JP3226772B2 - Multi-electron beam source and display device using the same - Google Patents
Multi-electron beam source and display device using the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、冷陰極素子により
構成された電子ビーム源を2次元平面上に複数個配設し
た画像表示装置により、画像を表示する場合において問
題となる、駆動信号内に混入する雑音を低減する方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display apparatus in which a plurality of electron beam sources constituted by cold cathode elements are arranged on a two-dimensional plane, and a problem arises when an image is displayed. The present invention relates to a method for reducing noise mixed into a signal.
【0002】[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、たとえば表面伝導型放出素子や、電界放出
型素子(以下FE型と記す)や、金属/絶縁層/金属型
放出素子(以下MIM型と記す)、などが知られてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitting devices, a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among these, among the cold cathode devices, for example, a surface conduction type emission device, a field emission type device (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type emission device (hereinafter referred to as MIM type), and the like are known. I have.
【0003】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
M.I.Elinson,Radio Eng. ElectronPhys.,10,1290,(196
5)や、後述する他の例が知られている。[0003] As a surface conduction type emission element, for example,
MIElinson, Radio Eng. ElectronPhys., 10, 1290, (196
5) and other examples described later are known.
【0004】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Sn
O2 薄膜を用いたものの他に、Au薄膜によるもの[G.D
ittmer:"Thin Solid Films",9,317(1972)]や、In2O3
/SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and C.G.Fonst
ad:"IEEE Trans. EDConf.",519(1975)]や、カーボン薄
膜によるもの[荒木久 他:真空、第26巻、第1号、
22(1983)]等が報告されている。The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. As this surface conduction type emission element, Sn described by Elinson et al.
In addition to those using O2 thin films, those using Au thin films [GD
ittmer: "Thin Solid Films", 9,317 (1972)] and In2O3
/ SnO2 thin film [M. Hartwell and CGFonst
ad: "IEEE Trans. EDConf.", 519 (1975)] and those using carbon thin films [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1,
22 (1983)].
【0005】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17)に前述のM.Hartw
ellらによる素子の平面図を示す。同図において、3
001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3004に後述の通電フォーミングと呼ばれ
る通電処理を施すことにより、電子放出部3005が形
成される。図中の間隔Lは、0.5〜1[mm],W
は、0.1[mm]で設定されている。尚、図示の便宜
から、電子放出部3005は導電性薄膜3004の中央
に矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、
実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわ
けではない。[0005] As a typical example of the device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. Hartw
1 shows a plan view of an element by ell et al. In FIG.
001 is a substrate, and 3004 is a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. Conductive thin film 3004
Is formed in an H-shaped planar shape as shown. An electron emission portion 3005 is formed by performing an energization process called energization forming described later on the conductive thin film 3004. The interval L in the figure is 0.5 to 1 [mm], W
Is set to 0.1 [mm]. For convenience of illustration, the electron emitting portion 3005 is shown in a rectangular shape at the center of the conductive thin film 3004, but this is a schematic one.
It does not faithfully represent the actual position and shape of the electron-emitting portion.
【0006】M.Hartwellらによる素子をはじ
めとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放
出を行う前に導電性薄膜3004に通電フォーミングと
呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部3005
を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フォー
ミングとは、前記導電性薄膜3004の両端に一定の直
流電圧、もしくは、例えば1V/分程度の非常にゆっく
りとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、
導電性薄膜3004を局所的に破壊もしくは変形もしく
は変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部30
05を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは
変形もしくは変質した導電性薄膜3004の一部には、
亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜
3004に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付
近において電子放出が行われる。[0006] M. In the above-described surface conduction electron-emitting device including the device by Hartwell et al., The electron-emitting portion 3005 is formed by subjecting the conductive thin film 3004 to an energization process called energization forming before electron emission.
It was common to form That is, the energization forming means energizing by applying a constant DC voltage to both ends of the conductive thin film 3004, or a DC voltage which is boosted at a very slow rate of, for example, about 1 V / min.
The electron emitting portion 30 in a state where the conductive thin film 3004 is locally destroyed, deformed or deteriorated, and is in an electrically high resistance state.
05 is formed. Note that a part of the conductive thin film 3004 that has been locally broken, deformed, or altered includes
Cracks occur. When an appropriate voltage is applied to the conductive thin film 3004 after the energization forming, electron emission is performed in the vicinity of the crack.
【0007】また、FE型の例は、たとえば、W.P.Dyke
&W.W.Dolan, "Field emission",Advance in Electron P
hysics,8,89(1956)や、あるいは、C.A.Spindt,"Physica
lproperties of thin-film field emission cathodes w
ith molybdenium cones",J.Appl.Phys.,47,5248(1976)
などが知られている。An example of the FE type is, for example, WPDyke
& W.W.Dolan, "Field emission", Advance in Electron P
hysics, 8, 89 (1956) or CASpindt, "Physica
lproperties of thin-film field emission cathodes w
ith molybdenium cones ", J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976)
Etc. are known.
【0008】FE型の素子構成の典型的な例として、図
18に前述のC.A.Spindtらによる素子の断面
図を示す。同図において、3010は基板で、3011
は導電材料よりなるエミッタ配線、3012はエミッタ
コーン、3013は絶縁層、3014はゲート電極であ
る。本素子は、エミッタコーン3012とゲート電極3
014の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッ
タコーン3012の先端部より電界放出を起こさせるも
のである。As a typical example of the FE type device configuration, FIG. A. 1 shows a cross-sectional view of a device by Spindt et al. In the figure, reference numeral 3010 denotes a substrate;
Is an emitter wiring made of a conductive material, 3012 is an emitter cone, 3013 is an insulating layer, and 3014 is a gate electrode. This device comprises an emitter cone 3012 and a gate electrode 3
By applying an appropriate voltage during 014, field emission is caused from the tip of the emitter cone 3012.
【0009】また、FE型の他の素子構成として、図1
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。As another element configuration of the FE type, FIG.
There is also an example in which an emitter and a gate electrode are arranged on a substrate almost in parallel with the plane of the substrate, instead of the laminated structure shown in FIG.
【0010】また、MIM型の例としては、たとえば、
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19)に示す。同図は
断面図であり、図において、3020は基板で、302
1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80〜3
00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。As an example of the MIM type, for example,
CAMead, "Operation of tunnel-emission Devices, J.
Appl. Phys., 32, 646 (1961) and the like are known. MIM
A typical example of the element configuration of the mold is shown in FIG. The figure is a sectional view, in which 3020 is a substrate, 302
1 is a lower electrode made of a metal, 3022 is a thin insulating layer having a thickness of about 100 Å, and 3023 is a thickness of 80 to 3
The upper electrode is made of a metal of about 00 Å. In the MIM type, the upper electrode 3023 and the lower electrode 30
21 by applying an appropriate voltage to the upper electrode 3.
The electron emission is caused from the surface of H.023.
【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
ターを必要としない。したがって、熱陰極素子よりも構
造が単純であり、微細な素子を作成可能である。また、
基板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱
溶融などの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒ
ーターの加熱により動作するため応答速度が遅いのとは
異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利
点もある。The above-mentioned cold cathode device can obtain electrons at a lower temperature than the hot cathode device, and therefore does not require a heater for heating. Therefore, the structure is simpler than that of the hot cathode element, and a fine element can be produced. Also,
Even if a large number of elements are arranged on a substrate at a high density, problems such as thermal melting of the substrate hardly occur. In addition, unlike the hot cathode device, which operates by heating the heater, the response speed is slow, and the cold cathode device also has the advantage that the response speed is fast.
【0012】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。For this reason, research for applying the cold cathode device has been actively conducted.
【0013】たとえば、表面伝導型放出素子は、冷陰極
素子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であること
から、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、たとえば本出願人による特開昭64−31
332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。For example, the surface conduction electron-emitting device has the advantage of being able to form a large number of devices over a large area because it has a particularly simple structure and is easy to manufacture among the cold cathode devices. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in 332, methods for arranging and driving a large number of elements are being studied.
【0014】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの画像
形成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。As for the application of the surface conduction electron-emitting device, for example, an image forming apparatus such as an image display device and an image recording device, a charged beam source, and the like have been studied.
【0015】特に、画像表示装置への応用としては、た
とえば本出願人によるUSP5,066,883や特開
平2−257551や特開平4−28137において開
示されているように、表面伝導型放出素子と電子ビーム
の照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画
像表示装置が研究されている。表面伝導型放出素子と蛍
光体とを組み合わせて用いた画像表示装置は、従来の他
の方式の画像表示装置よりも優れた特性が期待されてい
る。たとえば、近年普及してきた液晶表示装置と比較し
ても、自発光型であるためバックライトを必要としない
点や、視野角が広い点が優れていると言える。In particular, as an application to an image display device, for example, as disclosed in US Pat. No. 5,066,883, JP-A-2-257551 and JP-A-4-28137 by the present applicant, a surface-conduction emission device is used. An image display device using a combination of a phosphor that emits light by irradiation with an electron beam has been studied. An image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, compared to a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it can be said that it is superior in that it does not require a backlight because it is a self-luminous type and that it has a wide viewing angle.
【0016】また、FE型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば本出願人によるUSP4,904,89
5に開示されている。また、FE型を画像表示装置に応
用した例として、たとえば、R.Meyerらにより報
告された平板型表示装置が知られている[R.Meyer:"Rece
nt Development on Microtips Display at LETI",Tech.
Digest of 4th Int. Vacuum Microelectronics Conf.,
Nagahama,pp.6〜9(1991)]。A method of driving a large number of FE types is disclosed in US Pat. No. 4,904,89 by the present applicant.
5 is disclosed. Further, as an example in which the FE type is applied to an image display device, for example, R.F. The flat panel display reported by Meyer et al. Is known [R. Meyer: "Rece
nt Development on Microtips Display at LETI ", Tech.
Digest of 4th Int.Vacuum Microelectronics Conf.,
Nagahama, pp. 6-9 (1991)].
【0017】また、MIM型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平3−
55738に開示されている。An example in which a number of MIM types are arranged and applied to an image display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
55738.
【0018】発明者らは、上記従来技術に記載したもの
をはじめとして、さまざまな材料、製法、構造の冷陰極
素子を試みてきた。さらに、多数の冷陰極素子を配列し
たマルチ電子ビーム源、ならびにこのマルチ電子ビーム
源を応用した画像表示装置について研究を行ってきた。The inventors have tried cold cathode devices of various materials, manufacturing methods and structures, including those described in the above prior art. Furthermore, research has been conducted on a multi-electron beam source in which a large number of cold cathode devices are arranged, and on an image display device using the multi-electron beam source.
【0019】発明者らは、たとえば(図20)に示す電
気的な配線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてき
た。すなわち、冷陰極素子を2次元的に多数個配列し、
これらの素子を図示のようにマトリクス状に配線したマ
ルチ電子ビーム源である。The inventors have tried a multi-electron beam source by an electric wiring method shown in FIG. 20, for example. That is, a large number of cold cathode devices are two-dimensionally arranged,
A multi-electron beam source in which these elements are wired in a matrix as shown.
【0020】図中、4001は冷陰極素子を模式的に示
したもの、4002は行方向配線、4003は列方向配
線である。行方向配線4002および列方向配線400
3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。In the figure, 4001 schematically shows a cold cathode element, 4002 shows a wiring in a row direction, and 4003 shows a wiring in a column direction. Row direction wiring 4002 and column direction wiring 400
3 actually has a finite electrical resistance,
In the drawing, they are shown as wiring resistances 4004 and 4005. The above-described wiring method is called simple matrix wiring.
【0021】なお、図示の便宜上、6x6のマトリクス
で示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限っ
たわけではなく、たとえば画像表示装置用のマルチ電子
ビーム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りる
だけの素子を配列し配線するものである。Although a 6 × 6 matrix is shown for convenience of illustration, the size of the matrix is not limited to this. For example, in the case of a multi-electron beam source for an image display device, a desired image display is performed. Elements that are sufficient to perform are arranged and wired.
【0022】冷陰極素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力さ
せるため、行方向配線4002および列方向配線400
3に適宜の電気信号を印加する。たとえば、マトリクス
の中の任意の1行の冷陰極素子を駆動するには、選択す
る行の行方向配線4002には選択電圧Vsを印加し、
同時に非選択の行の行方向配線4002には非選択電圧
Vnsを印加する。これと同期して列方向配線4003
に電子ビームを出力するための駆動電圧Veを印加す
る。この方法によれば、配線抵抗4004および400
5による電圧降下を無視すれば、選択する行の冷陰極素
子には、Ve−Vsの電圧が印加され、また非選択行の
冷陰極素子にはVe−Vnsの電圧が印加される。V
e,Vs,Vnsを適宜の大きさの電圧にすれば選択す
る行の冷陰極素子だけから所望の強度の電子ビームが出
力されるはずであり、また列方向配線の各々に異なる駆
動電圧Veを印加すれば、選択する行の素子の各々から
異なる強度の電子ビームが出力されるはずである。ま
た、駆動電圧Veを印加する時間の長さを変えれば、電
子ビームが出力される時間の長さも変えることができる
はずである。In a multi-electron beam source in which cold cathode devices are arranged in a simple matrix, a row-direction wiring 4002 and a column-direction wiring 400 are used to output a desired electron beam.
3 is applied with an appropriate electric signal. For example, to drive one row of the cold cathode devices in the matrix, a selection voltage Vs is applied to the row direction wiring 4002 of the selected row,
At the same time, the non-selection voltage Vns is applied to the row direction wiring 4002 of the non-selected row. In synchronization with this, the column direction wiring 4003
Is applied with a drive voltage Ve for outputting an electron beam. According to this method, wiring resistances 4004 and 4004
If the voltage drop due to 5 is ignored, the voltage of Ve-Vs is applied to the cold cathode elements of the selected row, and the voltage of Ve-Vns is applied to the cold cathode elements of the non-selected rows. V
If e, Vs, and Vns are set to voltages of appropriate magnitudes, an electron beam of a desired intensity should be output only from the cold cathode elements in the selected row, and a different drive voltage Ve is applied to each of the column wirings. If applied, each of the elements in the selected row should output a different intensity electron beam. Further, if the length of time during which the drive voltage Ve is applied is changed, the length of time during which the electron beam is output should be changed.
【0023】したがって、冷陰極素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子ビーム源はいろいろな応用可能性が
あり、たとえば画像情報に応じた電気信号を適宜印加す
れば、画像表示装置用の電子源として好適に用いること
ができる。Therefore, a multi-electron beam source in which cold cathode devices are arranged in a simple matrix has various applications. For example, if an electric signal corresponding to image information is appropriately applied, it is suitable as an electron source for an image display device. Can be used.
【0024】なお、表面伝導型の電子ビーム源を製造す
るに際して、フォーミング処理後に各電子放出素子の特
性を改善するために、通電活性化という処理が行われ
る。この処理は、フォーミングで形成された電子放出部
に炭素または炭素化合物を堆積せしめる処理のことであ
る。When a surface conduction type electron beam source is manufactured, a process called activation is performed after the forming process in order to improve the characteristics of each electron-emitting device. This process is a process of depositing carbon or a carbon compound on the electron-emitting portion formed by the forming.
【0025】通電活性化終了後には、表面伝導型放出素
子の電子放出特性を安定させる目的で、表面伝導型放出
素子に通電しても電子放出部やその近傍に炭素もしくは
炭素化合物が新たに堆積しないように、表面伝導型放出
素子の周辺の真空雰囲気中の有機ガスの分圧を低減さ
せ、この状態を維持することが必要である。After the energization is completed, carbon or a carbon compound is newly deposited on the electron emission portion or in the vicinity thereof even when the surface conduction type emission device is energized in order to stabilize the electron emission characteristics of the surface conduction type emission device. In order to avoid this, it is necessary to reduce the partial pressure of the organic gas in the vacuum atmosphere around the surface conduction electron-emitting device and maintain this state.
【0026】具体的には、雰囲気中の有機ガスの分圧を
10のマイナス8乗[torr]以下に低減して維持す
るのが好ましく、さらに可能ならば10のマイナス10
乗[torr]以下にしておくのが望ましい。なお、有
機ガスの分圧とは、炭素と水素を主成分とし質量数が1
0〜200の範囲の有機分子の分圧を積算したものをい
い、質量分析器を用いて定量的に測定する。Specifically, it is preferable that the partial pressure of the organic gas in the atmosphere is reduced and maintained at 10 −8 [torr] or less, and more preferably 10 −10 if possible.
It is desirable to keep it to the power [torr] or less. Note that the partial pressure of an organic gas means that carbon and hydrogen are the main components and the mass number is 1
It is a value obtained by integrating the partial pressures of organic molecules in the range of 0 to 200, and is quantitatively measured using a mass spectrometer.
【0027】表面伝導型放出素子の周辺環境の有機ガス
分圧を低減する代表的な方法として、表面伝導型放出素
子を形成した基板を内蔵する真空容器を加熱して容器内
の各部材表面に吸着した有機ガス分子を脱着させなが
ら、ソーションポンプやイオンポンプなど、オイルを使
用しない真空ポンプを用いて真空排気を行う方法が挙げ
られる。As a typical method for reducing the partial pressure of organic gas in the surrounding environment of the surface conduction electron-emitting device, a vacuum vessel containing a substrate on which the surface conduction electron-emitting device is formed is heated so that the surface of each member in the container is heated. While desorbing the adsorbed organic gas molecules, a method of evacuating using a vacuum pump that does not use oil, such as a solution pump or an ion pump, may be used.
【0028】このようにして有機ガスの分圧を低減した
後、その状態を維持するには、オイルを使用しない真空
ポンプを用いてその後も排気を継続することにより可能
である。しかし、真空ポンプを備えて常時排気する方法
は、応用目的によっては、容量、消費電力、重量、価格
などの点で不利な場合がある。そこで、例えば表面伝導
型放出素子を画像表示装置に応用する場合には、有機ガ
ス分子を十分に脱着して有機ガスの分圧を低下させた後
で、真空容器内にゲッター膜を形成すると共に排気管を
封止して状態を維持する。After the partial pressure of the organic gas is reduced in this way, it is possible to maintain the state by using a vacuum pump that does not use oil and continuing exhaustion thereafter. However, the method of always evacuating with a vacuum pump may be disadvantageous in terms of capacity, power consumption, weight, price, etc., depending on the application purpose. Therefore, for example, when applying a surface conduction electron-emitting device to an image display device, after sufficiently desorbing the organic gas molecules and reducing the partial pressure of the organic gas, a getter film is formed in a vacuum vessel. The state is maintained by sealing the exhaust pipe.
【0029】このような処理をすることにより、通電活
性化処理後の表面伝導型素子に経時変化や通電による新
たな炭素もしくは炭素化合物が堆積が起こることが無く
なるため、電子放出特性を安定することができる。By performing such a treatment, it is possible to prevent the surface conduction type element after the energization activation treatment from changing over time or depositing new carbon or a carbon compound due to the energization, thereby stabilizing the electron emission characteristics. Can be.
【0030】[0030]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような冷陰極素子を単純マトリクス配線したマルチ電子
ビーム源には、実際には以下に述べるような問題が発生
していた。なお、行方向配線に印加する信号を走査信
号、列方向配線に印加する信号を変調信号と呼ぶことに
する。However, the following problems have actually occurred in the multi-electron beam source in which the cold cathode devices as described above are arranged in a simple matrix wiring. Note that a signal applied to the row direction wiring is referred to as a scanning signal, and a signal applied to the column direction wiring is referred to as a modulation signal.
【0031】図21は、従来のパルス幅変調駆動方式に
おける走査信号、変調信号について説明するためのタイ
ムチャートである。FIG. 21 is a time chart for explaining a scanning signal and a modulation signal in the conventional pulse width modulation driving method.
【0032】図21にあるように、期間Kでは図22の
i行目の冷陰極素子を駆動、期間K+1ではi+1行目
の冷陰極素子を駆動、期間K+2ではi+2行目の冷陰
極素子を駆動していて、行方向配線には走査信号、列方
向配線には変調信号が印加される。変調信号としては、
図21のように、立ち上がりがそろった時間幅の異なる
パルスを印加し、画像信号に対応してパルスの幅を操作
することにより、画像を表示する。As shown in FIG. 21, in period K, the cold cathode element in row i of FIG. 22 is driven, in period K + 1, the cold cathode element in row i + 1 is driven, and in period K + 2, the cold cathode element in row i + 2 is driven. During the driving, a scanning signal is applied to the row direction wiring and a modulation signal is applied to the column direction wiring. As the modulation signal,
As shown in FIG. 21, an image is displayed by applying pulses having different time widths with the same rising edge and operating the pulse width in accordance with the image signal.
【0033】しかし、従来の駆動装置では、無負荷状態
では図21に示すようなリンギングのない矩形波を出力
することができるが、実際にマルチ電子源を負荷として
駆動する場合には、波形の立ち上がり部分で大きなリン
ギングが生じてしまっていた(図23)。この原因とし
て考えられるのは、マルチ電子源自体ではなく、駆動装
置とマルチ電子源との間を結ぶ非常に多数あるケーブル
の誘導成分やそれらの間にある容量成分の影響ではない
かと発明者らは考えている。とくにこのリンギングは、
パルスの立ち上がり時が大きく、立ち下がりときは立ち
上がりときに比べほとんど目立たない。発明者らはこれ
が変調信号の立ち上がりが同期しているためであること
を確認している。However, a conventional driving device can output a rectangular wave without ringing as shown in FIG. 21 in a no-load state. However, when a multi-electron source is actually driven as a load, the waveform of the waveform is reduced. Large ringing occurred at the rising portion (FIG. 23). The inventors believe that the cause may be not the multi-electron source itself but the inductive components of a very large number of cables connecting between the driving device and the multi-electron source, and the effects of the capacitive components between them. Is thinking. Especially this ringing
The rising time of the pulse is large, and the falling time is almost inconspicuous as compared with the rising time. The inventors have confirmed that this is because the rising of the modulation signal is synchronized.
【0034】立ち上がり時にリンギングがでてしまう
と、それは、所定電圧以上の過電圧が冷陰極素子にかか
ってしまう方向に作用するため素子が劣化したり、場合
によっては素子を破壊する恐れがある。If ringing occurs at the time of rising, the ringing acts in a direction in which an overvoltage of a predetermined voltage or more is applied to the cold cathode device, which may cause deterioration of the device or, in some cases, breakage of the device.
【0035】また、リンギングは下記のような影響を表
面伝導型放出素子に対して及ぼす。The ringing has the following effects on the surface conduction electron-emitting device.
【0036】その前に、まず、表面伝導型放出素子が示
す電子放出特性のメモリ機能について説明する。First, the memory function of the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device will be described.
【0037】発明者らは、あらかじめ通電フォーミング
処理ならびに通電活性化処理を施した表面伝導型放出素
子を、有機ガスの分圧を低減した環境下で駆動し、電気
的な特性を測定した。The inventors of the present invention drive the surface conduction electron-emitting device, which has been subjected to the energization forming process and the energization activation process in advance, in an environment in which the partial pressure of the organic gas is reduced, and measured the electrical characteristics.
【0038】図24は、表面伝導型放出素子に印加した
駆動信号の電圧波形を示すグラフで、横軸は時間を、縦
軸は表面伝導型放出素子に印加した電圧(以下、素子電
圧Vfと記す)を示している。FIG. 24 is a graph showing the voltage waveform of the drive signal applied to the surface conduction electron-emitting device. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the voltage applied to the surface conduction electron-emitting device (hereinafter referred to as the element voltage Vf). ) Is shown.
【0039】駆動信号には、同図の(a)に示すように
連続した矩形電圧パルスを用い、電圧パルスの印加期間
を第1期間〜第3期間の3つに分け、各期間内において
は同一のパルスを100パルスずつ印加した。電圧パル
スの波形を、同図の(b)に拡大して示す。As the drive signal, a continuous rectangular voltage pulse is used as shown in FIG. 3A, and the application period of the voltage pulse is divided into three periods of a first period to a third period. The same pulse was applied every 100 pulses. The waveform of the voltage pulse is shown enlarged in FIG.
【0040】具体的な測定条件としては、どの期間も駆
動信号のパルス幅をT2=66.8[マイクロse
c]、パルス周期をT1=16.7[ミリsec]とし
た。これは、表面伝導型放出素子を一般のテレビジョン
受像機に応用する場合の標準的な駆動条件を参考にして
定めたが、これ以外の条件においてもメモリ機能を測定
することは可能である。なお、表面伝導型放出素子に実
効的に印加される電圧パルスの立ち上がり時間Trおよ
び立ち下がり時間Tfが100[ns]以下となるよう
に、駆動信号源から表面伝導型放出素子までの配線路の
インピーダンスを十分に低減して測定した。As a specific measurement condition, the pulse width of the drive signal is set to T 2 = 66.8 [microsec.
c], and the pulse period was set to T 1 = 16.7 [millisec]. This is determined with reference to standard driving conditions when the surface conduction electron-emitting device is applied to a general television receiver. However, it is possible to measure the memory function under other conditions. Note that the wiring path from the drive signal source to the surface conduction electron-emitting device is set so that the rise time Tr and the fall time Tf of the voltage pulse effectively applied to the surface conduction electron-emitting device become 100 [ns] or less. The measurement was performed with the impedance sufficiently reduced.
【0041】素子電圧Vfは、第1期間と第3期間では
Vf=Vf1、第2期間ではVf=Vf2とした。Vf
1およびVf2は共に表面伝導型放出素子の電子放出閾
値電圧よりも大きい電圧であって、かつVf1<Vf2
を満足するように設定した。ただし、表面伝導型放出素
子の形状や材料により電子放出閾値電圧も異なるので、
測定対象となる表面伝導型放出素子に合わせて適宜設定
した。The element voltage Vf was Vf = Vf1 in the first and third periods, and Vf = Vf2 in the second period. Vf
1 and Vf2 are both higher than the electron emission threshold voltage of the surface conduction electron-emitting device, and Vf1 <Vf2
Was set to satisfy. However, since the electron emission threshold voltage varies depending on the shape and material of the surface conduction electron-emitting device,
It was set appropriately according to the surface conduction electron-emitting device to be measured.
【0042】また、測定時の表面伝導型放出素子周辺の
雰囲気については、全圧が1×10のマイナス6乗[t
orr]で、有機ガスの分圧は1×10マイナス9乗
[torr]とした。As for the atmosphere around the surface conduction electron-emitting device at the time of measurement, the total pressure was 1 × 10 −6 [t]
orr], the partial pressure of the organic gas was set to 1 × 10 −9 [torr].
【0043】図25の(a)と(b)は、図24で示し
た駆動信号を印加した際の表面伝導型放出素子の電気的
特性を示すグラフで、(a)の横軸は素子電圧Vfを、
縦軸は表面伝導型放出素子から放出される電流(以下、
放出電流Ieと記す)の測定値を、(b)の横軸は電子
電圧Vfを、縦軸は表面伝導型放出素子に流れる電流
(以下、素子電流Ifと記す)の測定値を表している。FIGS. 25A and 25B are graphs showing the electrical characteristics of the surface conduction electron-emitting device when the drive signal shown in FIG. 24 is applied. The horizontal axis of FIG. Vf,
The vertical axis represents the current emitted from the surface conduction electron-emitting device (hereinafter, referred to as
The horizontal axis of (b) represents the electron voltage Vf, and the vertical axis represents the measured value of the current flowing through the surface conduction electron-emitting device (hereinafter, referred to as device current If). .
【0044】まず、(a)に示した(素子電圧Vf)対
(放出電流Ie)特性について説明する。まず第1期間
においては、駆動パルスに応答して表面伝導型放出素子
からは、特性カーブIec(1)に従って放出電流が出
力される。すなわち、駆動パルスの立ち上がり期間Tr
の間は、印加電圧VfがVth1を越えるとカーブIe
c(1)に沿って放出電流Ieは急激に増加する。そし
て、Vf=Vf1の期間、すなわちT1の期間には、放
出電流IeはIe1の大きさを保つ。そして、駆動パル
スの立ち下がり期間Tfの間では、放出電流Ieは特性
カーブIec(1)に沿って急激に減少する。First, the (device voltage Vf) vs. (emission current Ie) characteristic shown in FIG. First, in the first period, an emission current is output from the surface conduction electron-emitting device according to the characteristic curve Iec (1) in response to the driving pulse. That is, the rising period Tr of the drive pulse
During the period, when the applied voltage Vf exceeds Vth1, the curve Ie
The emission current Ie increases rapidly along c (1). Then, during the period of Vf = Vf1, that is, the period of T1, the emission current Ie maintains the magnitude of Ie1. Then, during the falling period Tf of the drive pulse, the emission current Ie sharply decreases along the characteristic curve Iec (1).
【0045】次に、第2期間においてVf=Vf2のパ
ルスが印加され始めると、特性カーブはIec(1)か
らIec(2)に変化する。すなわち、駆動パルスの立
ち上がり期間Trの間は、印加電圧VfがVth2を越
えると特性カーブIec(2)に沿って放出電流Ieは
急激に増加する。そして、Vf=Vf2の期間、すなわ
ちT1の期間には、放出電流IeはIe2の大きさを保
つ。そして、駆動パルスの立ち下がり期間Tfの間で
は、放出電流Ieは特性カーブIec(2)に沿って急
激に減少する。Next, when the pulse of Vf = Vf2 starts to be applied in the second period, the characteristic curve changes from Iec (1) to Iec (2). That is, during the rising period Tr of the drive pulse, when the applied voltage Vf exceeds Vth2, the emission current Ie sharply increases along the characteristic curve Iec (2). Then, during the period of Vf = Vf2, that is, the period of T1, the emission current Ie maintains the magnitude of Ie2. Then, during the falling period Tf of the drive pulse, the emission current Ie sharply decreases along the characteristic curve Iec (2).
【0046】次に、第3期間において、再びVf=Vf
1のパルスが印加されるが、この時には放出電流は特性
カーブIec(2)に沿って変化する。すなわち、駆動
パルスの立ち上がり期間Trの間は、印加電圧VfがV
th2を越えると特性カーブIec(2)に沿って放出
電流Ieは急激に増加する。そして、Vf=Vf1の期
間、すなわちT1の期間には、放出電流IeはIe3の
大きさを保つ。そして、駆動パルスの立ち下がり期間T
fの間では、放出電流Ieは特性カーブIec(2)に
沿って急激に減少する。Next, in the third period, Vf = Vf again
One pulse is applied, and at this time, the emission current changes along the characteristic curve Iec (2). That is, during the rising period Tr of the drive pulse, the applied voltage Vf is V
When it exceeds th2, the emission current Ie sharply increases along the characteristic curve Iec (2). Then, during the period of Vf = Vf1, that is, during the period of T1, the emission current Ie maintains the magnitude of Ie3. Then, the falling period T of the drive pulse
During f, the emission current Ie sharply decreases along the characteristic curve Iec (2).
【0047】このように、第3期間においては第2期間
における特性カーブIec(2)がメモりされているた
め、放出電流Ieは第1期間よりも小さなものとなる。As described above, since the characteristic curve Iec (2) in the second period is memorized in the third period, the emission current Ie is smaller than that in the first period.
【0048】同様に、(素子電圧Vf)対(素子電流I
f)特性に関しても同図(b)に示すように第1期間に
おいては特性カーブIfc(1)に沿って動作するが、
第2期間においては特性カーブIfc(2)に沿うよう
になり、それに続く第3期間においては第2期間にメモ
りされた特性カーブIfc(2)に沿って動作する。説
明の便宜上、第1〜第3期間の3つの期間だけを例示し
たが、むろんこの設定条件だけに限られた現象ではな
い。すなわち、メモリ機能が付与された表面伝導型放出
素子にパルス電圧を印加する場合には、それ以前に印加
された電圧値よりも大きな電圧値のパルスが印加される
と特性カーブがシフトし、しかもメモリされる。以後、
さらに大きな電圧値のパルスが印加されない限りその特
性カーブはメモりされつづける。このようなメモリ機能
は、例えばFE型をはじめとした他の電子放出素子にお
いては観測されておらず、表面伝導型放出素子に固有の
機能だと言える。Similarly, (element voltage Vf) vs. (element current I
f) Regarding the characteristics, the operation is performed along the characteristic curve Ifc (1) in the first period as shown in FIG.
In the second period, it follows the characteristic curve Ifc (2), and in the subsequent third period, it operates along the characteristic curve Ifc (2) written in the second period. For convenience of explanation, only three periods of the first to third periods have been illustrated, but it is a matter of course that the present invention is not limited to this set condition. That is, when a pulse voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device provided with the memory function, the characteristic curve shifts when a pulse having a voltage value larger than the voltage value applied before that is applied, and It is memorized. Since then
Unless a pulse having a larger voltage value is applied, the characteristic curve continues to be memorized. Such a memory function has not been observed in other electron-emitting devices such as the FE type, and can be said to be a function unique to the surface conduction electron-emitting device.
【0049】以上のように表面伝導型放出素子の電子放
出特性を改善し、その特性を安定させる工夫を行ってき
たが、表面伝導型放出素子を利用したマルチ電子ビーム
源には、以下に述べるような問題が発生していた。As described above, the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device have been improved and the device has been devised to stabilize the characteristics. However, a multi-electron beam source using the surface conduction electron-emitting device will be described below. Such a problem had occurred.
【0050】マルチ電子ビーム源を駆動する際に印加す
る電圧の波高値が図23に示すように、駆動回路の温度
特性(温度ドリフト等)により増大したり、外乱(回路
に乗るノイズや静電気等)あるいは前述した波形の立ち
上がりにおけるリンギングにより瞬間的に増大すること
がある。この増大のため駆動電圧の波高値がある一定値
(以前にマルチ電子源に印加した電圧のうち一番大きな
もの)以上大きくなると、その電圧がマルチ電子源に印
加された直後に、先に述べた表面伝導型放出素子のメモ
リ特性のために、素子特性がシフトしその特性が新たに
メモりされてしまう。このため、マルチ電子源の表面伝
導型放出素子に特性変化前と同じ電圧を印加しても、電
子の放出量が少なくなる現象がおこっていた。As shown in FIG. 23, the peak value of the voltage applied when driving the multi-electron beam source increases due to the temperature characteristics (temperature drift or the like) of the driving circuit, or the disturbance (such as noise or static electricity on the circuit). ) Or may increase instantaneously due to ringing at the rising edge of the waveform described above. Due to this increase, when the peak value of the driving voltage becomes larger than a certain value (the largest voltage previously applied to the multi-electron source), immediately after the voltage is applied to the multi-electron source, Due to the memory characteristics of the surface conduction electron-emitting device, the device characteristics are shifted and the characteristics are newly recorded. For this reason, even when the same voltage as before the characteristic change is applied to the surface conduction electron-emitting device of the multi-electron source, a phenomenon in which the amount of emitted electrons is reduced has occurred.
【0051】特にマルチ電子源を先に述べた行方向単位
で走査しながら駆動した際に、瞬間的な駆動電圧の増大
(ノイズや静電気、分布容量による波形変形等に起因す
る)が発生すると、駆動電圧の増大が発生した瞬間に選
択されている行上の表面伝導型放出素子群に、増大した
駆動電圧が加わりメモリ特性によって素子特性がシフト
してしまう。この結果、マルチ電子源の中で行方向の特
性のむらができてしまうこともあった。In particular, when the multi-electron source is driven while scanning in the unit of the row direction as described above, if an instantaneous increase in drive voltage (due to noise, static electricity, waveform deformation due to distributed capacitance, etc.) occurs, The increased driving voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device group on the selected row at the moment when the driving voltage increases, and the device characteristics are shifted by the memory characteristics. As a result, the characteristics in the row direction may be uneven in the multi-electron source.
【0052】これらの現象は、マルチ電子源を画像表示
装置に応用した際、駆動中に表示画像の輝度が低くな
る、表示画像に行方向の輝度むらができる等の問題を引
き起こしていた。When these phenomena are applied to an image display apparatus, these phenomena have caused problems such as a decrease in luminance of a display image during driving, and luminance unevenness in a row direction of the display image.
【0053】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、変調信号の立ち上がりにともなって生じるリンギン
グの発生を防止し、素子に過電圧がかかることを防止す
るマルチ電子ビーム源及びそれを用いた表示装置を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional example, and uses a multi-electron beam source for preventing the occurrence of ringing caused by the rise of a modulation signal and for preventing an overvoltage from being applied to an element. It is an object to provide a display device.
【0054】[0054]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のマルチ電子ビーム源はつぎのような構成か
らなる。すなわち、電圧の印加時間に応じた量の電子を
放出する表面伝導型放出素子を行列状に配置してなるマ
ルチ電子ビーム源であって、1行分の表面伝導型放出素
子群に対して、各表面伝導型放出素子ごとに画像信号の
値に応じた時間幅の所定波高の変調信号を、当該変調信
号の後端を同期させて生成する変調信号生成手段と、前
記変調信号生成手段により生成された変調信号に基づい
て、前記各表面伝導型放出素子を行ごとに走査しつつ駆
動する駆動手段とを備えており、前記表面伝導型放出素
子は、パルス電圧が印加される場合、それ以前に印加さ
れた電圧値よりも大きな電圧値のパルス電圧が印加され
ると、印加電圧と放出電流の特性カーブがシフトし、そ
の特性カーブがメモリされるメモリ特性を有する。In order to achieve the above object, the multi-electron beam source of the present invention has the following configuration. That is, a multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices that emit electrons in an amount corresponding to the voltage application time are arranged in a matrix, and for a row of surface conduction electron-emitting devices, A modulation signal generation unit that generates a modulation signal having a predetermined wave height of a time width corresponding to a value of an image signal for each surface conduction type emission element by synchronizing a rear end of the modulation signal, and a modulation signal generation unit. based on the modulated signals, the includes a drive means for each surface conduction electron-emitting devices to drive while scanning each row, the surface conduction electron-emitting device, if a pulse voltage is applied, earlier Applied to
Pulse voltage with a voltage value greater than the
Then, the characteristic curve of applied voltage and emission current shifts,
Has a memory characteristic in which the characteristic curve is stored .
【0055】あるいは、電圧の印加時間に応じた量の電
子を放出する表面伝導型放出素子を行列状に配置してな
るマルチ電子ビーム源であって、画像信号をサンプリン
グするサンプリング手段と、前記サンプリング手段によ
りサンプリングし得る最大値をその最大値とするカウン
タを含み、前記サンプリング手段によりサンプリングし
た画像信号の値を初期値として前記カウンタ手段により
計数を開始し、最大値に達したタイミングをパルス信号
の立ち上がりタイミングとして決定する決定手段と、前
記決定手段により決定されたタイミングで立ち上がり、
所定のタイミングで立ち下がる変調パルス信号を生成す
る変調信号生成手段と、行ごとに表面伝導型放出素子群
を選択し、選択された行の表面伝導型放出素子群に所定
波高値かつ所定幅の走査パルス信号を印加する走査信号
印加手段と、各行における各表面伝導型放出素子に対し
て前記変調信号生成手段により生成された変調パルス信
号を印加する変調信号印加手段とを備えており、前記表
面伝導型放出素子は、パルス電圧が印加される場合、そ
れ以前に印加された電圧値よりも大きな電圧値のパルス
電圧が印加されると、印加電圧と放出電流の特性カーブ
がシフトし、その特性カーブがメモリされるメモリ特性
を有する。Alternatively, there is provided a multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices for emitting an amount of electrons corresponding to a voltage application time are arranged in a matrix, wherein a sampling means for sampling an image signal; A counter for setting the maximum value that can be sampled by the means to the maximum value, starting counting by the counter means with the value of the image signal sampled by the sampling means as an initial value, and determining the timing when the maximum value is reached by a pulse signal. Determining means for determining the rising timing, rising at the timing determined by the determining means,
A modulation signal generating means for generating a modulation pulse signal that falls at a predetermined timing; and a surface conduction type emission element group selected for each row, and a predetermined peak value and a predetermined width are assigned to the surface conduction type emission element group of the selected row. Scanning signal applying means for applying a scanning pulse signal; and modulation signal applying means for applying a modulation pulse signal generated by the modulation signal generating means to each surface conduction electron-emitting device in each row. When a pulse voltage is applied, the conduction type emission element
Pulse with a voltage value greater than the previously applied voltage value
When voltage is applied, the characteristic curve of applied voltage and emission current
Has a memory characteristic whose characteristic curve is stored .
【0056】また、本発明の表示装置は次のような構成
からなる。すなわち、電圧の印加時間に応じた量の電子
を放出する表面伝導型放出素子を行列状に配置し、各表
面伝導型放出素子から放出される電子の量に応じて発光
する発光手段により画像を可視化する表示装置であっ
て、1行分の表面伝導型放出素子群に対して、各表面伝
導型放出素子ごとに画像信号の値に応じた時間幅の所定
波高の変調信号を、当該変調信号の後端を同期させて生
成する変調信号生成手段と、前記変調信号生成手段によ
り生成された変調信号に基づいて、前記表面伝導型放出
素子を行ごとに走査しつつ駆動する駆動手段とを備えて
おり、前記表面伝導型放出素子は、パルス電圧が印加さ
れる場合、それ以前に印加された電圧値よりも大きな電
圧値のパルス電圧が印加されると、印加電圧と放出電流
の特性カーブがシフトし、その特性カーブがメモリされ
るメモリ特性を有する。The display device of the present invention has the following configuration. That is, surface conduction type emission devices that emit an amount of electrons according to the voltage application time are arranged in a matrix, and an image is emitted by a light emitting unit that emits light according to the amount of electrons emitted from each surface conduction type emission device. A display device for visualizing, wherein a modulation signal having a predetermined wave height of a time width according to a value of an image signal is provided for each surface conduction type emission element group for one row, for the surface conduction type emission element group. A modulation signal generating means for generating a signal by synchronizing a rear end of the light emitting element; and a driving means for driving the surface conduction electron-emitting device while scanning the row by row based on the modulation signal generated by the modulation signal generating means. And a pulse voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device.
Is greater than the previously applied voltage
When a pulse voltage of the pressure value is applied, the applied voltage and the emission current
Characteristic curve shifts and that characteristic curve is stored in memory.
That has a memory characteristic.
【0057】あるいは、電圧の印加時間に応じた量の電
子を放出する表面伝導型放出素子を行列状に配置し、各
表面伝導型放出素子から放出される電子の量に応じて発
光する発光手段により画像を可視化する表示装置であっ
て、画像信号をサンプリングするサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりサンプリングし得る最大値
をその最大値とするカウンタを含み、前記サンプリング
手段によりサンプリングした画像信号の値を初期値とし
て前記カウンタ手段により計数を開始し、最大値に達し
たタイミングをパルス信号の立ち上がりタイミングとし
て決定する決定手段と、前記決定手段により決定された
タイミングで立ち上がり、所定のタイミングで立ち下が
る変調パルス信号を生成する変調信号生成手段と、行ご
とに表面伝導型放出素子群を選択し、選択された行の表
面伝導型放出素子群に所定波高値かつ所定幅の走査パル
ス信号を印加する走査信号印加手段と、各行における各
表面伝導型放出素子に対して前記変調信号生成手段によ
り生成された変調パルス信号を印加する変調信号印加手
段とを備えており、前記表面伝導型放出素子は、パルス
電圧が印加される場合、それ以前に印加された電圧値よ
りも大きな電圧値のパルス電圧が印加されると、印加電
圧と放出電流の特性カーブがシフトし、その特性カーブ
がメモリされるメモリ特性を有する。Alternatively, a surface conduction electron-emitting device that emits an amount of electrons according to a voltage application time is arranged in a matrix, and light-emitting means that emits light according to the amount of electrons emitted from each surface conduction electron-emitting device. A display device for visualizing an image by: sampling means for sampling an image signal;
A counter that sets the maximum value that can be sampled by the sampling unit to the maximum value, starts counting by the counter unit with the value of the image signal sampled by the sampling unit as an initial value, and outputs a pulse when the maximum value is reached. Determining means for determining as the rising timing of the signal, modulation signal generating means for generating a modulated pulse signal that rises at the timing determined by the determining means and falls at a predetermined timing, and a surface conduction type emission element group for each row. Scanning signal applying means for selecting and applying a scanning pulse signal having a predetermined peak value and a predetermined width to the surface conduction electron-emitting elements in the selected row; and the modulation signal generating means for each surface conduction electron-emitting element in each row. Modulation signal applying means for applying a modulation pulse signal generated by The surface conduction electron-emitting device, the pulse
When a voltage is applied, the voltage value applied before
When a pulse voltage with a voltage value larger than
The characteristic curves of pressure and emission current shift, and the characteristic curves
Has a memory characteristic to be stored.
【0058】また、本発明のマルチ電子ビーム源の制御
方法は次のような構成からなる。すなわち、電圧の印加
時間に応じた量の電子を放出する表面伝導型放出素子を
行列状に配置してなるマルチ電子ビーム源の制御方法で
あって、前記表面伝導型放出素子は、パルス電圧が印加
される場合、それ以前に印加された電圧値よりも大きな
電圧値のパルス電圧が印加されると、印加電圧と放出電
流の特性カーブがシフトし、その特性カーブがメモリさ
れるメモリ特性を有しており、1行分の表面伝導型放出
素子群に対して、各表面伝導型放出素子ごとに画像信号
の値に応じた時間幅の所定波高の変調信号を、当該変調
信号の後端を同期させて生成する変調信号生成工程と、
前記変調信号生成手段により生成された変調信号に基づ
いて、前記表面伝導型放出素子を行ごとに走査しつつ駆
動する駆動工程とを備える。The control method of the multi-electron beam source according to the present invention has the following configuration. That is, a method of controlling a multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices that emit electrons in an amount corresponding to a voltage application time are arranged in a matrix, wherein the surface conduction electron -emitting device has a pulse voltage of Application
Is greater than the previously applied voltage value
When a pulse voltage of a voltage value is applied, the applied voltage and the
The flow characteristic curve shifts and the characteristic curve is stored in memory.
Has a memory characteristic, relative to the surface conduction electron-emitting device group for one line, a modulation signal of a predetermined pulse height of time width corresponding to the value of the image signal for each surface conduction electron-emitting device, the modulation A modulation signal generation step of synchronizing and generating the rear end of the signal,
And a driving step of driving the surface conduction electron-emitting element while scanning the row by row based on the modulation signal generated by the modulation signal generation means.
【0059】[0059]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態として、マルチ電子ビーム源を用いた画像表示装
置を詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an image display apparatus using a multi-electron beam source will be described in detail as an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
【0060】以降では、表示画像に階調をつけるために
走査方法を線順次走査とし、一水平走査時間(1H)内
の表示期間の割合を変調信号の時間幅で制御することに
より階調表現をすることを基本とする。 <マルチ電子ビーム源の構成>図1は本実施形態におけ
る駆動装置を説明するための図である。Hereinafter, in order to give a gradation to a display image, the scanning method is line-sequential scanning, and the ratio of the display period within one horizontal scanning time (1H) is controlled by the time width of the modulation signal, thereby expressing the gradation. It is basically to do. <Configuration of Multi-Electron Beam Source> FIG. 1 is a diagram for explaining a driving device according to the present embodiment.
【0061】図1に従って信号の流れを説明する。まず
NTSC信号は映像中間周波数回路101、映像検波回
路102に供給され、映像信号Sが取り出される。映像
信号Sは同期分離回路103により水平同期信号、垂直
同期信号が分離されタイミング制御回路104に入力さ
れる。The signal flow will be described with reference to FIG. First, the NTSC signal is supplied to the video intermediate frequency circuit 101 and the video detection circuit 102, and the video signal S is extracted. The video signal S is separated into a horizontal synchronizing signal and a vertical synchronizing signal by a sync separation circuit 103 and is input to a timing control circuit 104.
【0062】タイミング制御回路104では、水平同期
信号から同じ周波数をもつタイミング信号s1とn倍の
周波数をもつタイミング信号s2およびs1の255倍
の周波数をもつタイミング信号s3が作成される。ここ
で、nは画像表示パネル110の行方向の素子数であ
る。In the timing control circuit 104, a timing signal s1 having the same frequency, a timing signal s2 having n times the frequency and a timing signal s3 having a 255 times frequency of s1 are generated from the horizontal synchronizing signal. Here, n is the number of elements in the row direction of the image display panel 110.
【0063】映像信号はまた8bitのA/D変換回路
105に供給され、タイミング信号s2の周期でサンプ
リングされ、ディジタル信号s4に変調される。ディジ
タル信号s4はタイミング信号s2に同期して随時シフ
トレジスタ(8×nbit)106に蓄えられる。シフ
トレジスタ106に蓄えられたデータは1水平画素分の
ディジタルデータが蓄えられるとともに、タイミングs
1で1ラインメモリ107に取り込まれる。1ラインメ
モリ107に蓄えられたデータはタイミングs1で変調
信号発生器108に供給される。The video signal is also supplied to an 8-bit A / D conversion circuit 105, sampled at the cycle of the timing signal s2, and modulated into a digital signal s4. The digital signal s4 is stored in the shift register (8 × nbit) 106 at any time in synchronization with the timing signal s2. As the data stored in the shift register 106, digital data for one horizontal pixel is stored and at the same time as timing s.
At 1 the data is taken into the one-line memory 107. The data stored in the one-line memory 107 is supplied to the modulation signal generator 108 at timing s1.
【0064】変調信号発生器108はn個のカウンタ回
路C1〜Cnにより構成される。図2はこのカウンタ回
路を説明するための図である。The modulation signal generator 108 includes n counter circuits C1 to Cn. FIG. 2 is a diagram for explaining this counter circuit.
【0065】図2(a)において、1ラインメモリ10
7から供給される8×nbitのデジタル信号s6は、
n列あるカウンタ回路C1〜Cnに入力される。カウン
タ回路C1〜Cnには、タイミング信号s1とs3が加
えられていて、信号s1が印加されると、信号s3に基
づいて、ディジタル信号s6で与えられる値からカウン
トをはじめ、255までカウントすると同時に、出力を
LowからHighに転じるプリセットタイプである。In FIG. 2A, the one-line memory 10
The 8 × n-bit digital signal s6 supplied from 7 is
The signals are input to counter circuits C1 to Cn in n columns. The timing signals s1 and s3 are added to the counter circuits C1 to Cn. When the signal s1 is applied, the counter circuit C1 starts counting from the value given by the digital signal s6 based on the signal s3 and counts up to 255 at the same time. , A preset type in which the output changes from low to high.
【0066】このタイミングは図2(b)に示されてい
る。すなわち、例えば信号s6が0xffであれば、こ
の値すなわち255からカウントを始めるが、既に25
5に達しているため直ちに出力信号s7をHighに転
じて、次にタイミング信号s1が印加されるとLowに
転じる。また、例えば信号s6の値が0x40であれ
ば、タイミング信号s1の印加から、0x40すなわち
64から始めて、信号s3に同期して255までカウン
トし、そこで出力信号s7をHighにして、次のタイ
ミング信号s1印加でLowに戻す。こうすることで、
画像信号に応じた出力信号s7を、立ち上がりは各画素
での値ごとにずれ、立ち下がりが同期した信号として得
ることができる。This timing is shown in FIG. That is, for example, if the signal s6 is 0xff, counting starts from this value, that is, 255,
Since it has reached 5, the output signal s7 immediately changes to High, and then changes to Low when the timing signal s1 is applied next. Further, for example, if the value of the signal s6 is 0x40, starting from 0x40, that is, 64, from the application of the timing signal s1, counting up to 255 in synchronization with the signal s3, the output signal s7 is changed to High, and the next timing signal is set. It returns to Low by applying s1. By doing this,
The output signal s7 corresponding to the image signal can be obtained as a signal whose rising is shifted for each value of each pixel and whose falling is synchronized.
【0067】このようにして変調信号発生器108から
は画像信号に対応したパルス幅をもつ変調制御信号s7
が出力され、最終段のトランジスタTr1〜Trnに供
給される。トランジスタTr1〜Trnは変調制御信号
s7にともなってonになり、出力としては、図3に示
すように、画像信号に対応しパルス幅をもつ変調信号s
8が出力される。As described above, the modulation control signal s7 having a pulse width corresponding to the image signal is output from the modulation signal generator 108.
Is output and supplied to the last-stage transistors Tr1 to Trn. The transistors Tr1 to Trn are turned on with the modulation control signal s7, and the output is a modulation signal s having a pulse width corresponding to the image signal as shown in FIG.
8 is output.
【0068】また、表示パネルには図1に示すようにH
v端子があり、表示パネルのフェースプレートとリアプ
レート(素子基板)との間に高圧Vaが印加されてい
る。Further, as shown in FIG.
There is a v terminal, and a high voltage Va is applied between the face plate of the display panel and the rear plate (element substrate).
【0069】一方、走査信号側は、タイミング制御回路
から供給されるタイミング信号s1に同期して、シフト
するmbitのリングカウンタがある。リングカウンタ
の出力はm行のトランジスタTs1〜Tsmのゲートに
接続されていて、タイミングs1に同期してon状態と
なるトランジスタがシフトする。これにより、図3に示
すような走査信号s9が行方向配線に出力される。On the scanning signal side, there is an m-bit ring counter that shifts in synchronization with the timing signal s1 supplied from the timing control circuit. The output of the ring counter is connected to the gates of the transistors Ts1 to Tsm in m rows, and the transistors that are turned on in synchronization with the timing s1 shift. As a result, a scanning signal s9 as shown in FIG. 3 is output to the row wiring.
【0070】以上はノンインターレスの場合について書
いたが、インターレスの場合についても変調信号は同様
な手段を用いて作成できるため、同様な効果が得られる
ことは言うまでもない。また変調信号発生器108のカ
ウンタ回路としては、上述した動作、すなわちパルス幅
変調を行うに際して、変調信号の立ち上がりが同期しな
いように変調信号のタイミングをずらすことを達成しさ
えすればどのような構成であっても構わない。Although the above description has been made in the case of the non-interlace, it is needless to say that the same effect can be obtained also in the case of the interlace since the modulation signal can be created by using the same means. The counter circuit of the modulation signal generator 108 may have any configuration as long as the above operation, that is, the pulse width modulation is performed, the timing of the modulation signal is shifted so that the rising of the modulation signal is not synchronized. It does not matter.
【0071】以上述べた駆動回路の構成によって、実際
に表示パネルを駆動したところ、従来の駆動系で見られ
ていた変調信号の立ち上がりでのリンギングはほとんど
見られなくなった。具体的には従来、図23に示すよう
に駆動電圧の波高値を7V、走査信号の選択電圧(波高
値)を−7Vとしたとき、変調信号の立ち上がりに同期
して、最大1V程度のリンギングのある電圧が冷陰極素
子に印加されていたが、上述した構成を採ることで、こ
の立ち上がり時のリンギングはほとんど見られなくなっ
た(図4)。When the display panel was actually driven by the configuration of the drive circuit described above, ringing at the rising edge of the modulation signal, which was observed in the conventional drive system, was hardly observed. Specifically, conventionally, when the peak value of the driving voltage is 7 V and the selection voltage (peak value) of the scanning signal is -7 V as shown in FIG. 23, ringing of about 1 V at the maximum is synchronized with the rise of the modulation signal. Although a certain voltage was applied to the cold cathode element, the ringing at the time of the rising was hardly observed by adopting the above-described configuration (FIG. 4).
【0072】図4に示すような立ち下がり時のリンギン
グは残るものの、後述する本実施形態における冷陰極素
子の特性により、素子を破壊したり、あるいは予期しな
いメモリ効果による悪影響を及ぼすことはない。Although ringing at the time of falling as shown in FIG. 4 remains, the characteristics of the cold-cathode device according to the present embodiment described later do not damage the device or have an adverse effect due to an unexpected memory effect.
【0073】このようにして表示パネル110の各素子
を行ごとに走査して変調信号を印加することで、入力画
像信号に応じた画像を表示できる。As described above, by scanning each element of the display panel 110 row by row and applying a modulation signal, an image corresponding to an input image signal can be displayed.
【0074】次に、表示パネル110について詳しく説
明する。 <表示パネルの構成>次に、本発明を適用した画像表示
装置の表示パネル110の構成と製造法について、具体
的な例を示して説明する。Next, the display panel 110 will be described in detail. <Structure of Display Panel> Next, the structure and manufacturing method of the display panel 110 of the image display device to which the present invention is applied will be described with reference to specific examples.
【0075】図5は、本実施形態における表示パネルの
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。FIG. 5 is a perspective view of the display panel in the present embodiment, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.
【0076】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、これら部
材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。In the figure, 1005 is a rear plate, 1006
Is a side wall, and 1007 is a face plate. These members 1005 to 1007 form an airtight container for maintaining the inside of the display panel at a vacuum. When assembling an airtight container, it is necessary to seal the joints of each member to maintain sufficient strength and airtightness.For example, apply frit glass to the joints, and in air or nitrogen atmosphere, Sealing was achieved by baking at 400 to 500 degrees for 10 minutes or more. A method of evacuating the inside of the airtight container to a vacuum will be described later.
【0077】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。本実施形態において
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
をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。なお、マルチ電子ビーム
源の製造方法や構造については、後で詳しく述べる。The rear plate 1005 has a substrate 1001
Is fixed, but the cold cathode device 1002 is provided on the substrate.
N × M are formed. N and M are positive integers of 2 or more, and are appropriately set according to the target number of display pixels. For example, in a display device for displaying high-definition television, it is desirable to set N = 3000 and M = 1000 or more. In the present embodiment, N = 3072 and M = 1024. The N × M cold cathode elements are arranged in a simple matrix by M row-directional wirings 1003 and N column-directional wirings 1004. The portion constituted by 1001 to 1004 is called a multi-electron beam source. The manufacturing method and structure of the multi-electron beam source will be described later in detail.
【0078】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート1005にマルチ電子ビーム源の基板1001を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板10
01が十分な強度を有するものである場合には、気密容
器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板10
01自体を用いてもよい。In this embodiment, the substrate 1001 of the multi-electron beam source is fixed to the rear plate 1005 of the airtight container.
01 has sufficient strength, the substrate 10 of the multi-electron beam source is used as a rear plate of the hermetic container.
01 itself may be used.
【0079】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。本実施形態はカ
ラー表示装置であるため、蛍光膜1008の部分にはC
RT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6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、電子ビー
ムの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生
じないようにする事や、外光の反射を防止して表示コン
トラストの低下を防ぐ事、電子ビームによる蛍光膜のチ
ャージアップを防止する事などである。黒色の導電体1
010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。A fluorescent film 1008 is formed on the lower surface of the face plate 1007. Since the present embodiment is a color display device, the fluorescent film 1008 has C
Phosphors of three primary colors of red, green, and blue used in the field of RT are separately applied. The phosphor of each color is separately applied in a stripe shape as shown in FIG. 6A, for example, and a black conductor 1010 is provided between the stripes of the phosphor. The purpose of providing the black conductor 1010 is to prevent the display color from shifting even if the electron beam irradiation position is slightly shifted, and to prevent the reflection of external light to prevent the display contrast from lowering. And preventing charge-up of the fluorescent film by the electron beam. Black conductor 1
For 010, graphite was used as a main component, but other materials may be used as long as they are suitable for the above purpose.
【0080】また、3原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図6(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6(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。The method of applying the phosphors of the three primary colors is not limited to the stripe arrangement shown in FIG. 6A, but may be, for example, a delta arrangement as shown in FIG. Other arrangements may be used.
【0081】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。When a monochrome display panel is manufactured, a monochromatic phosphor material may be used for the phosphor film 1008, and a black conductive material is not necessarily used.
【0082】また、蛍光膜1008のリアプレート側の
面には、CRTの分野では公知のメタルバック1009
を設けてある。メタルバック1009を設けた目的は、
蛍光膜1008が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜100
8を保護する事や、電子ビーム加速電圧を印加するため
の電極として作用させる事や、蛍光膜1008を励起し
た電子の導電路として作用させる事などである。メタル
バック1009は、蛍光膜1008をフェースプレート
基板1007上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理
し、その上にAlを真空蒸着する方法により形成した。
なお、蛍光膜1008に低電圧用の蛍光体材料を用いた
場合には、メタルバック1009は用いない。Also, a metal back 1009 known in the field of CRT is provided on the surface of the fluorescent film 1008 on the rear plate side.
Is provided. The purpose of providing the metal back 1009 is
A part of the light emitted from the fluorescent film 1008 is specularly reflected to improve the light utilization rate, or the fluorescent film 1008
8 to protect it, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and to act as a conductive path for excited electrons of the fluorescent film 1008. The metal back 1009 was formed by forming a fluorescent film 1008 on the face plate substrate 1007, smoothing the surface of the fluorescent film, and vacuum-depositing Al thereon.
Note that when a fluorescent material for low voltage is used for the fluorescent film 1008, the metal back 1009 is not used.
【0083】また、本実施形態では用いなかったが、加
速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フ
ェースプレート基板1007と蛍光膜1008との間
に、たとえばITOを材料とする透明電極を設けてもよ
い。Although not used in the present embodiment, for the purpose of applying an acceleration voltage and improving the conductivity of the fluorescent film, a transparent material made of, for example, ITO is provided between the face plate substrate 1007 and the fluorescent film 1008. Electrodes may be provided.
【0084】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はマルチ電子ビーム源の行方向配線10
03と、Dy1〜Dynはマルチ電子ビーム源の列方向配線
1004と、Hvはフェースプレートのメタルバック1
009と電気的に接続している。Dx1 to Dxm, Dy1 to Dyn, and Hv are electric connection terminals having an airtight structure provided for electrically connecting the display panel to an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are the row wirings 10 of the multi-electron beam source.
03, Dy1 to Dyn are the column direction wirings 1004 of the multi-electron beam source, and Hv is the metal back 1 of the face plate.
009 electrically.
【0085】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、該ゲッタ
ー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。In order to evacuate the inside of the airtight container, after the airtight container is assembled, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the airtight container is raised to the power of 10 −7 [T
orr]. Thereafter, the exhaust pipe is sealed, but a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after the sealing in order to maintain the degree of vacuum in the airtight container. The getter film is, for example, a film formed by heating and depositing a getter material containing Ba as a main component by a heater or high-frequency heating, and the inside of the hermetic container is 1 × 10−5 due to the adsorbing action of the getter film.
The pressure is maintained at a vacuum of 1 × 10 −7 [Torr].
【0086】以上、本発明実施形態の表示パネルの基本
構成と製法を説明した。 <マルチ電子ビーム源の製法>次に、前記実施形態の表
示パネルに用いたマルチ電子ビーム源の製造方法につい
て説明する。本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子
ビーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子
源であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制
限はない。したがって、たとえば表面伝導型放出素子や
FE型、あるいはMIM型などの冷陰極素子を用いるこ
とができる。The basic structure and manufacturing method of the display panel according to the embodiment of the present invention have been described above. <Method of Manufacturing Multi-Electron Beam Source> Next, a method of manufacturing the multi-electron beam source used in the display panel of the above embodiment will be described. The material, shape, and manufacturing method of the cold cathode device are not limited as long as the multi-electron beam source used for the image display device of the present invention is an electron source in which cold cathode devices are arranged in a simple matrix. Therefore, for example, a cold cathode device such as a surface conduction type emission device, an FE type, or an MIM type can be used.
【0087】ただし、表示画面が大きくてしかも安価な
表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極
素子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。す
なわち、FE型ではエミッタコーンとゲート電極の相対
位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極め
て高精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や
製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。ま
た、MIM型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くてしか
も均一にする必要があるが、これも大面積化や製造コス
トの低減を達成するには不利な要因となる。その点、表
面伝導型放出素子は、比較的製造方法が単純なため、大
面積化や製造コストの低減が容易である。また、発明者
らは、表面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしく
はその周辺部を微粒子膜から形成したものがとりわけ電
子放出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見
いだしている。したがって、高輝度で大画面の画像表示
装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であ
ると言える。そこで、上記実施形態の表示パネルにおい
ては、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
成した表面伝導型放出素子を用いた。そこで、まず好適
な表面伝導型放出素子について基本的な構成と製法およ
び特性を説明し、その後で多数の素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子ビーム源の構造について述べる。 (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。 (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。図7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1103は素
子電極、1104は導電性薄膜、1105は通電フォー
ミング処理により形成した電子放出部、1113は通電
活性化処理により形成した薄膜である。However, in a situation where a display device having a large display screen and an inexpensive display device is required, among these cold cathode devices, a surface conduction type emission device is particularly preferable. That is, in the FE type, since the relative position and shape of the emitter cone and the gate electrode greatly affect the electron emission characteristics, extremely high-precision manufacturing technology is required, but this achieves a large area and a reduction in manufacturing cost. Is a disadvantageous factor. In the case of the MIM type, it is necessary to make the thicknesses of the insulating layer and the upper electrode thin and uniform, which is also a disadvantageous factor in achieving a large area and a reduction in manufacturing cost. On the other hand, since the surface conduction electron-emitting device has a relatively simple manufacturing method, it is easy to increase the area and reduce the manufacturing cost. In addition, the inventors have found that among the surface conduction electron-emitting devices, those in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film have particularly excellent electron-emitting characteristics and can be easily manufactured. Therefore, it can be said that it is most suitable for use in a multi-electron beam source of a high-luminance, large-screen image display device. Therefore, in the display panel of the above embodiment, a surface conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is used. Therefore, the basic configuration, manufacturing method and characteristics of a suitable surface conduction electron-emitting device will be described first, and then the structure of a multi-electron beam source in which many devices are arranged in a simple matrix will be described. (Suitable device configuration and manufacturing method of surface conduction type emission device) The typical configuration of the surface conduction type emission device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is a flat type or a vertical type.
Kinds are given. (Flat-type surface conduction electron-emitting device) First, an element configuration and a manufacturing method of a flat-type surface conduction electron-emitting device will be described. FIG. 7 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) for describing the configuration of a planar surface conduction electron-emitting device. In the figure, 1101 is a substrate, 1102 and 1103 are device electrodes, 1104 is a conductive thin film, 1105 is an electron-emitting portion formed by energization forming, and 1113 is a thin film formed by energization activation.
【0088】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。As the substrate 1101, for example, various glass substrates such as quartz glass and blue plate glass, various ceramics substrates such as alumina, or an insulating layer made of, for example, SiO 2 is laminated on the various substrates described above. Substrate or the like can be used.
【0089】また、基板1101上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極1102と1103は、導電
性を有する材料によって形成されている。たとえば、N
i,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Cu,Pd,
Ag等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいはIn2O3−SnO2をはじめとする金属酸
化物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜材
料を選択して用いればよい。電極を形成するには、たと
えば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィー、
エッチングなどのパターニング技術を組み合わせて用い
れば容易に形成できるが、それ以外の方法(たとえば印
刷技術)を用いて形成してもさしつかえない。The element electrodes 1102 and 1103 provided on the substrate 1101 so as to be parallel to the substrate surface are formed of a conductive material. For example, N
i, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Cu, Pd,
Materials may be appropriately selected and used from metals such as Ag and the like, alloys of these metals, metal oxides such as In 2 O 3 —SnO 2, and semiconductors such as polysilicon. To form the electrodes, for example, film forming technology such as vacuum evaporation and photolithography,
Although it can be easily formed by using a combination of patterning techniques such as etching, it may be formed by other methods (for example, printing technique).
【0090】素子電極1102と1103の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Lは通常は数百オングストローム
から数百マイクロメーターの範囲から適当な数値を選ん
で設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好
ましいのは数マイクロメーターより数十マイクロメータ
ーの範囲である。また、素子電極の厚さdについては、
通常は数百オングストロームから数マイクロメーターの
範囲から適当な数値が選ばれる。The shapes of the device electrodes 1102 and 1103 are appropriately designed according to the application purpose of the electron-emitting device.
Generally, the electrode spacing L is usually designed by selecting an appropriate value from the range of several hundreds of angstroms to several hundreds of micrometers. It is in the range of ten micrometers. Further, regarding the thickness d of the device electrode,
Usually, an appropriate numerical value is selected from the range of several hundred angstroms to several micrometers.
【0091】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。Further, a fine particle film is used for the portion of the conductive thin film 1104. The fine particle film mentioned here is a film containing many fine particles as a constituent element (including an island-shaped aggregate).
I mean If you examine the microparticle film microscopically, usually
A structure in which the individual fine particles are spaced apart, a structure in which the fine particles are adjacent to each other, or a structure in which the fine particles overlap each other is observed.
【0092】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、なかでも好ましいのは10オングスト
ロームから200オングストロームの範囲のものであ
る。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条
件を考慮して適宜設定される。すなわち、素子電極11
02あるいは1103と電気的に良好に接続するのに必
要な条件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに
必要な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の
値にするために必要な条件、などである。具体的には、
数オングストロームから数千オングストロームの範囲の
なかで設定するが、なかでも好ましいのは10オングス
トロームから500オングストロームの間である。The particle size of the fine particles used in the fine particle film is in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and preferably in the range of 10 Angstroms to 200 Angstroms. Further, the thickness of the fine particle film is appropriately set in consideration of various conditions described below. That is, the device electrode 11
02, or 1103, conditions necessary for satisfactorily performing energization forming described later, conditions necessary for setting the electric resistance of the fine particle film itself to an appropriate value described later. , And so on. In particular,
The setting is made in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and a preferable value is between 10 Angstroms and 500 Angstroms.
【0093】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、たとえば、Pd,Pt,Ru,Ag,
Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,T
a,W,Pb,などをはじめとする金属や、PdO,S
nO2,In2O3,PbO,Sb2O3,などをはじめと
する酸化物や、HfB2,ZrB2,LaB6,CeB6,
YB4,GdB4,などをはじめとする硼化物や、Ti
C,ZrC,HfC,TaC,SiC,WC,などをは
じめとする炭化物や、TiN,ZrN,HfN,などを
はじめとする窒化物や、Si,Ge,などをはじめとす
る半導体や、カーボン、などがあげられ、これらの中か
ら適宜選択される。Materials that can be used to form the fine particle film include, for example, Pd, Pt, Ru, Ag,
Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
a, W, Pb, and other metals, PdO, S
Oxides such as nO2, In2O3, PbO, Sb2O3, etc .; HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6,
Borides such as YB4, GdB4, etc., Ti
Carbides including C, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC, etc., nitrides including TiN, ZrN, HfN, etc., semiconductors including Si, Ge, etc., carbon, etc. And these are appropriately selected from these.
【0094】以上述べたように、導電性薄膜1104を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
10の3乗から10の7乗[オーム/sq]の範囲に含
まれるよう設定した。As described above, the conductive thin film 1104 is formed of a fine particle film.
It was set to be included in the range of 10 3 to 10 7 [Ohm / sq].
【0095】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7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。The conductive thin film 1104 and the device electrode 11
Since it is desirable that the wires 02 and 1103 be electrically connected well, they have a structure in which a part of each overlaps with the other. In the example of FIG. 7, the overlapping manner is such that the substrate, the device electrode, and the conductive thin film are stacked in this order from the bottom, but in some cases, the substrate, the conductive thin film, and the device electrode are stacked in this order from the bottom. I can't wait.
【0096】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7においては模式的に示した。The electron-emitting portion 1105 is a crack-like portion formed in a part of the conductive thin film 1104, and has an electrically higher resistance than the surrounding conductive thin film. The crack is formed by performing a later-described energization forming process on the conductive thin film 1104. Fine particles having a particle size of several Angstroms to several hundred Angstroms may be arranged in the crack. Since it is difficult to accurately and accurately show the actual position and shape of the electron-emitting portion, they are schematically shown in FIG.
【0097】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。The thin film 1113 is a thin film made of carbon or a carbon compound and covers the electron emitting portion 1105 and its vicinity. The thin film 1113 is formed by performing an energization activation process described later after the energization forming process.
【0098】薄膜1113は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、も
しくはその混合物であり、膜厚は500[オングストロ
ーム]以下とするが、300[オングストローム]以下
とするのがさらに好ましい。The thin film 1113 is made of any one of single-crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500 [Å] or less, but 300 [Å] or less. Is more preferred.
【0099】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7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111
3の一部を除去した素子を図示した。Since it is difficult to accurately show the actual position and shape of the thin film 1113, it is schematically shown in FIG. Further, in the plan view (a), the thin film 111 is formed.
The device from which a part of 3 is removed is shown.
【0100】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施形態においては以下のような素子を用いた。The basic structure of the preferred element has been described above. In the embodiment, the following element is used.
【0101】すなわち、基板1101には青板ガラスを
用い、素子電極1102と1103にはNi薄膜を用い
た。素子電極の厚さdは1000[オングストロー
ム]、電極間隔Lは2[マイクロメーター]とした。That is, blue glass was used for the substrate 1101, and Ni thin films were used for the device electrodes 1102 and 1103. The thickness d of the device electrode was 1000 [angstrom], and the electrode interval L was 2 [micrometer].
【0102】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。Pd or P as the main material of the fine particle film
Using dO, the thickness of the fine particle film was set to about 100 [angstrom], and the width W was set to 100 [micrometer].
【0103】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8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7と同一である。Next, a description will be given of a method of manufacturing a suitable flat surface conduction electron-emitting device. (A) to (d) of FIG.
Is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device, and the notation of each member is the same as that in FIG.
【0104】1)まず、図8(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。1) First, as shown in FIG. 8A, device electrodes 1102 and 1103 are formed on a substrate 1101.
【0105】形成するにあたっては、あらかじめ基板1
101を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる。堆積する方法としては、
たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術を用
ればよい。その後、堆積した電極材料を、フォトリソグ
ラフィー・エッチング技術を用いてパターニングし、図
8(a)に示した一対の素子電極(1102と110
3)を形成する。Before forming, the substrate 1
After sufficiently washing 101 with a detergent, pure water and an organic solvent,
The material of the device electrode is deposited. As a method of depositing,
For example, a vacuum film forming technique such as an evaporation method or a sputtering method may be used. Thereafter, the deposited electrode material is patterned by using a photolithography / etching technique, and a pair of device electrodes (1102 and 1102) shown in FIG.
Form 3).
【0106】2)次に、同図(b)に示すように、導電
性薄膜1104を形成する。2) Next, a conductive thin film 1104 is formed as shown in FIG.
【0107】形成するにあたっては、まず前記(a)の
基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理し
て微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッ
チングにより所定の形状にパターニングする。ここで、
有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を
主要元素とする有機金属化合物の溶液である。具体的に
は、本実施形態では主要元素としてPdを用いた。ま
た、実施形態では塗布方法として、ディッピング法を用
いたが、それ以外のたとえばスピンナー法やスプレー法
を用いてもよい。In the formation, first, an organic metal solution is applied to the substrate (a), dried, heated and baked to form a fine particle film, and then patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. . here,
The organic metal solution is a solution of an organic metal compound containing a material of fine particles used for the conductive thin film as a main element. Specifically, in this embodiment, Pd is used as a main element. In the embodiment, a dipping method is used as a coating method, but other methods such as a spinner method and a spray method may be used.
【0108】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成
膜方法としては、本実施形態で用いた有機金属溶液の塗
布による方法以外の、たとえば真空蒸着法やスパッタ
法、あるいは化学的気相堆積法などを用いる場合もあ
る。As a method for forming a conductive thin film made of a fine particle film, a method other than the method of applying the organometallic solution used in the present embodiment, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method Method may be used.
【0109】3)次に、同図(c)に示すように、フォ
ーミング用電源1110から素子電極1102と110
3の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を
行って、電子放出部1105を形成する。3) Next, as shown in FIG. 10C, a forming power supply 1110 supplies the device electrodes 1102 and 1102 with each other.
3, an appropriate voltage is applied, and an energization forming process is performed to form the electron-emitting portion 1105.
【0110】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性薄膜1104に通電を行って、その一部を
適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行
うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒
子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好
適な構造に変化した部分(すなわち電子放出部110
5)においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。
なお、電子放出部1105が形成される前と比較する
と、形成された後は素子電極1102と1103の間で
計測される電気抵抗は大幅に増加する。[0110] The energization forming treatment is to energize the conductive thin film 1104 made of a fine particle film, to appropriately break, deform, or alter a part of the conductive thin film 1104, thereby changing the structure to a structure suitable for emitting electrons. This is the process that causes A portion of the conductive thin film made of a fine particle film that has been changed to a structure suitable for emitting electrons (that is, the electron emitting portion 110
In 5), an appropriate crack is formed in the thin film.
Note that the electrical resistance measured between the device electrodes 1102 and 1103 is significantly increased after the formation of the electron emission portions 1105 as compared to before the formation.
【0111】通電方法をより詳しく説明するために、図
9に、フォーミング用電源1110から印加する適宜の
電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄膜
をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好まし
く、本実施形態の場合には同図に示したようにパルス幅
T1の三角波パルスをパルス間隔T2で連続的に印加し
た。その際には、三角波パルスの波高値Vpfを、順次
昇圧した。また、電子放出部1105の形成状況をモニ
ターするためのモニターパルスPmを適宜の間隔で三角
波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計1
111で計測した。FIG. 9 shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the forming power supply 1110 in order to explain the energization method in more detail. When forming a conductive thin film made of a fine particle film, a pulse-like voltage is preferable. In the case of this embodiment, a triangular wave pulse having a pulse width T1 is continuously generated at a pulse interval T2 as shown in FIG. Was applied. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse was sequentially increased. Also, monitor pulses Pm for monitoring the state of formation of the electron-emitting portion 1105 are inserted at appropriate intervals between the triangular-wave pulses, and the current flowing at that time is measured by the ammeter 1.
It was measured at 111.
【0112】実施形態においては、たとえば10のマイ
ナス5乗[torr]程度の真空雰囲気下において、た
とえばパルス幅T1を1[ミリ秒]、パルス間隔T2を
10[ミリ秒]とし、波高値Vpfを1パルスごとに
0.1[V]ずつ昇圧した。そして、三角波を5パルス
印加するたびに1回の割りで、モニターパルスPmを挿
入した。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがない
ように、モニターパルスの電圧Vpmは0.1[V]に
設定した。そして、素子電極1102と1103の間の
電気抵抗が1x10の6乗[オーム]になった段階、す
なわちモニターパルス印加時に電流計1111で計測さ
れる電流が1x10のマイナス7乗[A]以下になった
段階で、フォーミング処理にかかわる通電を終了した。In the embodiment, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 −5 [torr], for example, the pulse width T1 is 1 [millisecond], the pulse interval T2 is 10 [millisecond], and the peak value Vpf is The voltage was increased by 0.1 [V] for each pulse. Then, the monitor pulse Pm was inserted at a rate of one every time five triangular waves were applied. The monitor pulse voltage Vpm was set to 0.1 [V] so as not to adversely affect the forming process. Then, when the electric resistance between the element electrodes 1102 and 1103 becomes 1 × 10 6 [ohm], that is, the current measured by the ammeter 1111 when the monitor pulse is applied becomes 1 × 10 −7 [A] or less. At this stage, the energization related to the forming process was terminated.
【0113】なお、上記の方法は、本実施形態の表面伝
導型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば微
粒子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Lなど表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て通電の条件を適宜変更するのが望ましい。The above method is a preferable method for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment. For example, the design of the surface conduction electron-emitting device such as the material and film thickness of the fine particle film or the element electrode interval L is changed. In such a case, it is desirable to appropriately change the energization conditions accordingly.
【0114】4)次に、図8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。4) Next, as shown in FIG. 8D, an appropriate voltage is applied between the element electrodes 1102 and 1103 from the activating power supply 1112, and the energizing activation process is performed to perform electron emission. Improve characteristics.
【0115】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
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。The energization activation process is a process of energizing the electron emitting portion 1105 formed by the energization forming process under appropriate conditions to deposit carbon or a carbon compound in the vicinity thereof. In the figure, a deposit made of carbon or a carbon compound is schematically shown as a member 1113. Note that by performing the energization activation process, the emission current at the same applied voltage can be typically increased by 100 times or more as compared with before the energization activation process.
【0116】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。Specifically, 10 minus the fourth power to 1
By applying a voltage pulse periodically in a vacuum atmosphere within the range of 0 to the fifth power [torr], carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere is deposited. The deposit 1113 is any of single crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500.
[Angstrom] or less, more preferably 300 [angstrom] or less.
【0117】通電方法をより詳しく説明するために、図
10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。本実施形態においては、一
定電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行
ったが、具体的には,矩形波の電圧Vacは14
[V],パルス幅T3は1[ミリ秒],パルス間隔T4
は10[ミリ秒]とした。なお、上述の通電条件は、本
実施形態の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件で
あり、表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、
それに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。In order to explain the energization method in more detail, FIG. 10A shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 1112. In the present embodiment, the energization activation process is performed by applying a rectangular wave of a constant voltage periodically, but specifically, the rectangular wave voltage Vac is 14
[V], pulse width T3 is 1 [millisecond], pulse interval T4
Was set to 10 [milliseconds]. The above-described energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed,
It is desirable to change the conditions accordingly.
【0118】図8の(d)に示す1114は該表面伝導
型放出素子から放出される放出電流Ieを捕捉するため
のアノード電極で、直流高電圧電源1115および電流
計1116が接続されている。なお、基板1101を、
表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う場合
には、表示パネルの蛍光面をアノード電極1114とし
て用いる。活性化用電源1112から電圧を印加する
間、電流計1116で放出電流Ieを計測して通電活性
化処理の進行状況をモニターし、活性化用電源1112
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10(b)に示すが、活性化電源11
12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。An anode electrode 1114 shown in FIG. 8D is used to capture an emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device, and is connected to a DC high voltage power supply 1115 and an ammeter 1116. Note that the substrate 1101 is
When the activation process is performed after being incorporated in the display panel, the phosphor screen of the display panel is used as the anode electrode 1114. While the voltage is applied from the activation power supply 1112, the emission current Ie is measured by the ammeter 1116 to monitor the progress of the energization activation process, and the activation power supply 1112 is used.
Control the operation of. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 1116 is shown in FIG.
When the application of the pulse voltage starts from 12, the emission current Ie increases with the passage of time, but eventually saturates and hardly increases. As described above, when the emission current Ie is substantially saturated, the application of the voltage from the activation power supply 1112 is stopped, and the energization activation process ends.
【0119】なお、上述の通電条件は、本実施形態の表
面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝
導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて
条件を適宜変更するのが望ましい。The above-described energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, the conditions should be changed accordingly. desirable.
【0120】以上のようにして、図8(e)に示す平面
型の表面伝導型放出素子を製造した。 (垂直型の表面伝導型放出素子)次に、電子放出部もし
くはその周辺を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素
子のもうひとつの代表的な構成、すなわち垂直型の表面
伝導型放出素子の構成について説明する。As described above, the planar surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 8E was manufactured. (Vertical type surface conduction electron-emitting device) Next, another typical structure of a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion or its periphery is formed of a fine particle film, that is, the structure of a vertical surface conduction electron-emitting device Will be described.
【0121】図11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。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining the basic structure of a vertical type. In FIG.
202 and 1203 are device electrodes, 1206 is a step forming member, 1204 is a conductive thin film using a fine particle film, 1205
Are electron-emitting portions formed by an energization forming process;
213 is a thin film formed by the activation process.
【0122】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方(1202)が段差形成部材
1206上に設けられており、導電性薄膜1204が段
差形成部材1206の側面を被覆している点にある。し
たがって、前記図7の平面型における素子電極間隔L
は、垂直型においては段差形成部材1206の段差高L
sとして設定される。なお、基板1201、素子電極1
202および1203、微粒子膜を用いた導電性薄膜1
204については、前記平面型の説明中に列挙した材料
を同様に用いることが可能である。また、段差形成部材
1206には、たとえばSiO2のような電気的に絶縁
性の材料を用いる。The difference between the vertical type and the flat type described above is that one of the device electrodes (1202) is provided on the step forming member 1206, and the conductive thin film 1204 is provided on the side surface of the step forming member 1206. It is in the point of coating. Therefore, the element electrode interval L in the planar type shown in FIG.
Is the step height L of the step forming member 1206 in the vertical type.
s. In addition, the substrate 1201, the element electrode 1
202 and 1203, conductive thin film 1 using fine particle film
For 204, the materials listed in the description of the planar type can be similarly used. For the step forming member 1206, an electrically insulating material such as SiO2 is used.
【0123】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。図12の(a)〜(f)は、製造工
程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図1
1と同一である。Next, a method of manufacturing a vertical surface conduction electron-emitting device will be described. FIGS. 12A to 12F are cross-sectional views for explaining a manufacturing process.
Same as 1.
【0124】1)まず、図12(a)に示すように、基
板1201上に素子電極1203を形成する。1) First, as shown in FIG. 12A, an element electrode 1203 is formed on a substrate 1201.
【0125】2)次に、同図(b)に示すように、段差
形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層
は、たとえばSiO2をスパッタ法で積層すればよい
が、たとえば真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を
用いてもよい。2) Next, as shown in FIG. 13B, an insulating layer for forming a step forming member is laminated. The insulating layer may be formed by laminating, for example, SiO2 by a sputtering method. However, another film forming method such as a vacuum evaporation method or a printing method may be used.
【0126】3)次に、同図(c)に示すように、絶縁
層の上に素子電極1202を形成する。3) Next, as shown in FIG. 13C, an element electrode 1202 is formed on the insulating layer.
【0127】4)次に、同図(d)に示すように、絶縁
層の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素
子電極1203を露出させる。4) Next, as shown in FIG. 14D, a part of the insulating layer is removed by using, for example, an etching method to expose the element electrode 1203.
【0128】5)次に、同図(e)に示すように、微粒
子膜を用いた導電性薄膜1204を形成する。形成する
には、前記平面型の場合と同じく、たとえば塗布法など
の成膜技術を用いればよい。5) Next, as shown in FIG. 14E, a conductive thin film 1204 using a fine particle film is formed. For the formation, as in the case of the flat type, a film forming technique such as a coating method may be used.
【0129】6)次に、前記平面型の場合と同じく、通
電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する。図
8(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。6) Next, as in the case of the flat type, an energization forming process is performed to form an electron-emitting portion. A process similar to the planar energization forming process described with reference to FIG. 8C may be performed.
【0130】7)次に、前記平面型の場合と同じく、通
電活性化処理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭
素化合物を堆積させる。図8(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。7) Next, as in the case of the flat type, a current activation process is performed to deposit carbon or a carbon compound near the electron emitting portion. The same process as the planar energization activation process described with reference to FIG. 8D may be performed.
【0131】以上のようにして、図12(f)に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造した。 <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。As described above, the vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 12F was manufactured. <Characteristics of surface conduction electron-emitting device used in display device>
The device configuration and manufacturing method of the planar and vertical surface conduction electron-emitting devices have been described. Next, the characteristics of the devices used in the display device will be described.
【0132】図13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。FIG. 13 shows typical examples of (emission current Ie) versus (device applied voltage Vf) characteristics and (device current If) versus (device applied voltage Vf) characteristics of the device used in the display device. . Note that the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, and it is difficult to show the same current on the same scale.
Since these characteristics are changed by changing design parameters such as the size and shape of the element, the two graphs are shown in arbitrary units.
【0133】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。The element used in the display device has the following three characteristics regarding the emission current Ie.
【0134】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。First, a certain voltage (this is referred to as a threshold voltage Vth
When a voltage of the above magnitude is applied to the element, the emission current Ie sharply increases. On the other hand, at a voltage lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie is hardly detected.
【0135】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。That is, the non-linear element has a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.
【0136】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。Secondly, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the emission current Ie varies with the voltage Vf.
The magnitude of e can be controlled.
【0137】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。Third, since the response speed of the current Ie emitted from the element is faster with respect to the voltage Vf applied to the element, the amount of charge of the electrons emitted from the element depends on the length of time during which the voltage Vf is applied. Can control.
【0138】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。Because of the above characteristics, the surface conduction electron-emitting device could be suitably used for a display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to pixels of a display screen, if the first characteristic is used, display can be performed by sequentially scanning the display screen. That is,
The driving element has a threshold voltage Vt according to a desired light emission luminance.
h or higher, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the non-selected elements. By sequentially switching the elements to be driven, the display screen can be sequentially scanned and displayed.
【0139】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。In addition, by using the second characteristic or the third characteristic, the light emission luminance can be controlled, so that a gradation display can be performed.
【0140】ここで、表示パネルの制御回路を図1のよ
うに構成すれば、図4のように素子印加電圧の立ち下が
り時にリンギングが発生しても、それが高々1V程度で
あれば、第一の特性によりしきい値電圧まで達しないた
め、素子に対してメモリ効果を及ぼすことはない。 <多数素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム
源の構造>次に、上述の表面伝導型放出素子を基板上に
配列して単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源の
構造について述べる。Here, if the control circuit of the display panel is constructed as shown in FIG. 1, even if ringing occurs at the time of falling of the element applied voltage as shown in FIG. Since the threshold voltage is not reached due to one characteristic, the memory effect is not exerted on the element. <Structure of a multi-electron beam source in which a large number of elements are arranged in a simple matrix) Next, a structure of a multi-electron beam source in which the above-described surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate and arranged in a simple matrix will be described.
【0141】図14に示すのは、前記図5の表示パネル
に用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上に
は、前記図7で示したものと同様な表面伝導型放出素子
が配列され、これらの素子は行方向配線電極1003と
列方向配線電極1004により単純マトリクス状に配線
されている。行方向配線電極1003と列方向配線電極
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。FIG. 14 is a plan view of the multi-electron beam source used for the display panel of FIG. On the substrate, surface conduction type emission elements similar to those shown in FIG. 7 are arranged, and these elements are wired in a simple matrix by row-direction wiring electrodes 1003 and column-direction wiring electrodes 1004. An insulating layer (not shown) is formed between the row-directional wiring electrodes 1003 and the column-directional wiring electrodes 1004 where they intersect, so that electrical insulation is maintained.
【0142】図14のA−A’に沿った断面を、図15
に示す。FIG. 15 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
Shown in
【0143】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上に行方向配線電極1003、列方向配
線電極1004、電極間絶縁層(不図示)、および表面
伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、
行方向配線電極1003および列方向配線電極1004
を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電
活性化処理を行うことにより製造した。Incidentally, the multi-electron source having such a structure is as follows.
After previously forming a row direction wiring electrode 1003, a column direction wiring electrode 1004, an interelectrode insulating layer (not shown), and a device electrode of a surface conduction type emission device and a conductive thin film on a substrate,
Row direction wiring electrode 1003 and column direction wiring electrode 1004
The device was manufactured by supplying power to each element through the device and performing an energization forming process and an energization activation process.
【0144】図16は、前記説明の製造方法による表面
伝導型放出素子を電子ビーム源として用いたディスプレ
イパネルに、例えばテレビジョン放送をはじめとする種
々の画像情報源より提供される画像情報を表示できるよ
うに構成した多機能表示装置の一例を示すための図であ
る。FIG. 16 shows image information provided from various image information sources such as television broadcasting on a display panel using the surface conduction electron-emitting device according to the above-described manufacturing method as an electron beam source. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a multi-function display device configured to be able to be used.
【0145】図中、110はディスプレイパネル、21
01はディスプレイパネルの駆動回路で、図1のブロッ
ク101〜109に相当する。2102はディスプレイ
コントローラ、2103はマルチプレクサ、2104は
デコーダ、2105は入出力インターフェース回路、2
106はCPU、2107は画像生成回路、2108お
よび2109および2110は画像メモリインターフェ
ース回路、2111は画像入力インターフェース回路、
2112および2113はTV信号受信回路、2114
は入力部である。In the figure, reference numeral 110 denotes a display panel, 21
Reference numeral 01 denotes a display panel driving circuit, which corresponds to blocks 101 to 109 in FIG. 2102, a display controller; 2103, a multiplexer; 2104, a decoder; 2105, an input / output interface circuit;
106 is a CPU, 2107 is an image generation circuit, 2108, 2109 and 2110 are image memory interface circuits, 2111 is an image input interface circuit,
2112 and 2113 are TV signal receiving circuits, 2114
Is an input unit.
【0146】なお、本表示装置は、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。When the present display device receives a signal containing both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces the audio simultaneously with the display of the video. Descriptions of circuits, speakers, and the like relating to reception, separation, reproduction, processing, storage, and the like of audio information that are not directly related to the features of the invention will be omitted.
【0147】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明してゆく。Hereinafter, the function of each section will be described along the flow of the image signal.
【0148】まず、TV信号受信回路2113は、例え
ば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝
送されるTV画像信号を受信するための回路である。受
信するTV信号の方式は特に限られるものではなく、例
えば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式など
の諸方式でもよい。また、これらよりさらに多数の走査
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
した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好適な
信号源である。TV信号受信回路2113で受信された
TV信号は、デコーダ2104に出力される。First, the TV signal receiving circuit 2113 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The format of the received TV signal is not particularly limited, and may be, for example, various systems such as the NTSC system, the PAL system, and the SECAM system. Further, a TV signal (for example, a so-called high-definition TV including the MUSE system) composed of a larger number of scanning lines than the above is suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. Signal source. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 2113 is output to the decoder 2104.
【0149】また、TV信号受信回路2112は、例え
ば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送系
を用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回路
である。前記TV信号受信回路2113と同様に、受信
するTV信号の方式は特に限られるものではなく、また
本回路で受信されたTV信号もデコーダ2104に出力
される。The TV signal receiving circuit 2112 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similarly to the TV signal receiving circuit 2113, the type of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 2104.
【0150】また、画像入力インターフェース回路21
11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。The image input interface circuit 21
A circuit 11 captures an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner. The captured image signal is output to a decoder 2104.
【0151】また、画像メモリインターフェース回路2
110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。The image memory interface circuit 2
110 is a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR)
Is a circuit for capturing an image signal stored in the decoder 2104. The captured image signal is output to the decoder 2104.
【0152】また、画像メモリインターフェース回路2
109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。The image memory interface circuit 2
Reference numeral 109 denotes a circuit for capturing an image signal stored in the video disk, and the captured image signal is output to the decoder 2104.
【0153】また、画像メモリインターフェース回路2
108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21
04に出力される。The image memory interface circuit 2
Reference numeral 108 denotes a circuit for taking in an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disk.
04 is output.
【0154】また、入出力インターフェース回路210
5は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコン
ピュータネットワークもしくはプリンタなどの出力装置
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。The input / output interface circuit 210
Reference numeral 5 denotes a circuit for connecting the present display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. In addition to inputting and outputting image data, character data, and graphic information, control signals and numerical data can be input and output between the CPU 2106 included in the display device and the outside in some cases. .
【0155】また、画像生成回路2107は、前記入出
力インターフェース回路2105を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報や、あるいはCPU
2106より出力される画像データや文字・図形情報に
基づき表示用画像データを生成するための回路である。
本回路の内部には、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。Further, the image generation circuit 2107 is provided with image data, character / graphic information input from outside via the input / output interface circuit 2105, or a CPU.
A circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from 2106.
Within this circuit, for example, a rewritable memory for storing image data and character / graphic information, a read-only memory for storing image patterns corresponding to character codes, and a processor for performing image processing Circuits necessary for generating an image, such as those described above, are incorporated.
【0156】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ2104に出力されるが、場合によっては
前記入出力インターフェース回路2105を介して外部
のコンピュータネットワークやプリンタ入出力すること
も可能である。The display image data generated by the present circuit is output to the decoder 2104. In some cases, the display image data can be input / output to / from an external computer network or a printer via the input / output interface circuit 2105.
【0157】また、CPU2106は、主として本表示
装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わ
る作業を行う。The CPU 2106 mainly carries out operations related to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image.
【0158】例えば、マルチプレクサ2103に制御信
号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を
適宜選択したり組み合わせたりする。また、その際には
表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントロ
ーラ2102に対して制御信号を発生し、画面表示周波
数や走査方法(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。For example, a control signal is output to the multiplexer 2103, and image signals to be displayed on the display panel are appropriately selected or combined. In this case, a control signal is generated for the display panel controller 2102 in accordance with an image signal to be displayed, and a display frequency, a scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), and the number of scanning lines per screen are displayed. The operation of the device is appropriately controlled.
【0159】また、前記画像生成回路2107に対して
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるい
は前記入出力インターフェース回路2105を介して外
部のコンピュータやメモリをアクセスして画像データや
文字・図形情報を入力する。Further, image data and character / graphic information are directly output to the image generation circuit 2107, or an external computer or memory is accessed via the input / output interface circuit 2105 to access the image data or character / graphic information. Enter graphic information.
【0160】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。The CPU 2106 may, of course, be involved in work for other purposes. For example,
It may be directly related to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor.
【0161】あるいは、前述したように入出力インター
フェース回路2105を介して外部のコンピュータネッ
トワークと接続し、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。Alternatively, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 2105 as described above, and operations such as numerical calculations may be performed in cooperation with external devices.
【0162】また、入力部2114は、前記CPU21
06に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなど
を入力するためのものであり、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。The input unit 2114 is connected to the CPU 21.
06 is for the user to input commands, programs, data, and the like. For example, in addition to a keyboard and a mouse, various input devices such as a joystick, a barcode reader, and a voice recognition device can be used.
【0163】また、デコーダ2104は、前記2107
ないし2113より入力される種々の画像信号を3原色
信号、または輝度信号とI信号,Q信号に逆変換するた
めの回路である。なお、同図中に点線で示すように、デ
コーダ2104は内部に画像メモリ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、あるいは前記画像生
成回路2107およびCPU2106と協同してがぞの
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。The decoder 2104 is provided with the 2107
And 2113 are circuits for inversely converting various image signals inputted from 2113 into three primary color signals or luminance signals and I and Q signals. It is to be noted that the decoder 2104 desirably includes an image memory therein, as indicated by a dotted line in FIG. This is for handling television signals that require an image memory when performing inverse conversion, such as the MUSE method. In addition, the provision of the image memory facilitates the display of a still image, or cooperates with the image generation circuit 2107 and the CPU 2106 to perform image processing and editing including culling, interpolation, enlargement, reduction, and synthesis. This is because there is an advantage that it can be easily performed.
【0164】また、マルチプレクサ2103は、前記C
PU2106より入力される制御信号に基づき表示画像
を適宜選択するものである。すなわち、マルチプレクサ
2103はデコーダ2104から入力される逆変換され
た画像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回
路2101に出力する。その場合には、一画面表示時間
内で画像信号を切り替えて選択することにより、いわゆ
る多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて
領域によって異なる画像を表示することも可能である。The multiplexer 2103 is connected to the C
A display image is appropriately selected based on a control signal input from the PU 2106. That is, the multiplexer 2103 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 2104 and outputs the selected image signal to the drive circuit 2101. In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television. .
【0165】また、ディスプレイパネルコントローラ2
102は、前記CPU2106より入力される制御信号
に基づき駆動回路2101の動作を制御するための回路
である。The display panel controller 2
Reference numeral 102 denotes a circuit for controlling the operation of the drive circuit 2101 based on a control signal input from the CPU 2106.
【0166】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
にかかわるものとして、例えばディスプレイパネルの駆
動用電源(図示せず)の動作シーケンスを制御するため
の信号を駆動回路2101に対して出力する。First, as a signal related to the basic operation of the display panel, for example, a signal for controlling an operation sequence of a drive power source (not shown) for the display panel is output to the drive circuit 2101.
【0167】また、ディスプレイパネルの駆動方法に関
わるものとして、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。Further, as a signal related to the display panel driving method, a signal for controlling, for example, a screen display frequency and a scanning method (for example, interlaced or non-interlaced) is output to the driving circuit 2101.
【0168】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。In some cases, a control signal related to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 2101.
【0169】また、駆動回路2101は、表示パネル1
10に印加する駆動信号を発生するための回路であり、
前記マルチプレクサ2103から入力される画像信号
と、前記ディスプレイパネルコントローラ2102より
入力される制御信号に基づいて動作するものである。Further, the driving circuit 2101 is connected to the display panel 1.
10 is a circuit for generating a drive signal to be applied to 10
It operates based on an image signal input from the multiplexer 2103 and a control signal input from the display panel controller 2102.
【0170】以上、各部の機能を説明したが、図16に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル1
10に表示する事が可能である。The function of each section has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 16, in this display device, image information input from various image information sources is displayed on the display panel 1.
10 can be displayed.
【0171】すなわち、テレビジョン放送をはじめとす
る各種の画像信号はデコーダ2104において逆変換さ
れた後、マルチプレクサ2103において適宜選択さ
れ、駆動回路2101に入力される。一方、ディスプレ
イコントローラ2102は、表示する画像信号に応じて
駆動回路2101の動作を制御するための制御信号を発
生する。駆動回路2101は、上記画像信号と制御信号
に基づいてディスプレイパネル110に駆動信号を印加
する。That is, various image signals including television broadcasting are inversely converted by the decoder 2104, appropriately selected by the multiplexer 2103, and input to the drive circuit 2101. On the other hand, the display controller 2102 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 2101 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 2101 applies a drive signal to the display panel 110 based on the image signal and the control signal.
【0172】これにより、ディスプレイパネル110に
おいて画像が表示される。これらの一連の動作は、CP
U2106により統括的に制御される。As a result, an image is displayed on display panel 110. These series of operations are performed by CP
It is totally controlled by U2106.
【0173】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ2104に内蔵する画像メモリや、画像生成回路21
07およびCPU2106が関与することにより、単に
複数の画像情報の中から選択したものを表示するだけで
なく、表示する画像情報に対して、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。In the present display device, the image memory built in the decoder 2104, the image generation circuit 21
07 and the CPU 2106 involve not only displaying a selected one of a plurality of pieces of image information but also enlarging, reducing,
It is also possible to perform image processing such as rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, image aspect ratio conversion, etc., and image editing such as synthesis, deletion, connection, replacement, insertion, etc. is there. Although not specifically mentioned in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-described image processing and image editing.
【0174】したがって、本表示装置は、テレビジョン
放送の表示機器,テレビ会議の端末機器,静止画像およ
び動画像を扱う画像編集機器,コンピュータの端末機
器,ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器,
ゲーム機などの機能を一台で兼ね備える事が可能で、産
業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。Therefore, the present display device is a television broadcast display device, a video conference terminal device, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor,
It can be equipped with the functions of a game machine etc. by one unit, and has a very wide application range for industrial or consumer use.
【0175】なお、上記図16は、表面伝導型放出素子
を電子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示
装置の構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定さ
れるものではない事は言うまでもない。例えば、図16
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。FIG. 16 shows only an example of a configuration of a display device using a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, and the present invention is not limited to this. Needless to say. For example, FIG.
Circuits related to functions that are not necessary for the purpose of use may be omitted. Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when the present display device is applied as a video phone, it is preferable to add a transmission / reception circuit including a television camera, an audio microphone, an illuminator, and a modem to the components.
【0176】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルが
容易に薄形化できるため、表示装置全体の奥行きを小さ
くすることが可能である。それに加えて、表面伝導型放
出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは大画
面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本
表示装置は臨場感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。In the present display device, in particular, since the display panel using the surface conduction electron-emitting device as the electron beam source can be easily made thin, the depth of the entire display device can be reduced. In addition, the display panel using surface conduction electron-emitting devices as the electron beam source can easily enlarge the screen, and has high brightness and excellent viewing angle characteristics. It is possible to display well.
【0177】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of one device. Needless to say, the present invention can be applied to a case where the present invention is achieved by supplying a program to a system or an apparatus.
【0178】[0178]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷
陰極素子を応用した表示パネルを駆動する際に、駆動波
形に現れるリンギングによる過電圧がかかる事を防止
し、それにより素子が劣化したり、破壊されるのを防止
することができる。また、リンギングにより予期しない
メモリ効果が発生することを防止でき、それによる素子
の特性のずれによる表示の乱れを防止できる。As described above, according to the present invention, when a display panel to which a cold cathode device is applied is driven, an overvoltage due to ringing appearing in a driving waveform is prevented from being applied, thereby deteriorating the device. Or destruction can be prevented. In addition, it is possible to prevent an unexpected memory effect from occurring due to ringing, and to prevent display disturbance due to a shift in element characteristics due to the unexpected memory effect.
【0179】[0179]
【図1】実施形態で用いた画像表示回路駆動装置の概略
図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an image display circuit driving device used in an embodiment.
【図2】実施形態で用いたカウンタ回路概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a counter circuit used in the embodiment.
【図3】実施形態で述べたパルス幅変調方式駆動信号の
タイムチャートである。FIG. 3 is a time chart of a pulse width modulation drive signal described in the embodiment.
【図4】実施形態で用いたパルス幅変調信号の駆動波形
の図である。FIG. 4 is a diagram of a driving waveform of a pulse width modulation signal used in the embodiment.
【図5】本発明の実施形態である画像表示装置の、表示
パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the image display device according to the embodiment of the present invention, in which a part of a display panel is cut away.
【図6】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。FIG. 6 is a plan view illustrating a phosphor array of a face plate of the display panel.
【図7】実施形態で用いた平面型の表面伝導型放出素子
の平面図(a)、断面図(b)である。FIGS. 7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, of a planar surface conduction electron-emitting device used in the embodiment.
【図8】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す
断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the planar type surface conduction electron-emitting device.
【図9】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形の図
である。FIG. 9 is a diagram of an applied voltage waveform in the energization forming process.
【図10】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)の図である。FIG. 10 shows an applied voltage waveform (a) in the energization activation process;
It is a figure of change (b) of emission current Ie.
【図11】実施形態で用いた垂直型の表面伝導型放出素
子の断面図である。FIG. 11 is a sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device used in the embodiment.
【図12】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。FIG. 12 is a sectional view showing a manufacturing process of the vertical surface conduction electron-emitting device.
【図13】実施形態で用いた表面伝導型放出素子の典型
的な特性を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing typical characteristics of the surface conduction electron-emitting device used in the embodiment.
【図14】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基板
の平面図である。FIG. 14 is a plan view of a substrate of the multi-electron beam source used in the embodiment.
【図15】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基板
の一部断面図である。FIG. 15 is a partial cross-sectional view of the substrate of the multi-electron beam source used in the embodiment.
【図16】本発明の実施形態である画像表示装置を用い
た多機能画像表示装置のブロック図である。FIG. 16 is a block diagram of a multi-function image display device using the image display device according to the embodiment of the present invention.
【図17】従来知られた表面伝導型放出素子の一例の図
である。FIG. 17 is a diagram of an example of a conventionally known surface conduction electron-emitting device.
【図18】従来知られたFEの一例の図である。FIG. 18 is a diagram of an example of a conventionally known FE.
【図19】従来知られたMIMの一例の図である。FIG. 19 is a diagram of an example of a conventionally known MIM.
【図20】発明者らが試みた課題の発生した電子放出素
子の配線方法を説明する図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a wiring method of an electron-emitting device in which a problem that the inventors have attempted has occurred.
【図21】従来のパルス幅変調駆動方式を説明するため
の図である。FIG. 21 is a diagram for explaining a conventional pulse width modulation driving method.
【図22】従来のパルス幅変調駆動方式を説明するため
の図である。FIG. 22 is a diagram for explaining a conventional pulse width modulation driving method.
【図23】課題を説明するための図である。FIG. 23 is a diagram for explaining a problem.
【図24】課題を説明するための図である。FIG. 24 is a diagram for explaining a problem.
【図25】課題を説明するための図である。FIG. 25 is a diagram for explaining a problem.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−289814(JP,A) 特開 平7−177446(JP,A) 特開 昭52−53623(JP,A) 特開 昭63−14129(JP,A) 特開 平5−249920(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 3/00 - 3/38 G02F 1/133 505 - 580 H04N 5/66 - 5/74 H01J 1/30 H01J 29/98 H01J 31/12 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-289814 (JP, A) JP-A-7-177446 (JP, A) JP-A-52-56232 (JP, A) JP-A-63-14129 (JP, A) , A) JP-A-5-249920 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G09G 3/00-3/38 G02F 1/133 505-580 H04N 5/66- 5/74 H01J 1/30 H01J 29/98 H01J 31/12
Claims (15)
する表面伝導型放出素子を行列状に配置してなるマルチ
電子ビーム源であって、 1行分の表面伝導型放出素子群に対して、各表面伝導型
放出素子ごとに画像信号の値に応じた時間幅の所定波高
の変調信号を、当該変調信号の後端を同期させて生成す
る変調信号生成手段と、 前記変調信号生成手段により生成された変調信号に基づ
いて、前記各表面伝導型放出素子を行ごとに走査しつつ
駆動する駆動手段とを備えており、前記表面伝導型放出
素子は、パルス電圧が印加される場合、それ以前に印加
された電圧値よりも大きな電圧値のパルス電圧が印加さ
れると、印加電圧と放出電流の特性カーブがシフトし、
その特性カーブがメモリされるメモリ特性を有すること
を特徴とするマルチ電子ビーム源。1. A multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices that emit electrons in an amount corresponding to a voltage application time are arranged in a matrix. On the other hand, a modulation signal generating means for generating a modulation signal of a predetermined wave height of a time width corresponding to a value of an image signal for each surface conduction type emission element by synchronizing a rear end of the modulation signal, based on the generated modulation signals by means, it said has a drive means for each surface conduction electron-emitting devices to drive while scanning each row, the surface conduction electron-emitting device, if a pulse voltage is applied , Applied earlier
Pulse voltage with a voltage value greater than the
Characteristic curve of applied voltage and emission current shifts,
A multi-electron beam source having a memory characteristic whose characteristic curve is stored .
ンプリングするサンプリング手段と、サンプリングした
画像信号の値に応じて変調信号の立ち上がりタイミング
を決定する手段とを含むことを特徴とする請求項1に記
載のマルチ電子ビーム源。2. The apparatus according to claim 1, wherein said modulated signal generating means includes sampling means for sampling an image signal, and means for determining a rising timing of the modulated signal according to a value of the sampled image signal. A multi-electron beam source according to claim 1.
によりサンプリングし得る最大値をその最大値とするカ
ウンタ手段を有し、前記サンプリング手段によりサンプ
リングした画像信号の値を初期値として前記カウンタ手
段により計数を開始し、最大値に達したタイミングを変
調信号の立ち上がりタイミングとして決定することを特
徴とする請求項2に記載のマルチ電子ビーム源。3. The determining means includes counter means for setting a maximum value sampleable by the sampling means as the maximum value, and counting the image signal sampled by the sampling means as an initial value by the counter means. 3. The multi-electron beam source according to claim 2, wherein the timing when the maximum value is reached is determined as the rising timing of the modulation signal.
出素子群を選択し、選択された行の表面伝導型放出素子
群に所定波高値かつ所定幅のパルス信号を印加する走査
信号印加手段と、選択された行における各表面伝導型放
出素子に前記変調信号生成手段により生成された信号を
印加する変調信号印加手段とを含むことを特徴とする請
求項1乃至3いずれかに記載のマルチ電子ビーム源。4. The driving means according to claim 1, wherein said driving means comprises a surface conduction type discharge for each row.
Out Select element group, the scanning signal applying means for applying a pulse signal of a predetermined peak value and a predetermined width in the surface conduction electron-emitting device <br/> groups in a selected row, each surface conduction type in the selected row Release
4. The multi-electron beam source according to claim 1, further comprising a modulation signal applying unit that applies a signal generated by the modulation signal generating unit to an output element .
する表面伝導型放出素子を行列状に配置してなるマルチ
電子ビーム源であって、 画像信号をサンプリングするサンプリング手段と、 前記サンプリング手段によりサンプリングし得る最大値
をその最大値とするカウンタを含み、前記サンプリング
手段によりサンプリングした画像信号の値を初期値とし
て前記カウンタ手段により計数を開始し、最大値に達し
たタイミングをパルス信号の立ち上がりタイミングとし
て決定する決定手段と、 前記決定手段により決定されたタイミングで立ち上が
り、所定のタイミングで立ち下がる変調パルス信号を生
成する変調信号生成手段と、 行ごとに表面伝導型放出素子群を選択し、選択された行
の表面伝導型放出素子群に所定波高値かつ所定幅の走査
パルス信号を印加する走査信号印加手段と、 各行における各表面伝導型放出素子に対して前記変調信
号生成手段により生成された変調パルス信号を印加する
変調信号印加手段とを備えており、前記表面伝導型放出
素子は、パルス電圧が印加される場合、それ以前に印加
された電圧値よりも大きな電圧値のパルス電圧が印加さ
れると、印加電圧と放出電流の特性カーブがシフトし、
その特性カーブがメモリされるメモリ特性を有すること
を特徴とするマルチ電子ビーム源。5. A multi-electron beam source comprising a matrix of surface conduction electron-emitting devices that emit electrons in an amount corresponding to a voltage application time, wherein: a sampling means for sampling an image signal; A counter for setting the maximum value that can be sampled by the means to the maximum value, starting counting by the counter means with the value of the image signal sampled by the sampling means as an initial value, and determining the timing when the maximum value is reached by a pulse signal. Deciding means for deciding as a rising timing, modulating signal producing means for producing a modulated pulse signal which rises at the timing decided by the deciding means and falls at a predetermined timing, and selects a surface conduction type emission element group for each row. Scanning of the surface conduction electron-emitting device group of the selected row with a predetermined peak value and a predetermined width Scanning signal applying means for applying a pulse signal, and modulation signal applying means for applying a modulation pulse signal generated by the modulation signal generating means to each surface conduction type emission element in each row, When the pulse voltage is applied, the type emission element is applied before
Pulse voltage with a voltage value greater than the
Characteristic curve of applied voltage and emission current shifts,
A multi-electron beam source having a memory characteristic whose characteristic curve is stored .
する表面伝導型放出素子を行列状に配置し、各表面伝導
型放出素子から放出される電子の量に応じて発光する発
光手段により画像を可視化する表示装置であって、 1行分の表面伝導型放出素子群に対して、各表面伝導型
放出素子ごとに画像信号の値に応じた時間幅の所定波高
の変調信号を、当該変調信号の後端を同期させて生成す
る変調信号生成手段と、 前記変調信号生成手段により生成された変調信号に基づ
いて、前記表面伝導型放出素子を行ごとに走査しつつ駆
動する駆動手段とを備えており、前記表面伝導型放出素
子は、パルス電圧が印加される場合、それ以前に印加さ
れた電圧値よりも大きな電圧値のパルス電圧が印加され
ると、印加電圧と放出電流の特性カーブがシフトし、そ
の特性カーブがメモリされるメモリ特性を有することを
特徴とする表示装置。6. A light emitting means for arranging surface conduction electron-emitting devices for emitting an amount of electrons corresponding to a voltage application time in a matrix, and for emitting light according to the amount of electrons emitted from each surface conduction electron-emitting device. A display device for visualizing an image by: A modulation signal of a predetermined wave height having a time width corresponding to a value of an image signal for each surface conduction type emission element group for one row of surface conduction type emission element groups, Modulation signal generation means for synchronizing and generating the rear end of the modulation signal; and drive means for driving the surface conduction electron-emitting device while scanning each row based on the modulation signal generated by the modulation signal generation means. When a pulse voltage is applied, the surface conduction electron-emitting device is applied before the pulse voltage is applied.
Pulse voltage with a voltage value greater than the
Then, the characteristic curve of applied voltage and emission current shifts,
A display device having a memory characteristic in which the characteristic curve is stored .
ンプリングするサンプリング手段と、サンプリングした
画像信号の値に応じて変調信号の立ち上がりタイミング
を決定する手段とを含むことを特徴とする請求項6に記
載の表示装置。Wherein said modulating signal generating means, according to claim, characterized in that it comprises a sampling means for sampling an image signal, and means for determining the rising timing of the modulation signal in accordance with the value of the sampled image signal 6 The display device according to claim 1.
によりサンプリングし得る最大値をその最大値とするカ
ウンタ手段を有し、前記サンプリング手段によりサンプ
リングした画像信号の値を初期値として前記カウンタ手
段により計数を開始し、最大値に達したタイミングを変
調信号の立ち上がりタイミングとして決定することを特
徴とする請求項7に記載の表示装置。8. The determining means includes counter means for setting a maximum value which can be sampled by the sampling means to the maximum value, and counting the image signal sampled by the sampling means as an initial value by the counter means. 8. The display device according to claim 7 , wherein a timing when the maximum value is reached is determined as a rising timing of the modulation signal.
出素子群を選択し、選択された行の表面伝導型放出素子
群に所定波高値かつ所定幅のパルス信号を印加する走査
信号印加手段と、選択された行における各表面伝導型放
出素子に前記変調信号生成手段により生成された信号を
印加する変調信号印加手段とを含むことを特徴とする請
求項6乃至8いずれかに記載の表示装置。9. The driving device according to claim 1, wherein the driving means comprises a surface conduction type discharge for each row.
Out Select element group, the scanning signal applying means for applying a pulse signal of a predetermined peak value and a predetermined width in the surface conduction electron-emitting device <br/> groups in a selected row, each surface conduction type in the selected row Release
9. The display device according to claim 6 , further comprising a modulation signal application unit that applies a signal generated by the modulation signal generation unit to an output element .
前記変調信号生成手段は各色信号ごとに変調信号を生成
し、前記発光手段は赤緑青の3原色の蛍光体を所定の形
式で配置した蛍光体を含むことを特徴とする請求項6乃
至9いずれかに記載の表示装置。10. The image signal is a color image signal,
7. The apparatus according to claim 6, wherein said modulation signal generating means generates a modulation signal for each color signal, and said light emitting means includes a phosphor in which phosphors of three primary colors of red, green and blue are arranged in a predetermined format.
10. The display device according to any one of 9 to 9 .
出する表面伝導型放出素子を行列状に配置し、各表面伝
導型放出素子から放出される電子の量に応じて発光する
発光手段により画像を可視化する表示装置であって、 画像信号をサンプリングするサンプリング手段と、 前記サンプリング手段によりサンプリングし得る最大値
をその最大値とするカウンタを含み、前記サンプリング
手段によりサンプリングした画像信号の値を初期値とし
て前記カウンタ手段により計数を開始し、最大値に達し
たタイミングをパルス信号の立ち上がりタイミングとし
て決定する決定手段と、 前記決定手段により決定されたタイミングで立ち上が
り、所定のタイミングで立ち下がる変調パルス信号を生
成する変調信号生成手段と、 行ごとに表面伝導型放出素子群を選択し、選択された行
の表面伝導型放出素子群に所定波高値かつ所定幅の走査
パルス信号を印加する走査信号印加手段と、 各行における各表面伝導型放出素子に対して前記変調信
号生成手段により生成された変調パルス信号を印加する
変調信号印加手段とを備えており、前記表面伝導型放出
素子は、パルス電圧が印加される場合、それ以前に印加
された電圧値よりも大きな電圧値のパルス電圧が印加さ
れると、印加電圧と放出電流の特性カーブがシフトし、
その特性カーブがメモリされるメモリ特性を有すること
を特徴とする表示装置。11. A light emitting means for arranging surface conduction electron-emitting devices for emitting an amount of electrons corresponding to a voltage application time in a matrix, and for emitting light according to the amount of electrons emitted from each surface conduction electron-emitting device. A display device that visualizes an image by: a sampling unit that samples an image signal; and a counter that sets a maximum value that can be sampled by the sampling unit to the maximum value. Determining means for starting counting by the counter means as an initial value and determining a timing when the maximum value is reached as a rising timing of the pulse signal; a modulation pulse rising at the timing determined by the determining means and falling at a predetermined timing A modulation signal generating means for generating a signal, and a surface conduction emission element for each row. Scanning signal applying means for selecting a group and applying a scanning pulse signal having a predetermined peak value and a predetermined width to the surface conduction type emission element group of the selected row; and the modulation signal for each surface conduction type emission element in each row. Modulating signal applying means for applying the modulated pulse signal generated by the generating means, wherein the surface conduction type emission element is applied before a pulse voltage is applied.
Pulse voltage with a voltage value greater than the
Characteristic curve of applied voltage and emission current shifts,
A display device having a memory characteristic whose characteristic curve is stored .
出する表面伝導型放出素子を行列状に配置してなるマル
チ電子ビーム源の制御方法であって、前記表面伝導型放
出素子は、パルス電圧が印加される場合、それ以前に印
加された電圧値よりも大きな電圧値のパルス電圧が印加
されると、印加電圧と放出電流の特性カーブがシフト
し、その特性カーブがメモリされるメモリ特性を有して
おり、 1行分の表面伝導型放出素子群に対して、各表面伝導型
放出素子ごとに画像信号の値に応じた時間幅の所定波高
の変調信号を、当該変調信号の後端を同期させて生成す
る変調信号生成工程と、 前記変調信号生成手段により生成された変調信号に基づ
いて、前記表面伝導型放出素子を行ごとに走査しつつ駆
動する駆動工程とを備えることを特徴とするマルチ電子
ビーム源の制御方法。12. A method for controlling a multi-electron beam source, comprising a plurality of surface conduction electron-emitting devices which emit electrons in an amount corresponding to a voltage application time, wherein the surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix.
The output element is marked before the pulse voltage is applied.
A pulse voltage with a voltage value greater than the applied voltage value is applied
Characteristic curve of applied voltage and emission current shifts
And has a memory characteristic whose characteristic curve is stored.
Cage, to the surface conduction electron-emitting device group for one line, a modulation signal of a predetermined pulse height of time width corresponding to the value of the image signal for each surface conduction electron-emitting device, to synchronize the trailing edge of the modulated signal And a driving step of driving the surface conduction electron-emitting device while scanning the row by row based on the modulation signal generated by the modulation signal generating means. Control method of electron beam source.
サンプリングするサンプリング工程と、サンプリングし
た画像信号の値に応じて変調信号の立ち上がりタイミン
グを決定する工程とを含むことを特徴とする請求項12
に記載のマルチ電子ビーム源の制御方法。Wherein said modulation signal generating step, claim, characterized in that it comprises a sampling step of sampling the image signal, and determining the rising timing of the modulation signal in accordance with the value of the sampled image signals 12
3. The method for controlling a multi-electron beam source according to claim 1.
程によりサンプリングし得る最大値をその最大値とする
カウンタを有し、前記サンプリング工程によりサンプリ
ングした画像信号の値を初期値として前記カウンタによ
り計数を開始し、最大値に達したタイミングを変調信号
の立ち上がりタイミングとして決定することを特徴とす
る請求項13に記載のマルチ電子ビーム源の制御方法。14. The determining step includes a counter that sets a maximum value that can be sampled in the sampling step to the maximum value, and starts counting by the counter with an image signal value sampled in the sampling step as an initial value. 14. The method according to claim 13 , wherein the timing when the maximum value is reached is determined as the rising timing of the modulation signal.
放出素子群を選択し、選択された行の表面伝導型放出素
子群に所定波高値かつ所定幅のパルス信号を印加する走
査信号印加工程と、選択された行における各表面伝導型
放出素子に前記変調信号生成工程により生成された信号
を印加する変調信号印加工程とを含むことを特徴とする
請求項12乃至14いずれかに記載のマルチ電子ビーム
源の駆動方法。15. The method according to claim 15, wherein the driving step includes a surface conduction type for each row.
Select the emission element group and select the surface conduction type emission element in the selected row.
A scanning signal applying step of applying a pulse signal having a predetermined peak value and a predetermined width to the child group, and each surface conduction type in a selected row.
The method of driving a multi-electron beam source according to any one of claims 12 to 14 , further comprising a step of applying a modulation signal generated by the modulation signal generation step to an emission element .
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