JP2001332200A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線抵抗に起因する各素子への印加電圧の電
位分布により生じる輝度分布の偏りを低減する。 【解決手段】 複数の行及び列配線６，５により複数の
電子放出素子２をマトリクス状に配列した電子源基板７
と、この電子源基板７に対向して配置された複数の蛍光
体を有する画像形成部材と、この電子源から放出された
電子を画像形成部材方向に加速するための加速電極８を
有する画像形成装置であって、加速電極８は、各行の電
子放出素子２の配列に対応して複数のストライプ状の電
極を有し、これら複数のストライプ形状の電極は、行配
線の給電側とは反対側で互いに接続されており、また加
速電圧源１３から加速電極８への加速電圧Ｖａは、行配
線に給電している選択回路４側とは反対側で、かつ列配
線５に給電している変調回路３側の反対側より印加され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の行及び列配
線により複数の電子放出素子をマトリクス状に配列した
電子源を有する画像形成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、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）や、表面伝導型放出素子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 Elect
ron Physics, 8,89(1956)や、或は、C. A. Spindt, "Ph
ysical Properties of thin-film field emission cath
odes with molybdenum cones", J. Appl. Phys., 47,52
48(1976)などが知られている。図１２は、C. A. Spindt
らによる素子の断面図である。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、３０１
４はゲート電極である。本素子はエミッタコーン３０１
２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の先端部より電界を
放出させるものである。

【０００４】またＭＩＭ型素子の例としては、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。
図１３は、ＭＩＭ型素子の断面図であり、図において、
３０２０は基板で、３０２１は金属よりなる下電極、３
０２２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の表面より電子を放出させるも
のである。

【０００５】また、表面伝導型放出素子としては、例え
ば、M. I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10,1
290,(1965)や、後述する他の例が知られている。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
象を利用するものである。この表面伝導型放出素子とし
ては、前記エリンソン等によるＳｎＯ2薄膜を用いたも
のの他に、Ａｕ薄膜によるもの［G. Dittmer: "Thin So
lid Films", 9,317(1972)］や、Ｉｎ2Ｏ3／／ＳｎＯ2薄
膜によるもの［M. Hartwell and C. G. Fonstad: "IEEE
Trans. ED Conf.", 519(1975)や、カーボン薄膜による
もの［荒木久 他：真空、第２６巻、第１号、２２（１
９８３）］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１４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。該導電性薄膜３
００４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。

【０００７】M. Hartwellらによる素子をはじめとして
上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う
前に導電性薄膜３００４に通電フォーミングと呼ばれる
通電処理を施すことにより電子放出部３００５を形成す
るのが一般的であった。即ち、通電フォーミングとは、
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１［Ｖ／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３００５を形
成することである。尚、局所的に破壊もしくは変形もし
くは変質した導電性薄膜３００４の一部には、亀裂が発
生する。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。

【０００８】上述の表面伝導型放出素子は、構造が単純
で製造も容易であることから、大面積に亙り多数の素子
を形成できる利点がある。そこで、例えば特開昭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。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。

【０００９】特に、画像表示装置への応用としては、例
えばによる米国特許第５，０６６，８８３や特開平２−
２５７５５１号公報において開示されているように、表
面伝導型放出素子と電子の照射により発光する蛍光体と
を組み合わせて用いた画像表示装置が研究されている。
表面伝導型放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画
像表示装置は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優
れた特性が期待されている。例えば、近年普及してきた
液晶表示装置と比較しても、自発光型であるためバック
ライトを必要としない点や、視野角が広い点が優れてい
るといえる。

【００１０】図１５に電気的な配線方法によるマルチ電
子源を示す。即ち、表面伝導型放出素子を２次元的に多
数個配列し、これらの素子を図示のようにマトリックス
状に配線したマルチ電子源である。図中、４００１は表
面伝導型放出素子を模式的に示したもの、１００３は行
配線、１００４は列配線である。行配線１００３および
列配線１００４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４０
０５として示されている。上述のような配線方法を、単
純マトリックス配線と呼ぶ。

【００１１】なお、図示の便宜上、６×６のマトリック
スで示しているが、マトリックスの規模はむろんこれに
眼ったわけではなく、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。表面伝導型放出素
子を単純マトリックス配線したマルチ電子源において
は、所望の電子ビームを出力させるため、行配線１００
３および列配線１００４に適宜の電気信号を印加する。
例えば、マトリックスの中の表面伝導型放出素子を駆動
するための駆動波形例を図１６に示す。

【００１２】図１６において、（ａ）は選択電極に印加
する電圧波形、（ｂ）は情報電極に印加する電圧波形、
（ｃ）は選択素子に印加される電圧波形、（ｄ）は非選
択素子に印加される電圧波形を示している。図１５にお
いて、選択する行の行配線１００３には選択電圧Ｖsを
印加し、同時に非選択の行の行配線１００３には非選択
電圧Ｖnsを印加する。これと同期して列配線１００４に
電子を放射させるための駆動電圧Ｖeを印加する。この
方法によれば、配線抵抗４００４および４００５による
電圧降下を無視すれば、選択する行の表面伝導型放出素
子には（Ｖe−Ｖs）の電圧が印加され、また非選択行の
表面伝導型放出素子には（Ｖe−Ｖns）の電圧が印加さ
れる。これらＶe，Ｖs，Ｖnsの電圧値を適宜の大きさの
値にすれば、選択する行の表面伝導型放出素子だけから
所望の強度の電子ビームが放出されるはずであり、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放出
されるはずである。また、表面伝導型放出素子の応答速
度は高速であるため、駆動電圧Ｖeを印加する時間の長
さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長さも変
えることができるはずである。

【００１３】従って、表面伝導型放出素子を単純マトリ
ックス配線したマルチ電子源にはいろいろな用途が考え
られており、例えば、画像情報に応じた電圧信号を適宜
印加すれば、画像表示装置用の電子源として応用できる
ものと期待される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た表面伝導型放出素子を多数個、電気的に並列に配線し
たマルチ電子源において、その配線の抵抗分の影響によ
って生じる電圧降下のために、各素子に印加される電圧
は、その給電端から遠い素子ほど低くなり、その結果、
各素子から放出される電子の電流量の分布が一様になら
ないという問題がある。そして、このマルチ電子源を画
像表示装置に応用した場合は、配線抵抗によって生じる
電圧降下のために、各素子毎に印加される電圧が走査信
号（駆動信号）の給電端から遠い素子ほど低くなり、そ
の結果、各素子から放出される電子の電流量分布が一様
にならず、表示される画像に輝度分布が生じるという問
題がある。

【００１５】図１７を用いて説明する。図中、１０２は
電子放出素子、１０３は変調回路、１０４は行選択回
路、１０５は列配線、１０６は行配線、１０７は電子源
基板を表している。

【００１６】また図１８は図１７の構成の斜視図であ
る。図中、１０８はメタルバック、１０９は蛍光面、１
１０はフェースプレートを表している。

【００１７】上述したように、列配線１０５には画像信
号に応じた電圧Ｖeを、選択された行配線１０６には選
択電圧Ｖsを印加することにより、その行配線に接続さ
れた電子放出素子１０２から電子が放出される。また電
子放出素子１０２の上方に配されたメタルバック１０８
には加速電圧Ｖａが印加されており、その電子放出素子
１０２から放出された電子の一部は、この加速電圧Ｖａ
により加速されて蛍光面１０９に達する。これによって
蛍光面１０９が発光して、所望の画像を表示することが
できる。

【００１８】いま、ある行配線１０６が選択され、この
選択された行配線１０６に接続されている全ての素子１
０２から電子が放出されて、その行の画素の全てが点灯
したとする。この時の等価回路を図１９（Ａ）に示す。

【００１９】図中、１１１は、変調回路１０３から電子
放出素子１０２を通して選択された行配線１０６に流れ
る電流成分を示し、１１２は選択された行配線１０６の
抵抗成分を表している。ここで選択された行配線１０６
に接続された各素子１０２に流れ込む電流は、各素子と
も同一の値Ｉfとし、一画素当りの選択された行配線１
０６の抵抗値をｒfと仮定する。この時、選択された行
配線１０６での電圧を計算する。

【００２０】ここで、抵抗Ｒf5に流れる電流はＩfであ
り、抵抗Ｒf5による電圧降下分は、 Ｉf・Ｒf5＝Ｉf・ｒf である。

【００２１】又抵抗Ｒf4を流れる電流は２・Ｉfである
ため、抵抗Ｒf4による電圧降下分は、 ２・Ｉf・Ｒf4＝２Ｉf・ｒf である。以下同様に、各抵抗成分での電圧降下分を計算
し、選択された行配線１０６の各部の電圧を計算した結
果を図１９（Ｂ）に示す。尚、ここでは、Ｖe＞Ｖsとし
た場合について示した。

【００２２】ここで注目すべき点は、給電点である選択
回路１０４から電圧Ｖsを印加した時、選択された行配
線１０６に電流が流れ込み、行配線１０６の給電点から
離れるにつれて行配線１０６上の電圧が上昇し、最遠方
端では（1+2+3+4+5=15）より１５・Ｉf×ｒf[V]も電圧
が上昇している点である。

【００２３】このときの最遠方端の画素に印加される駆
動波形を図２０に示す。図２０において、（ａ）は選択
された行配線に印加される電圧波形を示し、（ｂ）は列
配線に印加される電圧波形を示し、（ｃ）は選択された
電子放出素子に印加される電圧波形を示している。この
ような行配線１０６における電圧上昇によって、選択電
圧がＶsからＶs'となることにより、その選択された素
子に印加される電圧が（Ｖe−Ｖs'）に低下することが
わかる。

【００２４】この電圧変化は、選択された行配線の配線
抵抗成分が極めて小さい場合にはさほど問題とならない
が、例えば、画像表示装置の大画面化等により、選択さ
れた行配線の抵抗成分が上昇した場合、その電圧変化分
は無視できないものとなる。また、表示される画素数が
増大し、選択された行配線に流れ込む電流が増大した場
合も、その電圧変化は大きくなる。

【００２５】このような電圧変化が生じることによっ
て、電子放出素子に印加される電圧が各素子位置に応じ
て異なることになり、とりわけ、給電点に近い電子放出
素子と給電点から離れた電子放出素子では同じ電圧が印
加されず、電子の放出量に差異が生じる。この結果、表
示される画素間の輝度差となって表れてしまい、画像表
示装置としての表示品位が低下してしまうことになる。

【００２６】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、配線抵抗に起因する各素子への印加電圧の電位分布
により生じる輝度分布の偏りを低減する画像形成装置を
提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像形成装置は以下のような構成を備える。
即ち、複数の行及び列配線により複数の電子放出素子を
マトリクス状に配列した電子源と、前記電子源に対向し
て配置された複数の蛍光体を有する画像形成部材と、前
記電子源から放出された電子を前記画像形成部材方向に
加速するための加速電極を有する画像形成装置であっ
て、前記行配線の一方より電圧を印加する行配線駆動手
段と、前記列配線の一方より電圧を印加する列配線駆動
手段と、前記加速電極は、各行の電子放出素子に対応し
て配置され、かつ前記各行の電子放出素子の配列方向に
伸長した複数のストライプ形状の電極を有し、前記複数
のストライプ形状の電極は前記行配線の一方の反対側で
互いに接続されており、前記加速電極への加速電圧は、
前記行配線の一方の反対側より印加されていることを特
徴とする。

【００２８】上記目的を達成するために本発明の画像形
成装置は以下のような構成を備える。即ち、複数の行及
び列配線により複数の電子放出素子をマトリクス状に配
列した電子源と、前記電子源に対向して配置された複数
の蛍光体を有する画像形成部材と、前記電子源から放出
された電子を前記画像形成部材方向に加速するための加
速電極を有する画像形成装置であって、前記行配線の両
側から電圧を印加する行配線駆動手段と、前記列配線の
少なくとも一方より電圧を印加する列配線駆動手段と、
前記加速電極は、各行の電子放出素子に対応して配置さ
れ、かつ前記各行の電子放出素子の配列方向に伸長した
複数のストライプ形状の電極を有し、前記複数のストラ
イプ形状の電極は前記行配線の両側の給電部の中間点の
近傍で、該中間点を中心として前記行配線の左右方向に
所定長の領域で接続されており、前記加速電極への加速
電圧は、前記行配線の前記所定長の領域内で印加されて
いることを特徴とする。

【００２９】上記目的を達成するために本発明の画像形
成装置は以下のような構成を備える。即ち、複数の行及
び列配線により複数の電子放出素子をマトリクス状に配
列した電子源と、前記電子源に対向して配置された複数
の蛍光体を有する画像形成部材と、前記電子源に対向し
て、少なくとも前記複数の電子放出素子の上部に一様に
配置され、前記電子源から放出された電子を前記画像形
成部材方向に加速するための加速電極と、画像信号に応
じて前記複数の列配線の一方の側より電圧を印加する列
駆動手段と、前記画像信号に応じて前記複数の行配線を
順次選択して、選択した行配線と非選択の行配線にそれ
ぞれ異なる電圧を、前記行配線の一方端より印加する行
駆動手段と、前記列駆動手段及び前記行駆動手段による
給電側から最も離れた位置より前記加速電極に加速電圧
を印加する加速電圧印加手段と、を有することを特徴と
する。

【００３０】また、前記行駆動手段は、前記画像信号に
応じて前記複数の行配線を順次選択して、選択した行配
線と非選択の行配線にそれぞれ異なる電圧を、前記行配
線の両端より印加するものであっても良い。

【００３１】又、前記電子放出素子の印加電圧は、前記
電子放出素子に接続された行配線と列配線に印加される
電圧の差に基づいて決定される。

【００３２】更に、前記電子放出素子は表面伝導型放出
素子であるのが好ましい。また、前記行配線の両側の給
電部の中間点の近傍で、該中間点を中心として前記行配
線の左右方向への所定長の領域の長さは、その給電部の
間隔の約１５％であるのが望ましい。

【００３３】

【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。

【００３４】［実施の形態１］図１は、本発明の実施の
形態１に係る表示パネルの構成を示す図である。

【００３５】図中、１は複数の電子放出素子２をマトリ
クス状に配設した電子源基板７を有する表示パネル全体
を示し、この電子源基板７に対向する位置には、前述の
図１８で示したような位置にメタルバック８，蛍光面９
及びフェースプレート１０を備える表示面が設けられて
いる。５は列配線を示し、画像信号に応じて変調回路３
から印加される変調信号が入力される。６は行配線で、
上述したように選択回路４により順次、画像表示タイミ
ングに同期して行配線が選択され、その選択された行配
線に選択電圧（Ｖs）が印加される。１３は加速電圧源
で、メタルバック８に高電圧を印加し、電子放出素子２
から放出される電子をフェースプレート方向に加速して
いる。

【００３６】ここでメタルバック８は、電子放出素子２
に対向して設けられ、かつ図示のように、行配線６の方
向に沿ったストライプ状の電極で形成され、それぞれの
ストライプ電極を行配線６の給電側と反対側で接続す
る。そして加速電圧源１３からの加速電圧Ｖａの給電
は、変調回路３からの給電側から最も遠く、かつ選択回
路４による行配線６の給電側から最も遠い点から行う。

【００３７】図２（Ａ）は、図１に示した６×６のマト
リクス状に配設された電子源基板７を用いた表示パネル
１において、メタルバック８のある１つのストライプ状
の電極に着目し、その電気的等価回路を示した図であ
る。

【００３８】図中、１４は、各素子当りのメタルバック
８の抵抗成分ｒaを示し、１５は各素子から放出された
電子によるエミッション電流を表している。ここで、各
素子から放出された電子に基づくエミッション電流は、
各素子とも同一の値Ｉeと仮定する。この時のメタルバ
ック８上での電位分布を計算する。

【００３９】図２（Ａ）において、給電側から最も離れ
た素子に対応する抵抗Ｒa5を流れる電流はＩeであるた
め、この抵抗Ｒa5による電圧降下は、 Ｉe・ｒa となる。

【００４０】また、それよりも一つだけ給電側に近い素
子に対応する抵抗Ｒa4を流れる電流は２・Ｉaであるた
め、この抵抗Ｒa4による電圧降下分は、 ２・Ｉe・ｒa となる。以下同様に、メタルバック８における各素子当
りの抵抗成分による電圧降下を計算し、その計算結果を
図２（Ｂ）に示す。

【００４１】ここで注目すべき点は、加速電圧源１３か
らの給電点から離れるにつれてメタルバック８における
電圧が低下し、最遠方端（行配線６の給電側）では、１
５・Ｉe・ｒaの電圧低下を引き起こしている点である。

【００４２】ここで、前述の図１９（Ｂ）と、この図２
（Ｂ）とを比較すると、選択された行配線６上の電位分
布と、メタルバック８上の電位分布の方向が同じになっ
ていることが分かる。このことは、選択された行配線６
上で給電側から遠ざかるほど電圧が上昇することによ
り、その給電側から遠い電子放出素子の両電極に印加さ
れる電圧差が小さくなって、その素子から放出される電
子量が低下しエミッション電流が低下するものの、その
行配線６上で給電側から遠い素子ほど加速電圧が大きめ
に印加されることになる。これにより、行配線６上で給
電側から遠い素子に対応する画素の表示輝度の低下を防
ぐことができ、上記メタルバック８の抵抗値ｒa、行配
線６の抵抗値ｒfを適当な値に設定することにより、輝
度分布の補正を行うことができることを意味している。

【００４３】行配線６及びメタルバック８の抵抗値の具
体的な制御方法としては、（１）配線材料を適宜選択す
ることで、抵抗率ρを制御する、（２）配線の物理形状
を適宜選択することによって、抵抗値を制御する、など
が考えられる。（１）において、例えば配線材料として
は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属膜、或は、Ｓｎを
添加したＩｎ2Ｏ3、Ａｌを添加したＺｎＯ等の不純物を
添加した金属酸化物等があり、これらを適宜選択するこ
とによって、ρ＝１×１０^-6〜１×１０^-2［Ω・cm］の
抵抗率の制御が可能となる。

【００４４】又（２）においては、 Ｒ＝ρ・（Ｌ／ｗ・ｔ） Ｒ：抵抗値、ρ：抵抗率、Ｗ：導体幅、Ｌ：導体長、
ｔ：導体厚 に基づいて、所望の抵抗値から物理形状を算出すること
により、抵抗値の制御が可能となる。

【００４５】上記実施の形態１で説明した構成は、選択
された行の全ての画素が発光駆動される全点灯時におけ
る電圧降下にのみ効果があるわけでなく、いかなる表示
データの場合にも自動的に輝度補正が行われる点にあ
る。これを以下に説明する。

【００４６】図３（Ａ）は、図１に示す６×６のマトリ
クス状に配列された電子放出素子を有する電子源を用い
た表示パネルにおいて、メタルバック８のある一つのラ
インに着目し、その選択された行配線に接続された素子
が一画素毎に駆動されて、画素が一つおきに点灯した際
の等価回路を示したものである。尚、ここでは各素子か
ら放出されたエミッション電流は各素子とも同一の値Ｉ
eと仮定する。この時のメタルバック８上での電圧を計
算する。その結果を図３（Ｂ）に示す。

【００４７】図中、○は、選択された行の全画素が点灯
時の電位分布を示し、△が一画素毎の点灯時の電位分布
を示している。

【００４８】ここで注目すべき点は、一画素毎の点灯時
には、全画素の点灯時に比べてメタルバック８上の電圧
降下が少なくなっている点である。

【００４９】ここで、点灯駆動される画素数が少ない場
合には、選択された行配線での電圧上昇も小さくなる。
従って、メタルバック８における電位分布も、これに応
じて小さくしなくてはならない。本実施の形態１によれ
ば、このような制御を特別に実施しなくても、図１に示
すような構成により、自動的に達成される点に有用性が
ある。

【００５０】なお参考までに、選択された行の１画素だ
けが点灯される場合について、図４（Ａ）にメタルバッ
クの一つのストライプ状電極の等価回路を、そして図４
（Ｂ）に、そのストライプ状電極における電位分布を示
す。この図４では、選択された行配線に接続された素子
の内、最も給電側に近い電子放出素子が駆動される場合
を示し、図４（Ｂ）では、□印により、１つの素子が駆
動された場合のメタルバック８上の電位分布を示してい
る。

【００５１】［実施の形態２］図５は、本発明の実施の
形態２に係る表示パネル１の構成を示す図で、前述の実
施の形態１に係る図１と共通する部分は同じ番号で示
し、それらの説明を省略している。

【００５２】この実施の形態２では、選択回路４を行配
線６の両側に接続して、行配線６の両側から給電してい
る。従って、行配線６の略中央部での電圧降下が一番大
きくなる。またメタルバック８ａは、電子放出素子２に
対向して配置され、かつ行配線方向にストライプ状の電
極で形成されている。そして各ストライプ状の電極を、
各ストライプ状の電極の略中央部で接続している。ま
た、加速電圧源１３からのメタルバック８ａへの加速電
圧の給電は、ストライプ状の電極同士を接続している電
極（ストライプ状の電極の略中央部）上で、かつ列配線
５への給電点から最も遠い点（変調回路３と反対側）か
ら行っている。

【００５３】図６は、この実施の形態２の構成における
メタルバック８ａのある一つのラインに着目し、その電
気的等価回路（Ａ）と、加速電圧の分布を示す図（Ｂ）
である。尚、ここでは選択された行配線に接続された電
子放出素子が全て駆動されて、その行の画素が全て発光
する場合で示している。

【００５４】その選択された行の電子放出素子から放出
されたエミッション電流は、各素子とも同一の値Ｉeと
仮定する。この時、メタルバック８ａ上での電圧を計算
する。

【００５５】図６（Ａ）において、配線抵抗Ｒa5を流れ
る電流はＩeであり、この抵抗Ｒa5による電圧降下分
は、 Ｉe・ｒa である。

【００５６】又、配線抵抗Ｒa4を流れる電流は２・Ｉa
であり、この抵抗Ｒa4による電圧降下分は、 ２・Ｉe・ｒa である。以下同様に、各抵抗成分での電圧降下分を計算
してメタルバック８ａ上の各部の電圧を計算した結果を
図６（Ｂ）に示す。

【００５７】また、この時の、選択された行配線におけ
る等価回路を図７（Ａ）に示し、この行配線の各部の電
圧を計算した結果を図７（Ｂ）に示す。

【００５８】ここで、図６（Ｂ）と図７（Ｂ）とを比べ
ると、選択された行配線上の電位分布と、メタルバック
８ａの電位分布の方向が同じになっている。このこと
は、選択された行配線６上の電圧上昇によって、行配線
６の給電側から離れた電子放出素子からのエミッション
電流が低下するものの、それら素子に対応するメタルバ
ック８ａには大きめの加速電圧が印加されるため、それ
らの素子に対応する蛍光面に衝突する電子数を増やして
輝度の低下を防ぐことができることを意味している。

【００５９】また、この実施の形態２は、前述の実施の
形態１と同様に、選択された行における全画素の点灯時
の電圧降下にのみ効果があるわけでなく、いかなる表示
データの場合であっても、その行における輝度分布を自
動的に補正できる。その一例として、選択された行の両
端に位置している電子放出素子が駆動されて、それらに
対応する２つの画素が点灯したときの例を図８（Ａ）
（Ｂ）に示す。

【００６０】図８（Ｂ）において、○は選択された行の
画素が全て点灯される時の電位分布を示し、△が２画素
点灯時の電位分布を示している。

【００６１】前述の実施の形態１の場合と同様に、点灯
駆動される画素数が少ない場合には、選択された行配線
での電圧上昇も小さくなる。従って、メタルバック８ａ
における電位分布も、これに応じて小さくしなくてはな
らない。しかし本実施の形態２によれば、このような制
御を外的に行うことなく、図５に示す構成により自動的
に達成される点に有用性がある。

【００６２】［実施の形態３］図９は、本発明の実施の
形態３に係る表示パネルの構成を示す図で、前述の図１
及び図５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。

【００６３】この実施の形態３では、前述の実施の形態
２と同様に、選択回路４を行配線６の両側に接続してい
る。また変調回路３を列配線５の両側に接続している。
更に、加速電圧Ｖaの給電は、ストライプ状のメタルバ
ック電極同士を接続している部分（ストライプ状の電極
の略中央部）の両端から給電している。

【００６４】この実施の形態３における効果は、上述し
た実施の形態２の効果と同様である。

【００６５】更に、図１０及び図１１に示すように、前
述のメタルバック８或は８ａのようにストライプ状に形
成されておらず、電子源基板７の略全面に亙って一様な
メタルバック８ｂを用いても、加速電圧Ｖaの給電点を
図１０、図１１のように、列配線５の給電側から離れた
位置に配置することによっても、前述の実施の形態と同
様の効果が期待できる。

【００６６】なお本発明は、複数の機器（例えばホスト
コンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【００６７】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システム或は装
置に供給し、そのシステム或は装置のコンピュータ（ま
たはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコー
ドを読み出し実行することによっても達成される。

【００６８】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体
は本発明を構成することになる。また、コンピュータが
読み出したプログラムコードを実行することにより、前
述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプ
ログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働
しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処
理の一部または全部を行い、その処理によって前述した
実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

【００６９】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれる。

【００７０】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、選択された行配線に接続された電子放出素子の駆動
時、その行配線における配線抵抗に起因する電圧降下に
よって電子放出素子からの駆動電圧が低下し放出電流が
低下しても、それを補うように電子を蛍光面方向に加速
するための加速電圧が印加されるため放出電流の分布に
よる輝度分布の発生を防止することができる。

【００７１】以上説明したように本発明によれば、配線
抵抗に起因する各素子への印加電圧の電位分布により生
じる輝度分布の偏りを低減できるという効果がある。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、よ
り好適な画像形成装置を提供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に係る表示パネルの構成
を示す平面図である。

【図２】本実施の形態１に係る表示パネルにおいて１行
の全画素表示の際の一つのストライプ状のメタルバック
電極の等価回路図（Ａ）と、その電位分布を示す図であ
る。

【図３】本実施の形態１に係る表示パネルにおいて１行
の画素を一つおきに表示する際の一つのストライプ状の
メタルバック電極の等価回路図（Ａ）と、その電位分布
を示す図である。

【図４】本実施の形態１に係る表示パネルにおいて１行
の画素を一つだけ表示する際の一つのストライプ状のメ
タルバック電極の等価回路図（Ａ）と、その電位分布を
示す図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係る表示パネルの構成
を示す平面図である。

【図６】本実施の形態２に係る表示パネルにおいて１行
の全画素表示の際の一つのストライプ状のメタルバック
電極の等価回路図（Ａ）と、その電位分布を示す図であ
る。

【図７】本実施の形態６に係る表示パネルにおいて１行
の全画素表示の際における、選択された行配線の等価回
路図（Ａ）と、その電位分布を示す図である。

【図８】本実施の形態２に係る表示パネルにおいて１行
の２つの画素表示の際の一つのストライプ状のメタルバ
ック電極の等価回路図（Ａ）と、その電位分布を示す図
である。

【図９】本発明の実施の形態３に係る表示パネルの構成
を示す平面図である。

【図１０】本発明の他の実施の形態に係る表示パネルの
構成を示す平面図である。

【図１１】本発明の他の実施の形態に係る表示パネルの
構成を示す平面図である。

【図１２】従来のＦＥ型電子放出素子を説明する図であ
る。

【図１３】従来のＭＩＭ型電子放出素子を説明する図で
ある。

【図１４】従来の表面伝導型放出素子を説明する図であ
る。

【図１５】マルチ電子源の素子配列を説明する図であ
る。

【図１６】図１５の行及び列配線に印加する駆動波形を
説明する図である。

【図１７】６×６マトリクス状に配置された電子放出素
子を含む電子源を用いた表示パネルを説明する図であ
る。

【図１８】図１７の表示パネルの外観斜視図である。

【図１９】行配線の等価回路図（Ａ）と、その電位分布
を説明する図（Ｂ）である。

【図２０】従来の表示パネルにおける駆動波形の変化を
説明する図である。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の行及び列配線により複数の電子放
   出素子をマトリクス状に配列した電子源と、前記電子源
   に対向して配置された複数の蛍光体を有する画像形成部
   材と、前記電子源から放出された電子を前記画像形成部
   材方向に加速するための加速電極を有する画像形成装置
   であって、 前記行配線の一方より電圧を印加する行配線駆動手段
   と、 前記列配線の一方より電圧を印加する列配線駆動手段
   と、 前記加速電極は、各行の電子放出素子に対応して配置さ
   れ、かつ前記各行の電子放出素子の配列方向に伸長した
   複数のストライプ形状の電極を有し、前記複数のストラ
   イプ形状の電極は前記行配線の一方の反対側で互いに接
   続されており、 前記加速電極への加速電圧は、前記行配線の一方の反対
   側より印加されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記加速電圧は、前記列配線の一方の反
   対側より印加されていることを特徴とする請求項１に記
   載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 複数の行及び列配線により複数の電子放
   出素子をマトリクス状に配列した電子源と、前記電子源
   に対向して配置された複数の蛍光体を有する画像形成部
   材と、前記電子源から放出された電子を前記画像形成部
   材方向に加速するための加速電極を有する画像形成装置
   であって、 前記行配線の両側から電圧を印加する行配線駆動手段
   と、 前記列配線の少なくとも一方より電圧を印加する列配線
   駆動手段と、 前記加速電極は、各行の電子放出素子に対応して配置さ
   れ、かつ前記各行の電子放出素子の配列方向に伸長した
   複数のストライプ形状の電極を有し、前記複数のストラ
   イプ形状の電極は前記行配線の両側の給電部の中間点の
   近傍で、該中間点を中心として前記行配線の左右方向に
   所定長の領域で接続されており、 前記加速電極への加速電圧は、前記行配線の前記所定長
   の領域内で印加されていることを特徴とする画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 前記加速電圧は、前記列配線の一方の反
   対側から印加されていることを特徴とする請求項３に記
   載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 更に、前記行配線の前記所定長の領域
   で、かつ前記列配線の一方から前記加速電圧を印加する
   加速電圧印加手段を有することを特徴とする請求項３又
   は４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記列配線駆動手段は、前記列配線の両
   側から電圧を印加することを特徴とする請求項３乃至５
   のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 複数の行及び列配線により複数の電子放
   出素子をマトリクス状に配列した電子源と、 前記電子源に対向して配置された複数の蛍光体を有する
   画像形成部材と、 前記電子源に対向して、少なくとも前記複数の電子放出
   素子の上部に一様に配置され、前記電子源から放出され
   た電子を前記画像形成部材の方向に加速するための加速
   電極と、 画像信号に応じて前記複数の列配線の一方の側より電圧
   を印加する列駆動手段と、 前記画像信号に応じて前記複数の行配線を順次選択し
   て、選択した行配線と非選択の行配線にそれぞれ異なる
   電圧を、前記行配線の一方端より印加する行駆動手段
   と、 前記列駆動手段及び前記行駆動手段による給電側から最
   も離れた位置より前記加速電極に加速電圧を印加する加
   速電圧印加手段と、を有することを特徴とする画像形成
   装置。
8. 【請求項８】 複数の行及び列配線により複数の電子放
   出素子をマトリクス状に配列した電子源と、 前記電子源に対向して配置された複数の蛍光体を有する
   画像形成部材と、 前記電子源に対向して、少なくとも前記複数の電子放出
   素子の上部に一様に配置され、前記電子源から放出され
   た電子を前記画像形成部材方向に加速するための加速電
   極と、 画像信号に応じて前記複数の列配線の一方の側より電圧
   を印加する列駆動手段と、 前記画像信号に応じて前記複数の行配線を順次選択し
   て、選択した行配線と非選択の行配線にそれぞれ異なる
   電圧を、前記行配線の両側より印加する行駆動手段と、 前記列駆動手段及び前記行駆動手段による給電側から最
   も離れた位置より前記加速電極に加速電圧を印加する加
   速電圧印加手段と、を有することを特徴とする画像形成
   装置。
9. 【請求項９】 前記電子放出素子の印加電圧は、前記電
   子放出素子に接続された行配線と列配線に印加される電
   圧の差に基づいて決定されることを特徴とする請求項１
   乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記電子放出素子は表面伝導型放出素
    子であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１
    項に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記表面伝導型放出素子は、印加され
    る電圧に対して素子を流れる電流及び放出する電流が単
    調増加する特性を有する素子であることを特徴とする請
    求項１０に記載の画像形成装置。