５８】以上説明したように本実施の形態５の画像
表示装置によれば、放電の発生という異常動作に対し
て、その放電が発生する要因が何であるかを推測するた
めの情報を提供することができる。
【０１５９】さらに、異常動作がおきた際にも、その要
因が放電の発生に基づくものかどうかを推測することが
でき、その後、画像表示装置が正常な動作を回復するた
めに適切な調整を施すための情報を与えることができる
という優れた効果がある。
【０１６０】［実施の形態６］図１３は、本発明の実施
の形態６に係る画像表示装置における表示パネルと周辺
回路との接続を説明するための模式図である。
【０１６１】図において、１０１は表示パネルで、この
構成は前述の図３１の構成と略同様であるが、後述する
破壊検知用の高圧電極１０３や検知用素子１０２及びそ
の端子などを備えている点が異なっている。この表示パ
ネル１０１の駆動回路としては、外部から入力した映像
信号に応じて行配線を順次駆動するための走査信号発生
回路１０９、映像信号に応じて選択された行の各列配線
に、映像信号に応じた変調信号を印加する変調信号発生
回路１１０、さらには加速電圧Ｈｖを入力する高圧電源
１０６等がある。走査信号発生回路１０９は、表示パネ
ル１０１の行端子Ｄx1〜ＤxMを順次選択して所定電圧を
印加しており、変調信号発生回路１１０は列端子Ｄy1〜
ＤyNのそれぞれに映像信号に応じたパルス幅変調信号を
印加している。
【０１６２】更に本実施の形態６では、表示パネル１０
１の素子基板上の画像表示領域と異なる場所に、少なく
とも１つの破壊検知用の冷陰極素子１０２を設けてい
る。また、この破壊検知用の冷陰極素子１０２の上方
（フェースプレート側）には破壊検知用の高圧電極１０
３を配置し、この破壊検知用の冷陰極素子１０２から放
出された電子を補足できるようにしている。尚、この破
壊検知用の高圧電極１０３には、表示されるべき画像と
無関係な発光を防ぐために、電子の衝突により発光する
蛍光体を設けないのが望ましい。また、この破壊検知用
の高圧電極１０３には、端子１２１を介して、高圧電源
１０６の出力Ｖａを抵抗１１１（抵抗値Ｒ１）と抵抗１
１２（抵抗値Ｒ２）とにより分圧した電圧｛Ｖａ×Ｒ２
／（Ｒ１＋Ｒ２）｝を印加している。
【０１６３】本実施の形態６では、破壊検知用の高圧電
極１０３へ印加する電圧は、放出電流の補足が可能で、
しかもできるだけ低い電圧（約８０［Ｖ］）になるよう
に、これら抵抗値Ｒ１，Ｒ２を設定している。このよう
に破壊検知用の高圧電極１０３へ印加する電圧を低くす
る理由は、破壊検知用の高圧電極１０３に直列に接続し
ている電流計１０４に対して耐高電圧対策（アイソレー
ション）を施す必要をなくして、コストを低減するため
である。
【０１６４】このような気密容器の破壊検出手段（破壊
検知用の冷陰極素子１０２、破壊検知用高圧電極１０３
等）によって、気密容器の破壊を検知する方法について
以下に説明する。
【０１６５】いま不図示の主電源から本実施の形態６の
画像表示装置に電力が投入されると、パルス発生器１０
７から破壊検知用の冷陰極素子１０２に電子放出を起こ
すための電圧パルス（電圧Ｖf）を端子１２０を介して
印加する。尚、このパルス発生器１０７は、後述する制
御部１０５からの信号により動作を開始するようにして
もよい。これと同時に、破壊検知用の高圧電極１０３と
高圧電源１０６の間に直列に接続した電流計１０４によ
り、破壊検知用の冷陰極素子１０２からの放出電流Ｉe
を測定する。ここでもし、表示パネル１０１の気密容器
の破壊が発生していた場合には、その気密容器の内部が
大気圧に暴露されているため、破壊検知用の冷陰極素子
１０２からの電子放出が停止し、放出電流Ｉeが検出さ
れない状態になる。従って、冷陰極素子１０２に電子放
出を起こすための駆動電圧パルスを印加しても放出電流
Ｉeが検出されない場合には、その気密容器が破壊した
と判定することができる。尚、このような制御は制御部
１０５によって行われる。即ち、制御部１０５は、パル
ス発生器１０７からパルス信号が冷陰極素子１０２に印
加され、かつ高圧電源１０６から高電圧Ｖａが高圧電極
１０３に印加されている状態で電流計１０４により電流
が検出されないときには、表示パネル１０１の気密容器
に何らかの異常が発生したものとして、高圧電源１０６
からの高電圧の供給を停止させる。またこの時、パルス
発生器１０７の動作を停止してもよい。
【０１６６】このような制御部１０５による処理を示し
たのが図１４に示すフローチャートである。この実施の
形態６の電子源の異常検知とその制御方法では、この図
１４のフローチャートで示すような、気密容器の破壊の
検知処理を画像表示装置の主電源が投入されている期間
中、常時行っている。
【０１６７】図１４に示す処理は装置の電源が投入され
ることにより開始され、まずステップＳ１で、電流計１
０４により測定された電流値を基に、破壊検知用の冷陰
極素子１０２からの放出電流Ｉeを測定する。次にステ
ップＳ２に進み、その電流値が検出されたかどうかを調
べ、放出電流が検出されないときはステップＳ３に進
み、高圧電源１０６の駆動を停止する。
【０１６８】一方、ステップＳ２で放出電流が検出され
たときはステップＳ４に進み、主電源がオフされたかど
うかをみる。そうでないときはステップＳ１に戻り、前
述の処理を実行するが、オフされたときは、そのまま処
理を終了する。
【０１６９】このようにして、もし気密容器の破壊によ
る放出電流が検出されない状態を検知した場合は、制御
部１０５により画像表示部への駆動電圧（高圧電極１０
８へ印加している高電圧を含む）の供給を止める。尚、
この場合、ステップＳ３において、更にパルス発生器１
０７によるパルス出力を停止させてもよい。
【０１７０】以上説明した本実施の形態６の制御方法に
よれば、電子源の気密容器が破壊した場合に生ずる漏電
や感電等の危険を排除することができる。尚、本実施の
形態６では、破壊検知用の冷陰極素子１０２に印加した
電圧パルスＶfは、波高値１６．０［ｖ］、パルス周期
１［ｍｓ］、パルス幅０．１［ｍｓ］の矩形波とした。
【０１７１】＜画像表示装置の概要説明＞次に、本発明
の実施の形態に係る画像表示装置の表示パネル１０１の
構成と、その製造法について、具体的な例を示して説明
する。
【０１７２】図１５は、本実施の形態６に係る表示パネ
ル１０１の斜視図であり、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。なお、
この図１５において、前述の図３１と共通する部分は同
じ番号で示し、それらの説明を省略する。
【０１７３】図において、１２０は、パルス発生器１０
７（図１３）から破壊検知用の冷陰極素子１０２にパル
ス電圧を印加するための端子、１２１は破壊検知用の高
圧電極１０３に高電圧を印加するための端子である。
尚、図１５では図示の関係上、は破壊検知用の高圧電極
１０３は省略して示している。
【０１７４】本発明の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。
【０１７５】次に、冷陰極素子として表面伝導型放出素
子（後述）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。
【０１７６】図１６に示すのは、上述の実施の形態の表
示パネルに用いたマルチ電子源の基板３１１１（１００
１）の平面図である。
【０１７７】基板３１１１上には、後述の図１９（ａ）
（ｂ）で示すものと同様な表面伝導型放出素子が配列さ
れ、これらの素子は行配線３１１３と列配線３１１４に
より単純マトリクス状に配線されている。そして、これ
ら行配線３１１３と列配線３１１４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。
【０１７８】図１６のＢ−Ｂ’に沿った断面を図１７に
示す。
【０１７９】なお、このような構造のマルチ電子源は、
予め基板３１１１上に行配線３１１３、列配線３１１
４、電極間絶縁層（不図示）、および表面伝導型放出素
子３１１２の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行配
線３１１３および列配線３１１４を介して各素子に給電
して通電フォーミング処理（後述）と通電活性化処理
（後述）を行うことにより製造した。
【０１８０】本実施の形態においては、気密容器のリア
プレート３１１５にマルチ電子源の基板３１１１を固定
する構成としたが、マルチ電子源の基板３１１１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３１１１自体を用いて
もよい。
【０１８１】また、フェースプレート３１１７の下面に
は、蛍光膜３１１８が形成されている。本実施の形態の
表示パネル１０１（１）はカラー表示装置であるため、
蛍光膜３１１８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１８（Ａ）に示すようにスト
ライプ状に塗り分けられ、これら蛍光体のストライプの
間には黒色の導電体１０１０が設けてある。黒色の導電
体１０１０を設ける目的は、電子ビームの照射位置に多
少のずれがあっても表示色にずれが生じないようにする
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。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。
【０１８２】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図１
８（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１８（Ｂ）に示すようなデルタ状配列
や、それ以外の配列であってもよい。なお、モノクロー
ムの表示パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材料
を蛍光膜３１１８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。
【０１８３】また、蛍光膜３１１８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３１１９
を設けてある。このメタルバック３１１９を設けた目的
は、蛍光膜３１１８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
３１１８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３１１
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３１１９は、蛍光膜３１１８をフェ
ースプレート３１１７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３１１８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３１１９は用いない。
【０１８４】また、本実施の形態では用いなかったが、
加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、
フェースプレート３１１７と蛍光膜３１１８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。
【０１８５】通常、冷陰極素子である本実施の形態の表
面伝導型放出素子への３１１２への印加電圧は１２〜１
６［Ｖ］程度、メタルバック３１１９と冷陰極素子３１
１２との距離ｄは０．１［ｍｍ］から８［ｍｍ］程度、
メタルバック３１１９と冷陰極素子３１１２間の電圧
０．１［ｋＶ］から１０［ｋＶ］程度である。
【０１８６】［実施の形態７］図３３は、本発明の実施
の形態に用いた表示パネルの斜視図であり、その内部構
造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。
【０１８７】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。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、４００〜５００℃で１０分以上焼成することにより
封着を達成した。この気密容器内部を真空に排気する方
法については後述する。
【０１８８】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１００２
がＮ×Ｍ個形成されている。ここでＮ，Ｍは２以上の正
の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定
される。例えば、高品位テレビジョンの表示を目的とし
た表示装置においては、Ｎ＝３０００，Ｍ＝１０００以
上の数を設定することが望ましい。本実施の形態におい
ては、Ｎ＝３０７２，Ｍ＝１０２４とした。これらＮ×
Ｍ個の冷陰極素子は、Ｍ本の行配線１００３とＮ本の列
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。
【０１８９】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。
【０１９０】また、フェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施の形態は
カラー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分には
ＣＲＴの分野で用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光
体が塗り分けられている。各色の蛍光体は、例えば図１
８（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。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。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。
【０１９１】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図１
８（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１８（Ｂ）に示すようなデルタ状配列
や、それ以外の配列であってもよい。なお、モノクロー
ムの表示パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材料
を蛍光膜１００８に用いればよく、また黒色導電材料は
必ずしも用いなくともよい。
【０１９２】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
を設けている。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、電子ビームの加速電圧を印
加するための電極として作用させるためや、蛍光膜１０
０８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を低電圧用の蛍光
体材料を用いた場合には、メタルバック１００９は用い
ない。
【０１９３】なお、本実施の形態では、以降、フェース
プレート側の加速電圧（高圧）の印加用の電圧のことを
アノード電極と呼ぶこととし、それらは、蛍光体、黒色
導電体、メタルバックを含めるものとする。
【０１９４】また、本実施の形態では用いなかったが、
加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、
フェースプレート基板１００７と蛍光膜１００８との間
に、たとえばＩＴＯを材料とする透明電極を補助的なア
ノード電極として設けてもよい。
【０１９５】また、Ｄx1〜ＤxM及びＤy1〜ＤyN及びＨｖ
は、この表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接
続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。
Ｄx1〜ＤxMはマルチ電子源の行配線１００３と、Ｄy1〜
ＤyNはマルチ電子源の列配線１００４と、Ｈｖはフェー
スプレートのメタルバック１００９と電気的に接続され
ている。
【０１９６】また、この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、この気密容器内を１０のマイナス７
乗［torr］程度の真空度まで排気する。その後、その排
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のマイナス５乗乃至は１×１０のマイナス７乗［to
rr］の真空度に維持される。
【０１９７】以上、本実施の形態に係る表示パネルの基
板構成と製法を説明した。
【０１９８】（マルチ電子源を駆動するための駆動回
路）以下、図面を用いて本実施の形態７の駆動回路にお
ける表示方法について詳細に説明する。以降では、走査
方法を線順次走査とし、表示画像に階調をつけるため
に、一水平走査時間（１Ｈ）内の電子放出期間を変調信
号の時間幅で制御することにより蛍光体の発光総量を制
御し、階調表現することを基本としている。
【０１９９】図３５は、本実施の形態に係る画像表示装
置の電気回路の構成とそれらの接続を表わした図であ
る。
【０２００】同図において、３５２１はＮＴＳＣなどの
映像信号から、水平同期信号、垂直同期信号、ディジタ
ル映像信号などを作成するための回路である。この中に
は映像中間周波数回路、映像検波回路、同期分離回路、
ローパスフィルタ、Ａ／Ｄ変換回路、タイミング制御回
路などが含まれる。
【０２０１】３５２２は、本実施の形態の画像表示装置
の画像表示部である。３５２３は、画像表示部３５２２
の行配線を駆動するための走査信号側ドライバであり、
信号分離回路３５２１で分離／作成された水平同期信号
に基づいて、後ほどタイミングチャートで述べるような
走査信号を出力する回路である。３５２４は、画像表示
部３５２２の列配線を駆動するための変調信号側ドライ
バであり、信号分離回路３５２１で分離／作成された水
平同期信号、垂直同期信号、ディジタル映像信号などか
ら、後ほどタイミングチャートで述べる変調信号を出力
する回路である。
【０２０２】本実施の形態に係る画像表示装置の画像表
示部３５２２を駆動する際に、行配線（即ち、走査信号
を供給する側の配線）、列配線（即ち、変調信号を供給
する側の配線）の引き出し線に印加する電圧のタイミン
グチャートの一例が図８と同様に表わされる。同図のタ
イミングチャートは前記画像表示装置のある行Ｉ、（Ｉ
＋１）、（Ｉ＋２）を順々に駆動している時のＩ、（Ｉ
＋１）、（Ｉ＋２）行の行配線に印加している電圧と、
変調信号側である列配線Ｊ、（Ｊ＋１）、（Ｊ＋２）列
の列配線に印加している電圧を表わした図である。（必
然的に１＜Ｉ＜Ｍ−２、１＜Ｊ＜Ｎ−２、Ｍは行配線本
数、Ｎは列配線本数である。
【０２０３】同図では、１水平走査期間ＫではＩ行目の
行を表示し、期間（Ｋ＋）では（Ｉ＋１）行目の行を表
示し、期間（Ｋ＋２）では（Ｉ＋２）行目の行を表示し
ている。
【０２０４】線順次走査する際の走査側である行配線
は、１水平走査期間（以降１Ｈとする）ごとに順番に選
択され、選択された行の行配線には、１Ｈに相当するパ
ルス幅をもつ、波高値−Ｖf／２（Ｖfはここでは駆動電
圧であり、およそＶf＝２Ｖth）の走査信号が順番に印
加されていく。走査は全行配線について行われた後は、
また初めの行から順番に繰り返される。また列配線に
は、行配線に印加する走査信号と同期して、選択された
行に表示する映像信号に対応した期間Ｖf／２の波高値
を有する変調信号が全列配線に印加される。この変調信
号は、走査信号の立ち下がりと同期して立ち上がり、映
像信号に対応した時間だけ波高値Ｖf／２の状態を維持
したあと立ち下がる。（以降変調信号が立ち上がってか
ら、次に立ち下がるまでの期間を単に変調信号のパルス
幅と呼ぶ。）この変調信号のパルス幅は、選択された行
に表示する映像信号のＲ，Ｇ，Ｂの３色に分解した時の
それぞれの輝度に対応しているが、実際には、高品位な
画像を表示するためにさまざまな補正をかけるため単純
な比例関係ではない。このように電圧を印加することに
より、選択された行の冷陰極素子には、変調信号のパル
ス幅だけ、駆動電圧Ｖfが印加される。
【０２０５】ここで、冷陰極素子の放電電流ＩeはＶfに
対して、上述したような明確な閾値特性を持っているた
め、この結果、選択された行には、所望の映像信号に対
応した画像が表示される。更に、線順次に走査を行って
いくことにより、画像表示部３５２２内の全冷陰極素子
に亙って画像の表示が行われる。
【０２０６】本実施の形態では、素子基板の表面電位測
定部（表面電位測定系）を複数個用いて、冷陰極素子を
配置している素子基板の表面電位をモニタし、放電の検
知を行い、放電発生時に表示装置（以後、表示パネルと
呼ぶ）のフェイルセーフを行う。又、表面電位電極の電
位の履歴をメモリに記録し、放電に対するフェイルセー
フの対処方法を決定する。
【０２０７】次に、この表示パネル内構成と表面電位測
定用電極の説明をする。
【０２０８】図３４は本実施の形態７の表示パネルの一
部を切り欠いた斜視図である。尚、図では本実施の形態
の放電検知部の一部である表面電位測定電極を説明する
ために、フェースプレートや側壁（枠）の一部を省略し
て図示している。
【０２０９】図３４において、３４１１は素子基板、３
４１２は冷陰極素子、３４１３は行配線、３４１４は列
配線、３４１５はリアプレート、３４１６は側壁（枠）
である。又３４１７は、表面電位測定電極で、３４１８
は表面電位測定電極の周辺をガードするガード電極であ
る。本実施の形態７では、素子基板３４１１の周辺に表
面電位測定電極３４１７を複数配置し、電極形状として
は矩形状の電極形状とした。又表面電位測定電極３４１
７の周りをガード電極３４１８で覆うことで、表示パネ
ル内の表示部への電位の影響を避けることと、表面電位
電極の電位値を精度よく測定することが可能となる。
尚、表面電位測定電極３４１７の形状は矩形以外でもよ
く、電位値が計測できれば形状は問わない。又、上記の
電極数も特に限定はしないが、本実施の形態７では、表
示パネル内の周辺に複数配置することで、表面の電位状
態を表示パネル内の領域に分けて独立にモニタでき、ど
の部分での放電が発生したのかを特定することが可能と
なる。
【０２１０】表面電位測定電極３４１７は、素子基板状
に行配線３４１３、列配線３４１４、冷陰極素子３４１
２などとは電気的に絶縁されて配置されていて、真空容
器の外部へ引き出し線Ｄs1〜Ｄs14を介して引き出され
ている。更に、表面電位測定電極３４１７は行配線、列
配線の電極材料と同じ材料を用いることから、配線等の
作製時に表面電位測定電極３４１７も同時に作製するこ
とができる。これらは材質的には導電性があればよいの
で配線材料は同質でなくても特に問題ない。
【０２１１】次に、図３５を用いてフェイルセーフ機能
を実現するための回路構成について述べる。３５２５は
前述したように、表面電位電極３４１７の取り出し配線
から電位信号を出力するための電位測定部である。ここ
で表面電位電極３４１７及び電位測定部３５２５が電位
計測手段を構成する。次に、電位出力をメモリ等に記憶
する放電記録分があり、放電記録制御部３５２９とメモ
リ３５２０とで構成されている。更に、表面電位の値を
検出する表面電位検出部が、電位値をコンパレートする
コンパレータ３５２１１と検出部３５２１２で構成され
ている。表面電位測定部３５２５からの出力は、表面測
定電極よりも非常に入力インピーダンスの高い測定器で
電位信号を受けた後、適当なゲインをかけて電位出力し
ている。そしてそれらの信号は、アナログ値として入力
されている。この場合、表面電位出力はデジタル値とし
て出力されても良く、回路構成上最適と考えられる構成
でよい。ここで、コンパレータ３５２１１と検出部３５
２１２を含む表面電位検出部が放電検知手段を構成し、
放電記録制御部３５２９とメモリ３５２１０を含む放電
記録部が異常計数手段を構成する。
【０２１２】次に、フェイルセーフを行う制御としてフ
ェイルセーフ制御部があり、判定回路３５２１４と処理
制御部３５２１３を含んでいる。処理制御部３５２１３
は、実際にフェイルセーフを行うための信号を出力し、
それらはユーザ（オペレータ）等に警告情報を出力する
ための警告出力手段３５２１６と、表示パネル内のマト
リクス素子に印加するためのＶf、Ｖa電源の制御部３５
２６，３５２７，３５２８と、表示回路系の電源電圧を
制御している駆動回路電源部３５２１５に入力されてい
る。
【０２１３】警告出力手段３５１２６は、表示インジケ
ータやスピーカ等で構成されている出力部３５２１７に
対して最適な情報を表示するための制御手段であり、制
御信号に応じてスピーカ３５６３もしくはインジケータ
部３５６２の駆動を行う。次に、＋Ｖf制御部３５２
６、−Ｖf制御部３５２７、Ｖa制御部３５２８は、処理
制御部３５２１３からの信号に応じて、素子への印加電
圧を制御するための制御部である。従って、処理制御部
３５２１３からの信号によってＶf、Ｖaの電源電圧のカ
ットもしくは電圧値の変更を行う機能を有している。そ
れにより、変調信号側ドライバ３５２４や、走査信号側
ドライバ３５２３を通しての素子電圧の供給、表示パネ
ルのフェースプレート側へのアノード電圧の印加を制限
することにより素子が動作点電圧以下となり、素子電流
Ｉfや放出電流Ｉeを抑制することが可能となる。
【０２１４】駆動電源部３５２５は、表示回路系全体へ
の電源供給の他に、変調信号側ドライバ３５２４、走査
信号側ドライバ３５２３の駆動回路系の電源電圧の制御
（主にディジタル、アナログ回路系）を行っていること
から、処理制御部３５２１３からの制御によっては、表
示回路系の電源電圧の供給の制限を行うことができ、本
実施の形態で行っている線順次走査によるパルスは部変
調駆動を停止させることができる。
【０２１５】次に、本実施の形態７において、放電時で
のフェイルセーフを実現させるための、各制御部の具体
的な制御方法について述べる。
【０２１６】放電記録制御部３５２９は、表面電位測定
部３５２５から出力された電位信号をメモリ３５２１０
に記憶するための制御を行っている。具体的には、アナ
ログ信号として入力されたＤs1〜Ｄs14の電位出力を所
定のタイミングでＡ／Ｄ変換してメモリ３５２１０に書
き込む。このメモリ３５２１０に書き込む情報として
は、Ｄs1〜Ｄs14のロケーションに対応した表面電位量
と、計測を行った時刻データ（日時）が書き込まれる。
従って、メモリ３５２１０は、例えば表面電位量を位置
ごとに各々分割したメモリ構成であってもよく、更に計
測を行った時刻等に対応して書き込まれてもよい。これ
らのメモリ構成は、例えば判定回路３５２１４から電位
量を読み込む時や、外部からメモリ情報をアクセスする
時に、情報として最も適する構成としておくことが望ま
しい。
【０２１７】メモリ３５２１０に放電情報を書き込むタ
イミングとしては、検出部３５２１２からの信号を基に
外部入力信号を使ってのＡ／Ｄ変換を行う方法でもよい
し、或いは内部に持つインターナルな信号を使ってＡ／
Ｄ変換及びメモリ３５２１０への書き込みを行ってもよ
い。本実施の形態では両者の機能を備えた方法を備え
た。
【０２１８】次に、表面電位検出部のコンパレータ３５
２１１では、表面電位測定部３５２５からのアナログ的
な電位信号を設定された閾値Ｖthに対して比較し、閾値
Ｖth以上もしくは以下の電位に対してロジック的な信号
（例えばＴＴＬレベル）に変換し検出部３５２１２に入
力している。コンパレータ３５２１１のＶthの設定は外
部からの設定を可能とし、表示パネルの状態に応じて可
変することも可能である。又、コンパレータ３５２１１
は、表面電位量の絶対値を直接検出部３５２１２に入力
するためのバッファアンプでもよい。
【０２１９】検出部３５２１２は、コンパレータ３５２
１１からの信号を基に、複数の表面電位電極３４１７の
どの位置の電極がＶthを越えているかの検出と、Ｖth以
上の信号が検出された後、放電した時の検知を行う手段
を有している。それらの信号タイミングは図３６で説明
される。
【０２２０】図３６では、放電した任意の表面電位電極
３４１７の出力電位ａの状態の変化を、時間の変化に対
して示し、更にコンパレータ３５２１１で設定されてい
るＶthに対して表面電位出力が超えた時のコンパレータ
信号と放電を検知するための信号タイミングをＳ１、Ｓ
２で示している。
【０２２１】表示パネル内で放電が発生する前兆として
は、表示パネル内のマトリクス上での電位が時間ととも
に上昇する傾向があることが解っている。これらは表示
パネル内の雰囲気状態の劣化とともに素子或は素子配線
の電極上に電荷が蓄積することが一要因であるとされて
いるが、表示パネルの駆動条件によっても影響されるも
のである。
【０２２２】以上の様な要因で、電位ａの様に、表面電
位出力が設定Ｖthを越えた時、コンパレータ信号がＬ→
Ｈに変化する。この変化時Ｔ１では例えば検出部３５２
１２内でラッチ回路を設け、ラッチクロックとしてコン
パレータ信号を入力する。ラッチ回路は、この入力され
たコンパレータ信号によってＳ１なるラッチイネーブル
信号を出力する。次に、時間Ｔ４においてＶthを越えた
表面電位電極の近傍で放電が発生した場合、表面電位電
極３４１７の電位は放電によって瞬時に降圧してＶth以
下となる。これによりコンパレータ信号はＨ→Ｌに変化
する。
【０２２３】放電検知は、上記の現象を回路的に検知す
るため、ラッチイネーブル信号Ｓ１により維持されてい
る時にコンパレータ信号がＨ→Ｌに変化した時点の信号
を放電として判断している。尚、表面電位がＶth以下の
場合、つまり図３６の非放電時での電位状態では、ラッ
チイネーブルっ信号Ｓ１が出力されないためディセーブ
ル状態のままであるため、信号Ｓ２に変化があっても放
電とみなされない。
【０２２４】従って、放電発生の検知では必ず放電発生
近傍の表面電位電極３４１７の電位がＶthを越えている
ため、その推測もある程度可能となる。更に別の方法と
して、表面電位の絶対値を入力して検知する場合には、
例えばＡ／Ｄ変換とＣＰＵ等の演算処理系を用いて、表
面電位量をデジタル的な値に変換した後、演算処理にて
放電検知をしてもよい。
【０２２５】以上の様に、表面電位検出部では、複数の
表面電位電極からの出力値に対して、コンパレータ信号
を基にして放電検知を行っており、検出部３５２１２
は、放電時での検知信号を放電記録制御部３５２９とフ
ェイルセーフ制御部内の判定回路３５２１４に出力して
いる。
【０２２６】次に、フェイルセーフ制御では、表示パネ
ルのフェイルセーフを実現するために、検出部３５２１
２とメモリ３５２１０からの信号を受け取る判定回路３
５２１４と処理制御３５２１３とを備えている。この判
定回路３５２１４では、検出部３５２１２から入力され
た放電検知信号やパネル内のメモリ３５２１０の情報を
もとに表示パネルに対してのフェイルセーフをどの様に
行うかの判断が行われる。本実施の形態では、フェイル
セーフを行うシーケンスを３つのモードに分類し、これ
は判定回路３５２１４内のシーケンサに従って実行され
る。ここで、判定回路３５２１４はシーケンス判定手段
に相当し、判定回路３５２１４と処理制御３５２１３と
が保護制御手段を構成する。
【０２２７】図３７は、本実施の形態で用いたフェイル
セーフシーケンスを示すフローチャートである。
【０２２８】まずステップＳ１０１において、検出部３
５２１２及びメモリ３５２１０からの信号により、表示
パネル内が異常状態であることを認識する。次に、ステ
ップＳ１０２では、異常状態からどのようなフェイルセ
ーフシーケンスが最も適しているかの判定を行う。
【０２２９】本実施の形態７では、処理レベルを３つの
モード（ＭＯＤＥ）に分類し、その異常状態に応じたシ
ーケンスを実行している。まず、ＭＯＤＥ１では、ユー
ザ（オペレータ）に警告表示、もしくは音声によるお知
らせのみを行う。又ＭＯＤＥ２は、前述のお知らせを行
った後、駆動電源系の電源を制御する。更にＭＯＤＥ３
では、お知らせを省き、直接駆動系の全てをオフにす
る。実際にはどのシーケンスが実行されるかは、表示パ
ネル内の異常度によって決定され、ＭＯＤＥ１〜３まで
のシーケンスの中でＭＯＤＥ１，２は比較的異常状態の
レベルが低く、表示パネル内で再度自動復帰を可能とす
るのに対して、ＭＯＤＥ３では異常状態が高いと判断さ
れ、自動での復帰を行わない様にしている。
【０２３０】次に、設定されたシーケンスに応じたフロ
ーを説明する。まずステップＳ１０３では、処理シーケ
ンスの選択が行われ、例えばＭＯＤＥ３が実行される場
合にはステップＳ１０９へ、ＭＯＤＥ１，２の場合には
ステップＳ１０４に移る。そしてステップＳ１０４で
は、ＭＯＤＥ１，２のシーケンスとして警告表示の判定
が行われる。
【０２３１】ステップＳ１０５においては、警告表示の
内容は異常状態のレベルに対応したものであり、図３８
に示したように、画像表示装置３８６１の前面のメッセ
ージ用インジケータ３５６２に表示したり、音声出力の
スピーカ３５６３を設けてメッセージを発生させてもよ
い。例えば、ＭＯＤＥ１の場合には放電は検出されず、
電位の状態も安定している場合には、メッセージ用イン
ジケータ３５６２やスピーカ３５６３からは、定期的な
表示装置のメンテナンスを促す様にしたり、又ＭＯＤＥ
２の様に放電が発生した時には緊急を要すると判断し
て、ＴＶの電源をオフにするようにオペレータに知らせ
てもよい。ここで、メッセージ用インジケータ３５６２
及びスピーカ３５６３が情報伝達手段を構成している。
次に、ステップＳ１０６では、ＭＯＤＥ２を実行するか
否かの判定が行われ、ＭＯＤＥ１の場合にはフェイルセ
ーフ終了する。
【０２３２】ＭＯＤＥ２の場合にはステップＳ１０７の
駆動電源制御指示が行われる。この制御指示では、ステ
ップＳ１０８で実行される電源制御のどの系を制御する
のかの判別が行われ例えば、Ｖa、Ｖfの電源制御が対象
とされる。これらの制御もしくは動作は、前述した様に
表示パネル内の冷陰極素子の駆動電圧そのものをオフす
る場合と、表示回路系の電源電圧部もオフする場合とに
別れる。放電による原因が例えば、回路系での熱的な要
因により不具合が発生した場合によるものであれば、表
示回路系と素子駆動電圧の両者をオフする必要があり、
逆に回路系が正常である場合には、表示パネル内の素子
自体に原因があると判断されると素子駆動電圧のみをオ
フにする。これらの判断は、処理制御部３５２１３が駆
動回路電源部３５２１５の出力電流値を放電が発生した
時点で過電流状態であるかどうかのモニタを行うことで
判別が可能となる。
【０２３３】又、ＭＯＤＥ３が選択された場合には、ス
テップＳ１０３からステップＳ１０９に進み、駆動系全
体の電力がオフされるが、その時の制御系では、無条件
で駆動回路系の電源部３５２１５とＶf、Ｖaの出力制御
部３５２６，３５２７，３５２８の各々がオフされる。
【０２３４】以上、上記の各制御部によって、本実施の
形態７では、放電時での検出と放電が起こった場合での
放電の抑制と、表示パネルへのフェイルセーフが実現さ
れており、放電の検出においては図３６で示した検出手
段を用いている。又、フェイルセーフのシーケンスとし
てのＭＯＤＥ分けの判断処理として、例えば、放電の発
生が複数に亙る場合や連続して発生する場合、更に外的
な作用によって表示パネル自体の破損等が生じた場合な
どは、その表示パネル内の真空度（雰囲気や圧力）が非
常に悪いと判断されてＭＯＤＥ３が実行される。それに
対して放電の回数の頻度が非常に少なく、表示パネル自
体への影響が少ない場合などはＭＯＤＥ２が設定され、
更に表面電位電極３４１７の電位状態がＶth以下やＶth
を超える状態にあっても放電は発生せず電位が安定して
いる場合などは、ＭＯＤＥ１が設定される。
【０２３５】［実施の形態８］次に、本発明の実施の形
態８について説明する。本実施の形態８では、素子基板
の表面電位測定部（表面電位測定系）を複数個用いて、
冷陰極素子を配置している素子基板の表面電位の履歴を
記録しているメモリからの情報をもとに、表面電位電極
の電位の時間的な変化を測定し、その変位量に応じて放
電発生の推測とユーザへのお知らせを行う。又これと同
時に、フェイルセーフのモード設定も行い放電に対する
パネルの保護を行う。
【０２３６】本実施の形態８では、実施の形態７で説明
した図３４、図３５及び図８の構成と同じであるため詳
細な説明は省略する。図３６に表面電位電極３４１７の
電位変化を示す。表示パネル内部の各電極部の電位は、
表面電位測定部３５２５を通し、放電記録部制御３５２
９によってメモリ３５２１０に書き込まれる。このメモ
リ３５２１０への書き込み方法については実施の形態７
と同様である。図３６に示した任意の電位量の変化を例
にとると、放電を起こす様な電位ａは時間とともに徐々
にその電位量の変化の増加が見られる。逆に放電が起こ
らない電極上の電位ｂでは電位の変化はほとんどなく安
定している。
【０２３７】そのため、表示パネル内の放電に対する推
測を行うためには、図３５での判定回路３５２１４から
メモリ３５２１０にアクセスしてメモリ内に書き込まれ
た複数の表面電位量を読み取る（本実施の形態８ではわ
かりやすくするため２つの電極上の電位ａ，ｂを例にと
る）。ここで、判定回路３５２１４及びメモリ３５２１
０が電位変化率算出手段を構成する。
【０２３８】例えば図３６では、時刻Ｔ１における電位
ａ，ｂの電位量はＶt1，Ｖt1'に相当する。次に所定の
時間を経過した後に時刻Ｔ２における電位量Ｖt2，Ｖt
2'の電位量を読み取る、同様に時刻Ｔ３における電位量
Ｖt3，Ｖt3'の電位量を読み取る。そして、これら読み
取られた電位量の変化をΔＴ1、ΔＴ2における電位量の
変化ΔＶ1，ΔＶ1'，ΔＶ2，ΔＶ2'の算出を行う。以上
異常の方法により、ある所定の時間における電位量の変
化を知ることができる。そのため、図３６で放電が起こ
る様な電位ａの電位量変化ΔＶ1，ΔＶ2は、非放電時の
電位ｂの電位量ΔＶ1'，ΔＶ2'よりも各々大きいことが
判る。
【０２３９】判定回路３５２１４では、上記算出された
電位量変化を予め設定された設定値と比較することによ
り、電位量の変化が放電を発生させる要因となるかどう
かの判断を行う。ここで、放電予測手段は、表面電位電
極３４１７及び電位測定３５２５からなる電位計測手段
並びに判定回路３５２１４及びメモリ３５２１０からな
る電位変化率算出手段から構成される。この設定値は、
時間に対する電位の変化の傾きを規格化したものとし、
その値に基づいて比較される。
【０２４０】図３６の例でみれば、ΔＶ1，ΔＶ2の電位
の変化の傾きは設定値に対しての変化量が大きく、又Δ
Ｖ1'，ΔＶ2'の電位の変化の傾きは設定値に対して小さ
いと判定された場合のように、表示パネル内での表面電
位量の変化が各々異なり、設定値と比較してもその判断
が異なる場合には、放電に対するフェイルセーフを行う
ためにΔＶ1，ΔＶ2の電位の変化に対するフェイルセー
フの対処が優先される。
【０２４１】特定回路３５２１４からメモリ３５２１０
へのアクセスは、表示パネル内の状態を把握するために
定常的に、複数ある表面電位電極の電位量を読み取って
もよく、又必要に応じてアクセスしてもよい。
【０２４２】更に、別の方法として表面電位測定部３５
２５から表面電位の絶対値を用いる方法がある。その場
合には、メモリ３５２１０からの読み取りは行わず、表
面電位検出部のコンパレータ３５２１１と検出部３５２
１２によって実現される。絶対値を入力するためにコン
パレータ３５２１１はバッファアンプとして用い、検出
部３５２１２では放電を推測するために、電位量の時間
的変化とその比較を行った後、例えば異常値であるΔＶ
1，ΔＶ2を判定回路３５２１４に出力する。電位量の時
間的変化の算出方法は前述した方法と同様でよく、判定
回路３５２１４で行っている処理機能を検出部３５２１
２で行うことで可能としている。検出部３５２１４の内
部構成としては、前述の実施の形態７でも述べた様に、
Ａ／Ｄ変換回路とＣＰＵ等の演算処理系を用いて行って
もよい。この場合には、コンパレータ３５２１１と検出
部３５２１２から電位変化率算出手段が構成され、この
電位変化率算出手段と判定回路３５２１４から放電予測
手段が構成される。
【０２４３】次に、図３９に本実施の形態８で用いたフ
ェイルセーフシーケンスを示す。
【０２４４】このフェイルセーフに対する対応として上
記電位ａのΔＶ1，ΔＶ2の変化に対して、判定回路３５
２１４では、まずその電位の変化が近い将来放電を起こ
す可能性があると判断し（ステップＳ１１１）、ユーザ
（オペレータ）へ異状状態であることのお知らせが、処
理制御部３５２１３と警告手段３５２１６を通して行わ
れる（ステップＳ１１３）。ここでは、処理制御部３５
２１３及び判定回路３５２１４が保護制御手段を構成す
る。
【０２４５】知らせる内容に関しては、前述の実施の形
態７と同様に、その状態に応じて適宜対応付けられてお
り（ステップＳ１１２）、例えば上記の例でいえば、テ
レビジョンの電源スイッチをオフする等のメッセージの
表示、又はスピーカからの音声が出力される。
【０２４６】次に、判定回路３５２１４は、表示パネル
内の放電に備えてフェイルセーフへのＭＯＤＥ設定を行
う（ステップＳ１１４）。このＭＯＤＥ設定は、上記の
場合には放電が起きる確立が高いことから、ＭＯＤＥ２
或いはＭＯＤＥ３のいずれかが設定される。そして実際
に放電が発生した時のフェイルセーフに関しては、実施
の形態７と同様に、表面電位検出部内にあるコンパレー
タ３５２１１と検出部３５２１２によって検知され、検
知信号が判定回路３５２１４に入力されることでフェイ
ルセーフが実行される。この場合には、図３７に示す実
施の形態７のフェイルセーフシーケンスのステップＳ１
０５のお知らせは、既にステップＳ１１３で実行されて
いるので省略される。
【０２４７】次に、図３６の電位ｂの様にΔＶ1'，ΔＶ
2'の様に、表示パネル内の表面電位電極３４１７の値が
非常に安定している場合には、その変化量が設定値以下
であることから放電の発生する確立が低いと判断され、
設定されるフェイルセーフのＭＯＤＥを１とする（ステ
ップＳ１１９）。その場合には、ユーザへのお知らせは
通常のフェイルセーフシーケンスに従って行われる（ス
テップＳ１２０，Ｓ１２１）。
【０２４８】本実施の形態８では、前述の実施の形態７
と異なる点として、放電が発生する以前に予めユーザに
表示パネルの異常状態を知らせることと、フェイルセー
フのＭＯＤＥを選択しておく点にある。上記放電に対し
ての推測として、ＭＯＤＥ２或いはＭＯＤＥ３のフェイ
ルセーフの設定基準としては、表面電位電極３４１７の
電位量の変化が複数の電極に亙って変化量の設定値を超
える場合や、急激な電位量の変化を示す場合にはＭＯＤ
Ｅ３を設定し、設定値に対してその後を超える電位を示
す電極数が少ない場合には、表示パネル内への影響も少
ないと判断されＭＯＤＥ２が選択される。これらＭＯＤ
Ｅ２，ＭＯＤＥ３が選択された後の処理（ステップＳ１
１６，Ｓ１１７，Ｓ１１８）は、前述の実施の形態７と
同様であるので説明を省略する。
【０２４９】またユーザへのお知らせに関しては、実施
の形態７と同様に図３８に示した様にディスプレイ上の
前面に設けられたインジケータ３５６２やスピーカ３５
６３に出力してもよい。
【０２５０】以上のように、本実施の形態８では、複数
ある表面電位電極の電位の時間的変化の傾きを検知する
ことで、表示パネル内の状態を推測しフェイルセーフを
行うことを実現している。
【０２５１】また、本実施の形態８では、表面電位の変
化量から放電の発生を推測しているが、同様にしてコン
パレータ３５２１１と検出部３５２１２測定された表面
電位の絶対値と設定値とを比較し、測定値が設定値を超
えると検出３５２１２から判定回路３５２１４に信号を
出力して判定回路３５２１４が放電の発生を予測するよ
うにすることもできる。この場合には、コンパレータ３
５２１１と検出部３５２１２とから比較手段が構成さ
れ、この比較手段と判定回路３５２１４から放電予測手
段が構成される。
【０２５２】これら実施の形態７，８ともにインジケー
タ３５６２に関しては、ユーザにメッセージを表示する
方式を採用したがそれ以外の方法を用いてもよく、例え
ばランプやＬＥＤの点灯を行うことで異常状態を知らせ
てもよい。又スピーカ３５６３からの出力においても肉
声以外に警告音等でもよく、ユーザに異常状態であるこ
とが認識できればよい。
【０２５３】更に、表面電位測定電極３４１７は、表示
パネル内の素子エリアの外側に配置したが、その個数配
置位置、電極形状にこだわることはなく、放電の検出を
的確に行うには電極の数を増してもよい。又配置に関し
ても極力素子近傍に配置してもよい。
【０２５４】上述した本実施の形態の画像表示装置によ
れば、放電の発生もしくは放電が起きやすい状態である
ことを予め予測することによって、表示装置に対しての
フェイルセーフを行うことが可能となる。更に、発生し
た放電を検知し放電発生の日時の履歴を記録する手段を
持つことで、表示装置内の雰囲気状態を推測することも
可能となる。
【０２５５】また、上記手段を用いてユーザ（オペレー
タ）への異常（状態警告出力（表示或いは音声）を行う
ことを実現した。
【０２５６】それにより、パネルもしくはユーザへの保
護を行うことができ、実質的に信頼性の高い優れた表示
装置を提供することができる。
【０２５７】＜マルチ電子源の製造方法＞次に、上述し
た本実施の形態の表示パネルに用いたマルチ電子源の製
造方法について説明する。本実施の形態の画像表示装置
に用いるマルチ電子源は、複数の電子放出を用いるもの
であれば種々の構成のものを用いることができる。特
に、冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子源は好適
である。冷陰極素子の材料や形状或は製法に制限はな
い。従って、例えば表面伝導型放出素子やＦＥ型、或は
ＭＩＭ型などの冷陰極素子を用いることができる。
【０２５８】ただし、表面画面が大きくてしかも安価な
表示装置が求められる状況の下では、これらの冷陰極素
子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。即
ち、ＦＥ型ではエミッタコーンとゲート電極の相対位置
や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極めて高
精度の製造技術を必要とするが、これは第面積化や製造
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、絶縁層と上電極の薄膜を薄くしてしかも
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。以下で、好適な表面
伝導型放出素子について基本的な構成と製造とを説明す
る。
【０２５９】（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。
【０２６０】（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。
【０２６１】図１９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。
【０２６２】図中、１０１１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。この基板
１０１１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
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。
【０２６３】また、基板１０１１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
いて形成しても差し支えない。
【０２６４】素子電極１１０２と１１０３の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Ｌは通常は数百オングストローム
から数百マイクロメータの範囲から適当な数値を選んで
設計されるが、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。
【０２６５】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）
のことを指す。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。
【０２６６】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、中でも好ましいのは１０オングストロームから５
００オングストロームの間である。
【０２６７】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、などが挙げられ、これらの中か
ら適宜選択される。
【０２６８】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。
【０２６９】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１９（ａ）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差し支えない。
【０２７０】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１９においては模式的に示した。
【０２７１】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。
【０２７２】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。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１９に
おいては模式的に示した。また、平面図（図１９
（ａ））においては、薄膜１１１３の一部を除去した素
子を図示した。
【０２７３】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、本実施の形態においては以下のような素子を用い
た。
【０２７４】即ち、基板１０１１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。
【０２７５】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。
【０２７６】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。
【０２７７】図２０（ａ）〜（ｅ）は、表面伝導型放出
素子の製造工程を説明するための断面図で、各部材の表
記は図１９と同一である。
【０２７８】（１）まず、図２０（ａ）に示すように、
基板１０１１上に素子電極１１０２および１１０３を形
成する。
【０２７９】これら素子電極１１０２，１１０３を形成
するにあたっては、予め基板１０１１を洗剤、純水、有
機溶剤を用いて十分に洗浄後、素子電極の材料を堆積さ
せる。（堆積する方法としては、例えば、蒸着法やスパ
ッタ法などの真空成膜技術を用ればよい。）その後、堆
積した電極材料を、フォトリソグラフィー・エッチング
技術を用いてパターニングし、（ａ）に示した一対の素
子電極（１１０２と１１０３）を形成する。
【０２８０】（２）次に、図２０（ｂ）に示すように、
導電性薄膜１１０４を形成する。
【０２８１】この導電性薄膜１１０４を形成するにあた
っては、まず図２０（ａ）の基板１０１１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）。
【０２８２】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。
【０２８３】（３）次に、図２０（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１
１０３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。
【０２８４】通電フォーミング処理とは、例えば微粒子
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１１
０５）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。
【０２８５】この通電方法をより詳しく説明するため
に、図２１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。
【０２８６】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［Ω］になった段階、即ちモニタパルス
印加時に電流計１１１１で計測される電流が１×１０の
マイナス７乗［Ａ］以下になった段階で、フォーミング
処理に係る通電を終了した。
【０２８７】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。
【０２８８】（４）次に、図２０（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。
【０２８９】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。
【０２９０】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。
【０２９１】この通電方法をより詳しく説明するため
に、図２２（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。
【０２９２】図２０（ｄ）に示す１１１４は該表面伝導
型放出素子から放出される放出電流Ｉeを捕捉するため
のアノード電極で、直流高電圧電源１１１５および電流
計１１１６が接続されている。（なお、基板１０１１
を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う
場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極１１１４
として用いる。）活性化用電源１１１２から電圧を印加
する間、電流計１１１６で放出電流Ｉeを計測して通電
活性化処理の進行状況をモニタし、活性化用電源１１１
２の動作を制御する。電流計１１１６で計測された放出
電流Ｉeの一例を図２２（ｂ）に示すが、活性化電源１
１１２からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過
とともに放出電流Ｉeは増加するが、やがて飽和してほ
とんど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉeがほ
ぼ飽和した時点で活性化用電源１１１２からの電圧印加
を停止し、通電活性化処理を終了する。
【０２９３】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。
【０２９４】以上のようにして図２０（ｅ）に示す平面
型の表面伝導型放出素子を製造した。
【０２９５】（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。
【０２９６】図２３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。
【０２９７】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１９の平面型における素子電極間隔Ｌは、垂直
型においては段差形成部材１２０６の段差高Ｌｓとして
設定される。なお、基板１２０１、素子電極１２０２お
よび１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４、
については、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、例えばＳｉＯ2のような電気的に絶縁性の材料を用
いる。
【０２９８】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。
【０２９９】図２４（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２３と同一であ
る。
【０３００】（１）まず、図２４（ａ）に示すように、
基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。
【０３０１】（２）次に、図２４（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。
【０３０２】（３）次に、図２４（ｃ）に示すように、
絶縁層の上に素子電極１２０２を形成する。
【０３０３】（４）次に、図２４Ｄ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。
【０３０４】（５）次に、図２４（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。
【０３０５】（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
２０（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２０
（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）。
【０３０６】以上のようにして図２４（ｆ）に示す垂直
型の表面伝導型放出素子を製造した。
【０３０７】（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。
【０３０８】図２５に、表示装置に用いた素子の、（放
出電流Ｉe）対（素子印加電圧Ｖf）特性、および（素子
電流Ｉf）対（素子印加電圧Ｖf）特性の典型的な例を示
す。なお、放出電流Ｉeは素子電流Ｉfに比べて著しく小
さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、これら
の特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータを変更
することにより変化するものであるため、２本のグラフ
は各々任意単位で図示した。
【０３０９】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。
【０３１０】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。
【０３１１】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。
【０３１２】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。
【０３１３】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。例
えば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表示
装置において、第１の特性を利用すれば、表示画面を順
次走査して表示を行うことが可能である。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。
【０３１４】また、第２の特性かまたは第３の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、諧調表示を行うことが可能である。
【０３１５】図２６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に、例えばテレビ
ジョン放送をはじめとする種々の画像情報源より提供さ
れる画像情報を表示できるように構成した表示装置の一
例を示すための図である。図中、２１００は表示パネ
ル、２１０１は表示パネルの駆動回路、２１０２はディ
スプレイコントローラ、２１０３はマルチプレクサ、２
１０４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、２
１０８および２１０９および２１１０は画像メモリイン
ターフェース回路、２１１１は画像入力インターフェー
ス回路、２１１２および２１１３はＴＶ信号受信回路、
２１１４は入力部である。
【０３１６】尚、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。以
下、画像信号の流れに沿って各部の機能を説明する。
【０３１７】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、これらよりさらに多数の走査
線よりなるＴＶ信号（例えばＭＵＳＥ方式をはじめとす
るいわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素数化に適
した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。
【０３１８】ＴＶ信号受信回路２１１２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。
【０３１９】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。ま
た、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。
【０３２０】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。
【０３２１】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。
【０３２２】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
信号に応じて表示パネルコントローラ２１０２に対して
制御信号を発生し、画面表示周波数や走査方法（例えば
インターレースかノンインターレースか）や一画面の走
査線の数など表示装置の動作を適宜制御する。また、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同して行っても良い。
【０３２３】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。
【０３２４】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。
【０３２５】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。
【０３２６】表示パネルコントローラ２１０２は、ＣＰ
Ｕ２１０６より入力される制御信号に基づき駆動回路２
１０１の動作を制御するための回路である。
【０３２７】まず、表示パネル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。また、表示パネルの駆動方
法に関わるものとして、例えば画面表示周波数や走査方
法（例えばインターレースかノンインターレースか）を
制御するための信号を駆動回路２１０１に対して出力す
る。また、場合によっては表示画像の輝度やコントラス
トや色調やシャープネスといった画質の調整に関わる制
御信号を駆動回路２１０１に対して出力する場合もあ
る。
【０３２８】駆動回路２１０１は、表示パネル２１００
に印加する駆動信号を発生するための回路であり、マル
チプレクサ２１０３から入力される画像信号と、表示パ
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。
【０３２９】以上、各部の機能を説明したが、図２６に
例示した構成により、本実施の形態の表示装置によれ
ば、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２１００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２
１０４において逆変換された後、マルチプレクサ２１０
３において適宜選択され、駆動回路２１０１に入力され
る。一方、ディスプレイコントローラ２１０２は、表示
する画像信号に応じて駆動回路２１０１の動作を制御す
るための制御信号を発生する。駆動回路２１０１は、上
記画像信号と制御信号に基づいて表示パネル２１００に
駆動信号を印加する。これにより、表示パネル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。
【０３３０】また、本実施の形態の表示装置において
は、デコーダ２１０４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。
【０３３１】従って、本実施の形態の表示装置は、テレ
ビジョン放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止
画像および動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの
端末機器、ワードプロセッサをはじめとする事務用端末
機器、ゲーム機などの機能を一台で兼ね備えることが可
能であり、産業用或は民生用として極めて応用範囲が広
い。
【０３３２】なお、図２６は、表面伝導型放出素子を電
子源とする表示パネルを用いた表示装置の構成の一例を
示したにすぎず、これのみに限定されるものではない事
は言うまでもない。例えば、図２６の構成要素のうち使
用目的上必要のない機能に関わる回路は省いても差し支
えない。またこれとは逆に、使用目的によってはさらに
構成要素を追加しても良い。例えば、本実施の形態の表
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。
【０３３３】本実施の形態の表示装置においては、とり
わけ表面伝導型放出素子を電子源とする表示パネルが容
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表示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。
【０３３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
電現象を検知して、その放電現象における情報を記録で
きるという効果がある。
【０３３５】又本発明によれば、装置内で発生する放電
を検知して、その放電に伴う装置の破損などを防止でき
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に係る画像表示装置の表
示パネルを表示駆動するための駆動回路の構成を示すブ
ロック図である。
【図２】本実施の形態１に係る計測のタイミングを説明
するタイミング図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の表
示パネルの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図４】本実施の形態２に係る画像表示装置の表示パネ
ルを表示駆動するための駆動回路の構成を示すブロック
図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る画像表示装置の表
示パネルの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図６】本実施の形態３に係る画像表示装置の表示パネ
ルを表示駆動するための駆動回路の構成を示すブロック
図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の構
成を示すブロック図である。
【図８】本実施の形態４に係る画像表示装置の駆動タイ
ミングを示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の画
像表示部の一部を切り欠いて示す外観斜視図である。
【図１０】本実施の形態４に係る画像表示装置のアノー
ド電流検知部の回路構成を示すブロック図である。
【図１１】本実施の形態５に係る画像表示装置の画像表
示部の一部を切り欠いて示した外観斜視図である。
【図１２】本実施の形態５に係る画像表示装置の構成を
示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態６に係る画像表示装置の
表示パネルと周辺回路との接続を説明するための図であ
る。
【図１４】本実施の形態６の制御部により気密容器破壊
の検知処理を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態６に係る画像表示装置の
表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図１６】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１７】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１８】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１９】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）と、その断面図（Ｂ）である。
【図２０】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２１】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２２】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ）
と、放電電流Ｉeの変化（ｂ）を示す図である。
【図２３】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２４】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２５】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２６】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２７】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２８】従来知られたＦＥの一例を示す図である。
【図２９】従来知られたＭＩＭ型の一例を示す図であ
る。
【図３０】本願発明者らが試みた電子放出素子の配線方
法を説明する図である。
【図３１】従来の画像表示装置の表示パネルの構成を説
明する図である。
【図３２】本願発明者らが試みた課題の発生した画像表
示装置の構造を説明するための図である。
【図３３】本発明の実施の形態７に係る画像表示装置の
表示パネルの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図３４】本発明の実施の形態７に係る画像表示装置の
表示パネルを示す図である。
【図３５】本発明の実施の形態７に係る画像表示装置の
構成を示すブロック図である。
【図３６】本発明の実施の形態７及び８に係る表面電位
電極の電位状態とフェイルセーフのタイミングを説明す
る図である。
【図３７】本発明の実施の形態７に係る異状状態に対す
る処理を示すフローチャートである。
【図３８】本実施の形態７、及び８に係る画像表示装置
の概観図である。
【図３９】本発明の実施の形態８に係る異状状態に対す
る処理を示すフローチャートである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年４月１４日（２０００．４．１
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６２】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、蛍光体等の画像形成部材以外のものである場合につ
いても本発明は適用できる。従って、本発明は被照射部
材を特定しない一般的電子線装置としての形態も取り得
る。特に本願請求項に係わる発明は以下の通りである。
本願発明の画像表示装置は、電子源及び当該電子源から
出力される電子を加速する加速電極及び前記加速電極に
より加速された電子の衝突により発光する蛍光体を有す
る表示パネルと、非表示期間に前記加速電極に流れる電
流を検出する検出手段と、前記検出手段により検出され
た電流が予め設定された値を越えた場合に、表示輝度を
下げるように制御する制御手段と、を有することを特徴
としている。また本願発明の画像表示装置は、電子源及
び当該電子源から出力される電子を加速する加速電極及
び前記加速電極により加速された電子の衝突により発光
する蛍光体を有する表示パネルと、非表示期間に前記加
速電極に流れる電流を検出する検出手段と、前記検出手
段により検出された電流が予め設定された値を越えた場
合に、表示駆動を止める制御を行う手段と、を有するこ
とを特徴としている。また本願発明の画像表示装置は、
電子源及び当該電子源から出力される電子を加速する加
速電極及び前記加速電極により加速された電子の衝突に
より発光する蛍光体を有する表示パネルと、非表示期間
に前記加速電極に流れる電流を検出する検出手段とを有
し、前記検出手段により検出された電流が予め設定され
た値を越えた場合に、警告情報を伝達する制御を行うこ
とを特徴としている。また本願発明の画像表示装置は、
電子源及び当該電子源から出力される電子を加速する加
速電極及び前記加速電極により加速された電子の衝突に
より発光する蛍光体を有する表示パネルと、前記電子源
からの電子の放出が行われない期間に前記加速電極に流
れる電流を検出する検出手段と、前記検出手段により検
出された電流が予め設定された値を越えた場合に、表示
輝度を下げる制御を行う制御手段と、を有することを特
徴としている。また本願発明の画像表示装置は、電子源
及び当該電子源から出力される電子を加速する加速電極
及び前記加速電極により加速された電子の衝突により発
光する蛍光体を有する表示パネルと、前記電子源からの
電子の放出が行われない期間に前記加速電極に流れる電
流を検出する検出手段と、前記検出手段により検出され
た電流が予め設定された値を越えた場合に、表示駆動を
止める制御を行う制御手段と、を有することを特徴とし
ている。また本願発明の画像表示装置は、電子源及び当
該電子源から出力される電子を加速する加速電極及び前
記加速電極により加速された電子の衝突により発光する
蛍光体を有する表示パネルと、前記電子源からの電子の
放出が行われない期間に前記加速電極に流れる電流を検
出する検出手段とを有し、前記検出手段により検出され
た電流が予め設定された値を越えた場合に、警告情報を
伝達する制御を行うことを特徴としている。又例えば、
前記電子源は複数の電子放出素子を有しており、前記電
子源は、前記複数の電子放出素子のうちの選択される電
子放出素子を順次切替えながら各電子放出素子から電子
を出力するものである。また、前記加速電極に流れる電
流の検出は、前記選択される電子放出素子を切替える時
に行う。更に、例えば前記電子源はＮ、Ｍを２以上の整
数としてＮ×Ｍ個の冷陰極素子を有する。また例えば、
前記電子源は表面伝導型放出素子を有する。また本願発
明の画像表示装置の制御方法は、電子源及び当該電子源
から出力される電子を加速する加速電極及び前記加速電
極により加速された電子の衝突により発光する蛍光体を
有する表示パネルを有する画像表示装置の制御方法であ
って、非表示期間に前記加速電極に流れる電流を検出す
る検出工程と、前記検出工程で検出された電流が予め設
定された値を越えた場合に、表示輝度を下げるように制
御する制御工程と、を有することを特徴としている。ま
た本願発明の画像表示装置の制御方法は、電子源及び当
該電子源から出力される電子を加速する加速電極及び前
記加速電極により加速された電子の衝突により発光する
蛍光体を有する表示パネルを有する画像表示装置の制御
方法であって、非表示期間に前記加速電極に流れる電流
を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された電流
が予め設定された値を越えた場合に、表示駆動を止める
制御を行う工程と、を有することを特徴としている。ま
た本願発明の画像表示装置の制御方法は、電子源及び当
該電子源から出力される電子を加速する加速電極及び前
記加速電極により加速された電子の衝突により発光する
蛍光体を有する表示パネルを有する画像表示装置の制御
方法であって、非表示期間に前記加速電極に流れる電流
を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された電流
が予め設定された値を越えた場合に、警告情報を伝達す
る制御を行う工程と、を有することを特徴としている。
また本願発明の画像表示装置の制御方法は、電子源及び
当該電子源から出力される電子を加速する加速電極及び
前記加速電極により加速された電子の衝突により発光す
る蛍光体を有する表示パネルを有する画像表示装置の制
御方法であって、前記電子源からの電子の放出が行われ
ない期間に前記加速電極に流れる電流を検出する検出工
程と、前記検出工程で検出された電流が予め設定された
値を越えた場合に、表示輝度を下げる制御を行う制御工
程と、を有することを特徴としている。また本願発明の
画像表示装置の制御方法は、電子源及び当該電子源から
出力される電子を加速する加速電極及び前記加速電極に
より加速された電子の衝突により発光する蛍光体を有す
る表示パネルを有する画像表示装置の制御方法であっ
て、前記電子源からの電子の放出が行われない期間に前
記加速電極に流れる電流を検出する検出工程と、前記検
出工程で検出された電流が予め設定された値を越えた場
合に、表示駆動を止める制御を行う制御工程と、を有す
ることを特徴としている。また本願発明の画像表示装置
の制御方法は、電子源及び当該電子源から出力される電
子を加速する加速電極及び前記加速電極により加速され
た電子の衝突により発光する蛍光体を有する表示パネル
を有する画像表示装置の制御方法であって、前記電子源
からの電子の放出が行われない期間に前記加速電極に流
れる電流を検出する検出工程と、前記検出工程で検出さ
れた電流が予め設定された値を越えた場合に、警告情報
を伝達する制御を行う工程と、を有することを特徴とし
ている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平11−49921 (32)優先日 平成11年２月26日(1999．2．26) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 藤井 明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5C031 DD09 DD17 DD20 5C036 EE19 EF06 EF09 EF16 EG46 5C080 AA18 BB05 CC03 DD18 EE29 EE30 FF07 FF12 GG01 GG02 GG08 GG12 JJ01 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 JJ06 JJ07

Claims (44)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示パネルと、 前記表示パネルの状態を検出する検出手段とを有し、 前記表示パネルの状態に応じて画像表示装置の制御を行
    うことを特徴とする画像表示装置。
  2. 【請求項２】 前記表示パネルの状態の検出は電気的に
    行なわれることを特徴とする請求項１に記載の画像表示
    装置。
  3. 【請求項３】 前記表示パネルの状態の検出は、前記表
    示パネルにおいて流れる電流を検出して行なわれること
    を特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
  4. 【請求項４】 前記表示パネルの状態の検出は、前記表
    示パネルに設けられる電極を介して流れる電流を検出し
    て行なわれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
    か１項に記載の画像表示装置。
  5. 【請求項５】 前記表示パネルは、電子源と、該電子源
    から出力される電子を加速する加速電極とを有してお
    り、前記検出手段は、前記速電極に流れる電流を検出す
    ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記
    載の画像表示装置。
  6. 【請求項６】 前記表示パネルの状態の検出は、前記表
    示パネルの複数の個所において流れる電流を測定して行
    なわれることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１
    項に記載の画像表示装置。
  7. 【請求項７】 前記表示パネルは、電子源と、該電子源
    から出力される電子を加速する複数の加速電極とを有し
    ており、前記検出手段は、前記複数の加速電極に流れる
    電流を別個に検出することを特徴とする請求項１乃至６
    のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  8. 【請求項８】 前記表示パネルは、電子源と、該電子源
    から出力される電子を加速する加速電極とを有してお
    り、前記検出手段は、前記電子源と前記加速電極との間
    の電流経路を流れる電流を検出することを特徴とする請
    求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  9. 【請求項９】 クレーム１乃至８のいずれかにおいて、 前記表示パネルは、電子源と、該電子源から出力される
    電子を加速する加速電極とを有しており、前記検出手段
    は、前記電子源と前記加速電極との間のスペーサを流れ
    る電流を検出することを特徴とする請求項１乃至８のい
    ずれか１項に記載の画像表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記検出手段は、前記表示パネル内の
    画像表示領域外に設けられる電流経路に流れる電流を検
    出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項
    に記載の画像表示装置。
  11. 【請求項１１】 前記表示パネルは、電子源を有してお
    り、該電子源は画像を表示するための電子を放出する電
    子放出素子と、前記表示パネルの状態を検出するために
    設けられる電子放出素子とを有していることを特徴とす
    る請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像表示装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記表示パネルは、電子源と、該電子
    源から出力される電子を加速する加速電極と、前記表示
    パネルの状態を検出するために設けられる電子捕捉用電
    極とを有していることを特徴とする請求項１乃至１１の
    いずれか１項に記載の画像表示装置。
  13. 【請求項１３】 前記表示パネルは、電子源と、該電子
    源から出力される電子を加速する加速電極と、前記表示
    パネルの状態を検出するために設けられる電子捕捉用電
    極とを有しており、前記電子源は、前記電子捕捉用電極
    に電子を出力する電子放出素子を有していることを特徴
    とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像表
    示装置。
  14. 【請求項１４】 前記検出手段は、前記表示パネルの電
    位を検出して前記表示パネルの状態を検出することを特
    徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
  15. 【請求項１５】 前記検出手段は、前記表示パネル内に
    設けられる電極の電位を検出して前記表示パネルの状態
    を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像表示
    装置。
  16. 【請求項１６】 前記表示パネルは電子放出素子を有し
    ており、前記検出手段は、前記電子放出素子とは電気的
    にアイソレートされた電極の電位を検出して前記表示パ
    ネルの状態を検出することを特徴とする請求項１に記載
    の画像表示装置。
  17. 【請求項１７】 前記表示パネルは、電子を出力する電
    子源を有しており、前記検出手段は、該電子源に設けら
    れる電極の電位を検知して前記表示パネルの状態を検出
    することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
  18. 【請求項１８】 前記表示パネルは、電子を出力する電
    子源を有しており、前記表示パネルの状態の検出は前記
    電子源からの電子の放出が行われない期間に行うことを
    特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の画
    像表示装置。
  19. 【請求項１９】 前記表示パネルは、複数の電子放出素
    子を有する電子源を有しており、該電子源は、前記複数
    の電子放出素子のうちの選択される電子放出素子を順次
    切替えながら各電子放出素子から電子を出力するもので
    あり、前記表示パネルの状態の検出は、前記選択される
    電子放出素子を切替える時に行うことを特徴とする請求
    項１乃至１８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  20. 【請求項２０】 前記検出手段は、前記表示パネルにお
    ける放電を検出することを特徴とする請求項１乃至１９
    のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  21. 【請求項２１】 前記検出手段は、前記表示パネルにお
    ける放電に関わる状態を検出することを特徴とする請求
    項１乃至２０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  22. 【請求項２２】 前記検出手段は、前記表示パネルにお
    ける消費電力に関わる状態を検出することを特徴とする
    請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の画像表示装
    置。
  23. 【請求項２３】 前記検出手段は、前記表示パネルの状
    態の変化状態を検出することを特徴とする請求項１乃至
    ２２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  24. 【請求項２４】 前記検出手段が検出した情報を記憶す
    る記憶手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至
    ２３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  25. 【請求項２５】 前記記憶手段は、前記表示パネルにお
    ける異常の回数に関わる情報を記憶することを特徴とす
    る請求項２４に記載の画像表示装置。
  26. 【請求項２６】 前記記憶手段は、前記表示パネルにお
    ける異常の発生位置に関わる情報を記憶することを特徴
    とする請求項２４又は２５に記載の画像表示装置。
  27. 【請求項２７】 前記記憶手段は、前記表示パネルにお
    ける異常の発生日時もしくは終了日時もしくは発生日時
    と終了日時の両方に関わる情報を記憶することを特徴と
    する請求項２４乃至２６のいずれか１項に記載の画像表
    示装置。
  28. 【請求項２８】 前記表示パネルの状態に応じた画像表
    示装置の制御は情報伝達手段による情報の伝達を含むこ
    とを特徴とする請求項１乃至２７のいずれか１項に記載
    の画像表示装置。
  29. 【請求項２９】 前記表示パネルの状態に応じた画像表
    示装置の制御は、被情報伝達者に対して前記画像表示装
    置の制御を促す情報を伝達する制御を含むことを特徴と
    する請求項１乃至２８のいずれか１項に記載の画像表示
    装置。
  30. 【請求項３０】 前記表示パネルの状態に応じた前記画
    像表示装置の制御は、前記表示パネルの駆動電圧の制御
    を含むことを特徴とする請求項１乃至２９のいずれか１
    項に記載の画像表示装置。
  31. 【請求項３１】 前記表示パネルは、電子源と、該電子
    源が出力する電子を加速する加速電極とを有しており、
    前記制御する電圧は前記電子源と前記加速電極の間の電
    圧であることを特徴とする請求項３０に記載の画像表示
    装置。
  32. 【請求項３２】 前記表示パネルは、電圧が印加されて
    電子を放出する電子源を有しており、前記制御する電圧
    は、前記電子を放出するための電圧であることを特徴と
    する請求項３０に記載の画像表示装置。
  33. 【請求項３３】 前記表示パネルは、内部の圧力を周囲
    の圧力よりも低く保つための気密容器を有するものであ
    り、前記表示パネルの状態に応じた前記画像表示装置の
    制御は、前記気密容器内の真空度を向上させる制御を含
    むことを特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１項に
    記載の画像表示装置。
  34. 【請求項３４】 前記表示パネルは、内部の圧力を周囲
    の圧力よりも低く保つための気密容器を有するものであ
    り、前記表示パネルの状態に応じた前記画像表示装置の
    制御は、前記気密容器内に設けたゲッタにより当該気密
    容器内の真空度を向上させる制御を含むことを特徴とす
    る請求項１乃至３３のいずれか１項に記載の画像表示装
    置。
  35. 【請求項３５】 前記表示パネルの状態に応じた前記画
    像表示装置の制御は、当該制御によって前記表示パネル
    の異常状態を改善する制御を含むことを特徴とする請求
    項１乃至３４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  36. 【請求項３６】 前記表示パネルの状態に応じた前記画
    像表示装置の制御は、複数の制御の中から選択されるこ
    とを特徴とする請求項１乃至３５のいずれか１項に記載
    の画像表示装置。
  37. 【請求項３７】 前記表示パネルの状態に応じた前記画
    像表示装置の制御は、前記表示パネルの状態に応じて複
    数の制御から選択されることを特徴とする請求項１乃至
    ３６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  38. 【請求項３８】 前記表示パネルは、電子源を有してお
    り、該電子源は、複数の第１配線と、該第１配線と交叉
    する方向に伸びる複数の第２配線とによって、マトリッ
    クス状に接続される複数の電子放出素子を有することを
    特徴とする請求項１乃至３７のいずれか１項に記載の画
    像表示装置。
  39. 【請求項３９】 前記表示パネルは電子源を有してお
    り、該電子源は冷陰極素子を有することを特徴とする請
    求項１乃至３８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  40. 【請求項４０】 前記表示パネルは、異常が発生してい
    ない状態の時には、内部の圧力が１０のマイナス４乗
    ［torr］よりも真空度が高い状態に保たれることを特徴
    とする請求項１乃至３９のいずれか１項に記載の画像表
    示装置。
  41. 【請求項４１】 前記検出手段は、前記表示パネルの状
    態を非破壊で検出することを特徴とする請求項１乃至４
    ０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  42. 【請求項４２】 テレビジョン装置であって、 テレビ信号入力部と、 表示パネルと、 前記表示パネルの状態を検出する検出手段とを有し、 前記表示パネルの状態に応じて前記テレビジョン装置の
    制御を行うことを特徴とするテレビジョン装置。
  43. 【請求項４３】 コンピュータディスプレイ装置であっ
    て、 コンピュータからの信号が入力される入力部と、 表示パネルと、 前記表示パネルの状態を検出する検出手段とを有し、 前記表示パネルの状態に応じて前記ディスプレイ装置の
    制御を行うことを特徴とするコンピュータディスプレイ
    装置。
  44. 【請求項４４】 表示パネルを有する画像表示装置の制
    御方法であって、 前記表示パネルの状態を検出し、 該検出した状態に応じて前記画像表示装置の制御を行う
    ことを特徴とする制御方法。
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