JP3251466B2

JP3251466B2 - 複数の冷陰極素子を備えた電子線発生装置、並びにその駆動方法、並びにそれを応用した画像形成装置

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Publication number: JP3251466B2
Application number: JP14057895A
Authority: JP
Inventors: 朝岳鈴木; 英俊鱸; 高弘小口; 邦裕酒井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-13
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 2002-01-28
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: CN1086508C; ATE170665T1; DE69504424T2; US6445367B1; KR100356261B1; KR100220215B1; KR960002434A; JPH08234696A; CA2151551C; EP0688035B1; EP0688035A1; AU680757B2; AU2164795A; CA2151551A1; CN1122514A; DE69504424D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス配線された
複数の冷陰極素子を備えた電子線発生装置、並びにその
駆動方法に関する。さらに、本発明は、上記の電子線発
生装置を応用した画像形成装置、特に、画像形成部材と
して蛍光体を用いた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、例えば電界放出型素子（以下、ＦＥ型と記
す）や、金属／絶縁層／金属型放出素子（以下、ＭＩＭ
型と記す）などが知られている。表面伝導型放出素子
としては、例えば、M. I. Elinson，Radio Eng．Electr
on Phys., 10, 1290, (1965)や、後述する他の例が知ら
れている。

【０００３】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
０2 薄膜を用いたものの他に、Ａu薄膜によるもの［G.
Dittmer:“Thin Solid Films”，9,317 (1972)］や、Ｉ
n2Ｏ3 ／ＳnＯ2 薄膜によるもの［M. Hartwell and C.
G. Fonstad：“IEEE Trans ED Conf.”，519(1975)］
や、カーボン薄膜によるもの［荒木久他：真空、第２
６巻、第１号、２２（１９８３）］などが報告されてい
る。

【０００４】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１に、前述のＭ．Ｈａｒｔｗｅｌ
ｌ等による素子の平面図を示す。同図において、３００
１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］に設定されている。尚、図示の便宜から電子
放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央に矩形の形
状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電子
放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではな
い。

【０００５】Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ等による素子をはじ
めとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放
出を行う前に導電性薄膜３００４に通電フォーミングと
呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部３００５
を形成するのが一般的であった。即ち、通電フォーミン
グとは、前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直流電
圧、もしくは、例えば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３００５
を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは変形
もしくは変質した導電性薄膜３００４の一部には、亀裂
が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜３０
０４に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近に
おいて電子放出が行われる。

【０００６】また、ＦＥ型の例は、例えば、W. P. Dyke
& W. W. Dolan, “Field emission”, Advamce in Ele
ctron Physics, 8, 89(1956)や、或は、C. A. Spindt,
“Pysical properties of thin-film field emission c
athodes with molybdenium cones”，J, Appl. Phys.,
47, 5248(11976)などが知られている。

【０００７】このＦＥ型の素子構成の典型的な例として
は、図２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させるもの
である。

【０００８】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
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。

【０００９】また、ＭＩＭ型の例としては、例えば、C.
A. Mead，“Operation of tunnelemission Devices,
J. Appl. Phys, 32, 646(1961)などが知られている。Ｍ
ＩＭ型の素子構成の典型的な例を図３に示す。同図は断
面図であり、図において、３０２０は基板で、３０２１
は金属よりなる下電極、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８０〜３０
０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３０２１
の間に適宜の電圧を印加することにより、上電極３０２
３の表面より電子放出を起させるものである。

【００１０】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出素子を得ることができるため、加熱用
ヒータを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造
が単純であり、微細な素子を作成可能である。また、基
板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶
融などの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒー
タの加熱により動作するため応答速度が遅いのとは異な
り、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利点も
ある。

【００１１】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われている。

【００１２】例えば、表面伝導型放出素子は、冷陰極素
子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であることか
ら、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、例えば本出願人による特開昭６４−３１３
３２において開示されるように、多数の素子を配列して
駆動するための方法が研究されている。

【００１３】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば、画像表示装置、画像記録装置などの画像形
成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。

【００１４】特に、画像表示装置への応用としては、例
えば、本出願人による米国特許ＵＳＰ５，０６６，８８
３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。例えば、近年普及してきた液晶表示装置と
比較しても、自発光型であるためバックライトを必要と
しない点や、視野角が広い点が優れていると言える。

【００１５】また、ＦＥ型を多数個並べて駆動する方法
は、例えば本出願人による米国特許ＵＳＰ４，９０４，
８９５に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置
に応用した例として、例えば、R. Meyer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：“Re
cent Development on Microtips Display at LETI”，T
ech Digest of 4th Int. Vacuum Microelectronics Con
f., Nagahara，pp．6-9(1991)］。また、ＭＩＭ型を多
数個並べて画像表示装置に応用した例は、例えば本出願
人による特開平３−５５７３８に開示されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このような状況で、本
発明者らは、マルチ電子源について鋭意研究を行った。
図４Ａは、マルチ電子源の配線方法の一例を示す。図で
は、縦にｍ層、横にｎ個、で合計ｎ×ｍ個の冷陰極素子
を２次元的にマトリックス状に配列させている。図４Ａ
で、３０７４は冷陰極素子、３０７２は行方向配線、３
０７３は列方向配線、３０７５は行方向配線の配線抵
抗、３０７６は列方向配線の配線抵抗を示す。Ｄｘ１，
Ｄｘ２…Ｄｘｍは、行方向配線の給電端子を表す。ま
た、Ｄｙ１，Ｄｙ２，…Ｄｙｎは、列方向配線の給電端
子を表す。このような簡単な配線方法をマトリックス配
線方法と読んでいる。このマトリックス配線方法は、構
造が単純なため、作製が容易である。

【００１７】このマトリックス配線方法によるマルチ電
子ビーム源を画像表示装置に応用する場合には、表示容
量を確保するために、ｍおよびｎとしては数百或はそれ
以上の数が望まれる。そして、画像を正しい輝度で表示
するために、各冷陰極素子から所望の強度の電子ビーム
を正確に出力可能なことが必要である。従来、マトリッ
クス配線された多数の冷陰極素子を駆動する場合には、
マトリックスの１行分の素子群を同時に駆動する方法が
行われている。そして、駆動する行を次々と切り替えて
全ての行を走査してゆく。この方法によれば、１素子ず
つ順次に前素子を走査してゆく方法と比較して、各素子
に割り当てられる駆動時間がｎ倍長く確保されるため、
表示装置の輝度を高くすることができる。

【００１８】その一例として、例えば、Parker et al.
により、ＦＥ型素子を駆動する方法が開示されている
（USP 5,300,862）。図４Ｂは、これを説明するための
回路図である。尚、USP 5,300,862では、図４ＢのＸ方
向をrow、Ｙ方向をcolumnとして説明されているが、本
発明し関する記載と一致させる便宜から、以下の記述に
おいては、Ｘ方向をcolumn、Ｙ方向をrowというふうに
表現する。

【００１９】図中、２２０１Ａ−２２０１Ｃは、contro
lled constant current source(制御された定電流源)、
２２０２は、switching circuit(スイッチング回路)、
２２０３は、voltage source（電圧源）、２２０４Ａ
は、列配線、２２０４Ｂは行配線、２２０５はＦＥ型素
子である。スイッチング回路２２０２は、行配線２２０
４Ｂの中の１本を選択して電圧源２２０３と接続する。
また、制御定電流源２２０１Ａ−２２０１Ｃは、列配線
２２０４Ａの各々に電流を供給する。これらが、適宜に
同期して行われることにより、１行分のＦＥ型素子が駆
動される。

【００２０】しかしながら、実際に上記の駆動方法でマ
トリックス配線されたマルチ電子ビーム源を駆動してみ
ると、各冷陰極素子から出力される電子ビームの強度が
所望の値からずれてしまうという問題があった。このた
め、表示画像の輝度にむらができたり変動したりしてし
まい、画質が低下していた。この問題について、図５Ａ
〜図７Ｂを用いて、より具体的に説明する。なお、図が
複雑になるのを避けるため図５Ａ〜図７Ｂにおいてはｍ
×ｎ画素の中の１行分（ｎ画素）だけを抽出して示して
いる。各画素は冷陰極素子と対応して設けられており、
図の右側ヘゆくほど行配線３０７２の給電端子Ｄｘから
遠い位置となる。説明の便宜上、輝度レベルを数値で表
すものとし、最大値を２５５、最小値を０とし、その中
間を１刻みで表すものとする。

【００２１】まず、図５Ａは、所望の表示パターンの一
例を示したもので、一番右側の画素だけを輝度２５５で
発光させたいということを示している。図５Ｂは、実際
に冷陰極素子を駆動して表示した画像の輝度を測定して
示したものである。図６Ａは、所望の表示パターンの他
の一例を示したもので、１行の左側の半分の画素群を非
発光（輝度０）とし、右側の半分の画素群を輝度２５５
で発光させたいということを示している。図６Ｂは、実
際に冷陰極素子を駆動して表示した画像の輝度を測定し
て示したものである。

【００２２】また、図７Ａは、所望の表示パターンの更
に他の一例を示したもので、１行のすべての画素を輝度
２５５で発光させるということを示している。図７Ｂ
は、実際に冷陰極素子を駆動して表示した画像の輝度を
測定して示したものである。これらの例から明らかなよ
うに、実際に表示された画像の輝度は、所望の輝度から
ずれたものとなっている。しかも、たとえば図中の矢印
Ｐで指し示す画素に着目すれば明らかなように、所望の
輝度からのずれの大きさは必ずしも一定しないのであ
る。

【００２３】このため、表示された画像の輝度は不確定
で、しかも不安定であった。また、図中ｑに示すよう
に、不必要な発光が生じていた。さらには、本来は選択
していないはずの行においても、画素が発光する場合が
あった（不図示）。このため、画像のコントラストが低
下し、画質を著しく低下させてしまっていた。

【００２４】本発明は、上記従来例に鑑みてなされたも
ので、マルチ電子ビーム源から出力される電子ビームの
強度を正確でかつ変動のないものとし、さらに、冷陰極
素子を備えたマルチ電子ビーム源を用いた画像表示装置
の輝度のずれや変動、コントラストの低下を防止した電
子線発生装置、並びにその駆動方法、並びにそれを応用
した画像形成装置を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電子線発生装置、並びにその駆動方法、並び
にそれを応用した画像形成装置は以下のような構成を備
える。即ち、基板上に行列状に配置された複数の冷陰極
素子と、該複数の冷陰極素子をマトリクス配線するため
のｍ本の行配線およびｎ本の列配線と、該複数の冷陰極
素子を１行ずつ駆動するための信号を発生する駆動信号
発生手段とを備える電子線発生装置であって、前記駆動
信号発生手段は、外部から入力される電子線要求値に基
づいて前記ｎ本の列配線の各々に流す電流値を決定する
電流値決定手段と、前記電流値決定手段により決定され
た電流を各列配線に流すための電流印加手段と、前記ｍ
本の行配線のうち選択した行の行配線には電圧Ｖ１、他
のすべての行配線には電圧Ｖ２を印加するための電圧印
加手段とを含み、前記電圧Ｖ１と前記電圧Ｖ２は異な
る。

【００２６】また、別の発明は画像形成装置であって、
上述の本発明の電子線発生装置と、該電子線発生装置か
ら出力される電子ビームの照射により画像を形成する画
像形成部材とを具備する。また、別の発明は、基板上に
行列状に配置された複数の冷陰極素子と、該複数の冷陰
極素子をマトリクス配線するためのｍ本の行配線および
ｎ本の列配線と、該複数の冷陰極素子を１行ずつ駆動す
る信号を発生する駆動信号発生手段とを備える電子線発
生装置の駆動方法であって、外部から入力される電子線
要求値に基づいて、前記ｎ本の列配線の各々に流す電流
値を決定する電流値決定工程と、前記電流値決定工程に
より決定された電流を各列配線に流す電流印加工程と、
前記電流印加工程と同期して、前記ｍ本の行配線のうち
選択した行の行配線には電圧Ｖ１、他のすべての行配線
には電圧Ｖ２を印加する電圧印加工程とを備える。

【００２７】

【作用】以上の構成において、基板上に行列状に配置さ
れた複数の冷陰極素子と、該複数の冷陰極素子をマトリ
クス配線するためのｍ本の行配線およびｎ本の列配線
と、該複数の冷陰極素子を１行ずつ駆動するための信号
を発生する駆動信号発生手段とを備える電子線発生装置
において、前記駆動信号発生手段が備える電流値決定手
段は、外部から入力される電子線要求値に基づいて前記
ｎ本の列配線の各々に流す電流値を決定し、前記駆動信
号発生手段が備える電流印加手段は、前記電流値決定手
段により決定された電流を各列配線に流し、前記駆動信
号発生手段が備える電圧印加手段は、前記ｍ本の行配線
のうち選択した行の行配線には電圧Ｖ１、他のすべての
行配線には電圧Ｖ１と異なる電圧Ｖ２を印加する。

【００２８】また、別の発明は、画像形成装置であっ
て、上述の本発明の電子線発生装置が電子ビームを出力
し、画像形成部材が、該電子線発生装置から出力される
電子ビームの照射を受けて画像を形成する。また、別の
発明は、基板上に行列状に配置された複数の冷陰極素子
と、該複数の冷陰極素子をマトリクス配線するためのｍ
本の行配線およびｎ本の列配線と、該複数の冷陰極素子
を１行ずつ駆動する信号を発生する駆動信号発生手段と
を備える電子線発生装置の駆動方法において、外部から
入力される電子線要求値に基づいて、前記ｎ本の列配線
の各々に流す電流値を決定し、前記決定された電流を各
列配線に流し、これに同期して、前記ｍ本の行配線の
うち選択した行の行配線には電圧Ｖ１、他のすべての行
配線には電圧Ｖ２を印加する。

【００２９】

【実施例】はじめに、以下に説明する各実施例でのポイ
ントの幾つかを要約した後に、詳細な説明に移行する。
本発明に係る実施例の目的は、マトリクス配線された冷
陰極素子を備えたマルチ電子ビーム源から出力される電
子ビームの強度を正確でかつ変動のないものとし、さら
に、冷陰極素子を備えたマルチ電子ビーム源を用いた画
像表示装置の輝度のずれや変動、コントラストの低下を
防止することである。

【００３０】これらの目的は、本実施例による以下の装
置あるいは駆動方法により達成される。即ち、本実施例
の電子線発生装置は、基板上に行列状に配置された複数
の冷陰極素子と、該複数の冷陰極素子をマトリクス配線
するためのｍ本の行配線およびｎ本の列配線と、該複数
の冷陰極素子を１行ずつ駆動するための信号を発生する
駆動信号発生部とを備える電子線発生装置であって、前
記駆動信号発生部は、外部から入力される電子線要求値
に基づいて前記ｎ本の列配線の各々に流す電流波形を決
定するための電流値決定手段と、前記電流値決定手段に
より決定された電流を各列配線に流すための電流印加手
段と、前記ｍ本の行配線のうち選択した行の行配線には
電圧Ｖ１、他のすべての行配線には電圧Ｖ２を印加する
ための電圧印加部とを含む。

【００３１】また、本実施例の駆動方法は、基板上に行
列状に配置された複数の冷陰極素子と、該複数の冷陰極
素子をマトリクス配線するためのｍ本の行配線およびｎ
本の列配線と、該複数の冷陰極素子を１行ずつ駆動する
ための信号を発生する駆動信号発生部とを備える電子線
発生装置の駆動方法であって、外部から入力される電子
線要求値にもとづいて、前記ｎ本の列配線の各々に流す
電流値を決定するための電流値決定工程と、前記電流値
決定部により決定された電流を各列配線に流すための電
流印加工程と、前記電流印加工程と同期して前記ｍ本の
行配線のうち選択した行の行配線には電圧Ｖ１、他のす
べての行配線には電圧Ｖ２を印加するための電圧印加工
程とを含む。

【００３２】上述の装置あるいは駆動方法を明確に説明
するために、従来の駆動方法の問題点について図面を参
照して具体的に説明する。発明者等は鋭意研究を行った
結果、従来の駆動方法では、前記図５Ａ、６Ａ、７Ａに
示したように駆動パターンを変更すると、所望の冷陰極
素子に流れる実効的な駆動電流が大幅に変動してしまう
ことを見出した。従来の駆動方法について、図８Ａ、８
Ｂ、９Ａ、９Ｂを参照してこれを説明する。

【００３３】図８Ａは、前記図４Ｂの方法で駆動した場
合の電流の流れ方を示した図で、説明を容易にするため
に２×２のマトリクスを用い、しかも配線抵抗は省略し
て示している。図中のＣＣ１〜ＣＣ４は冷陰極素子であ
る。図８Ａは４素子のうちのＣＣ３だけを駆動する場合
を示している。ＣＣ３を駆動するために、スイッチング
回路２２０３は、行配線Ｄｘ２を選択して電圧源２２０
３と接続している。一方、制御定電流源２２０１Ａは、
冷陰極素子ＣＣ３を駆動するための電流ＩＡを出力す
る。また、制御定電流源２２０１Ｂは、電流を出力しな
い。

【００３４】この場合、電流ＩＡは、電流ＩＣＣ３と電
流ＩＬに分流する。このうち、ＩＣＣ３は冷陰極素子Ｃ
Ｃ３を駆動するために実効的に作用する駆動電流であっ
て、一方、ＩＬはリーク電流である。ＩＣＣ３を計算す
るための等価回路を図８Ｂに示す。説明を簡単にするた
め、各冷陰極素子の抵抗をＲｃとして示し、特にＣＣ３
の抵抗は丸で囲んで示した。図中に併記した数式を解く
と、ＩＣＣ３＝３・（ＩＡ）／４という結果が得られる。

【００３５】次に、駆動パターンを変更した例を図９Ａ
に示す。図９Ａは、冷陰極素子ＣＣ３とＣＣ４を同時に
駆動する場合を示している。スイッチング回路２２０２
は、行配線Ｄｘ２を選択して電圧源２２０３と接続して
いる。一方、制御定電流源２２０１Ａと２２０１Ｂは、
各々冷陰極素子ＣＣ３とＣＣ４を駆動するための電流を
出力する。ＣＣ３とＣＣ４から同じ強度の出力を求める
場合、ＩＡ＝ＩＢとすればよい。この場合には、冷陰極
素子ＣＣ１とＣＣ２にはリーク電流が流れない。従っ
て、図９Ｂに示す等価回路から明らかなように、ＩＣＣ３＝ＩＡとなる。

【００３６】図８Ａと図９Ａを比較すれば明らかなよう
に、制御定電流源２２０１Ａから同一の電流ＩＡを流し
ているにもかかわらず、冷陰極素子ＣＣ３に実効的に流
れる駆動電流ＩＣＣ３は変動している。言い換えれば、
従来の方法ではリーク電流ＩＬが制御されておらずに変
動していた。これに対して、上述した本実施例の装置あ
るいは駆動方法によれば、リーク電流ＩＬを一定の大き
さに制御することが可能なため、駆動パターンを変更し
ても常に一定の駆動電流を冷陰極素子に供給することが
できる。本実施例の場合について、図１０Ａ、１０Ｂ、
１１Ａ、１１Ｂを参照して説明する。

【００３７】図１０Ａは、図８Ａと比較すべきものであ
り、すなわち、冷陰極素子ＣＣ３のみを駆動する場合を
示している。本実施例では、選択した行配線（すなわち
Ｄx2）には電位Ｖ１を、選択しないすべての行配線（す
なわちＤx1）には電位Ｖ２を印加する。図１０Ａの例で
は、スイッチング回路５０２および電圧源Ｖ１、Ｖ２が
これを行っている。

【００３８】制御定電流源５０１Ａの出力電流ＩＡは、
駆動電流ＩＣＣ３とリーク電流ＩＬ１に分流する。しか
し、本実施例の場合には、リーク電流ＩＬ１は、電圧Ｖ
１とＶ２により制御されている。なお、制御定電流源５
０１Ｂの出力がゼロである限り、冷陰極素子ＣＣ２とＣ
Ｃ４には一定の電流ＩＬ２が流れる。図１０Ｂに示す等
価回路、および、図中に併記した数式により、駆動電流
ＩＣＣ３およびリーク電流ＩＬ１を求めた。ＩＣＣ３＝(１／２)(ＩＡ＋(Ｖ２−Ｖ１)／ＲＣ) ＩＬ１＝(１／２)(ＩＡ−(Ｖ２−Ｖ１)／ＲＣ) 一方、図１１Ａは，前記図９Ａと比較すべきもので、冷
陰極素子ＣＣ３とＣＣ４を同時に駆動する場合を示して
いる。この場合においても、選択した行配線（すなわち
Ｄｘ２）には電位Ｖ１を、選択しないすべての行配線
（すなわちＤｘ１）には電位Ｖ２を印加する。

【００３９】図１１Ｂに示す等価回路、および図中に併
記した数式から駆動電流ＩＣＣ３およびリーク電流ＩＬ
１を求めた。ＩＣＣ３＝(１／２)(ＩＡ＋(Ｖ２−Ｖ１)／ＲC) ＩＬ１＝(１／２)(ＩＡ−(Ｖ２−Ｖ１)／ＲC) 以上の例から明らかなように、本発明によれば、リーク
電流ＩＬを一定に制御できるため、駆動パターンを変更
しても、冷陰極素子の駆動電流ＩＣＣ３が変動しない。

【００４０】従って、従来問題となっていた出力の変動
を防止できる。また、リーク電流の大きさを電圧Ｖ１と
Ｖ２で制御できるため、適宜の電圧値を設定することに
よりリーク電流により選択していない行の冷陰極素子か
ら不要な電流が出力されるのを防止できる。なお、上記
のリーク電流は、冷陰極素子自身の他に、寄生の導電路
を流れる場合もある。寄生の導電路は、冷陰極素子周辺
か、あるいは行配線と列配線を絶縁する部材の周辺に形
成される場合が多い。

【００４１】前者の典型的な例を挙げると、例えば、表
面伝導型放出素子の場合には、素子周辺の基板表面が導
電物３００６で汚染された場合に、リーク電流は３００
６を流れる（図１参照）。ＦＥ型素子の場合には、絶縁
層３０１３の欠陥や、絶縁層３０１３の表面が導電物３
０１５で汚染された場合に、リーク電流は３０１３や３
０１５を流れる（図２参照）。

【００４２】ＭＩＭ型素子の場合には、絶縁層３０２２
の欠陥や、絶縁層側面が導電物３０２４で汚染された場
合に、リーク電流は３０２２や３０２４を流れる（図３
参照）。そして、後者の典型的な例を挙げると、行配線
と列配線の立体交差部分に設けられた絶縁層に欠陥があ
ったり、絶縁層の表面が導電物で汚染された場合に、リ
ーク電流はそこを流れる。これは、冷陰極素子の種類に
関係なく起こる。

【００４３】本実施例は、上記の種々の原因によるリー
ク電流に対して効果がある。また、本実施例の電子線発
生装置においては、前記電流値決定手段は、電子線要求
値に基づいて決定した電流値を、振幅またはパルス幅が
変調された電圧信号として出力する。また、前記電流印
加手段が、電圧／電流変換回路である。また、本実施例
の駆動方法においては、前記電流値決定工程は、電子線
要求値に基づいて決定した電流値を、振幅またはパルス
幅が変調された電圧信号として出力する。そして、前記
電流印加工程が、電圧信号を電流信号に変換する。

【００４４】上記の装置もしくは駆動方法によれば、変
調信号を一旦電圧信号の形で出力したあと電流信号に変
換するため、制御定電流源の電気回路の構成が極めて簡
単になる。また、本発明の電子線発生装置においては、
前記電流値決定手段は、選択した（すなわち電圧Ｖ１が
印加された）行の冷陰極素子に流すべき素子電流を外部
から入力される電子線要求値と冷陰極素子の出力特性に
基づいて決定するための素子電流決定手段と、素子電流
決定手段により決定された素子電流を補正する補正手段
とを含む。

【００４５】ここで、前記補正手段は、選択していない
（すなわち電圧Ｖ２が印加された）行に流す無効な電流
を決定するための無効電流決定手段と、前記素子電流決
定手段の出力値と前記無効電流決定手段の出力値とを加
算する加算手段とを含む。また、本実施例の駆動方法に
おいては、前記電流値決定工程は、選択した（すなわち
電圧Ｖ１が印加された）行の冷陰極素子に流すべき素子
電流を外部から入力される電子線要求値と冷陰極素子の
出力特性に基づいて決定するための素子電流決定工程
と、素子電流決定工程により決定された素子電流を補正
する補正工程とを含む。

【００４６】また、前記補正工程は、選択していない
（すなわち電圧Ｖ２が印加された）行に流す無効な電流
を決定するための無効電流決定工程と、前記素子電流決
定工程の出力と前記無効電流決定工程の出力とを加算す
る加算工程とを含む。上記の装置あるいは駆動方法によ
れば、冷陰極素子に正確な駆動電流を供給できるため、
正確な出力を得ることができる。特に、出力に大きな影
響を与える無効電流（リーク電流）分を補正することに
より、正確性が大幅に向上する。特に、本実施例ではリ
ーク電流を一定にすることが可能なので、補正が効果的
である。

【００４７】また、本発明の電子線発生装置において
は、前記無効電流決定手段は、行配線に電圧Ｖ２を印加
する印加手段と、列配線に流れる電流を測定する電流測
定手段とを含む。また、本実施例の駆動方法において
は、前記無効電流決定工程は、行配線に電圧Ｖ２を印加
した際に列配線に流れる電流を測定する電流測定工程と
を含む。

【００４８】上記の装置あるいは駆動方法によれば、無
効電流を実際に測定することにより補正の精度を高める
ことができる。また、無効電流の大きさが時間と共に変
化しても、それに対応して適切な補正を行うことができ
る。さらに、本実施例の電子線発生装置においては、前
記無効電流決定手段は、予め測定かあるいは計算で求め
た無効電流値を記憶したメモリである。

【００４９】また、本実施例の駆動方法においては、前
記無効電流決定工程では、あらかじめなされた測定かあ
るいは計算で求めた無効電流が記憶されたメモリからデ
ータを読み出す。上記の装置あるいは駆動方法によれ
ば、簡単な構成で高速に補正を行うことができる。

【００５０】また、本実施例の電子線発生装置において
は、前記補正手段は、配線の電位を測定するための配線
電位測定手段と、前記配線電位測定手段の測定結果に応
じて補正量を変更する変更手段とを含む。また、本実施
例の駆動方法においては、前記補正工程は、配線の電位
を測定するための配線電位測定工程と、前記配線電位測
定工程の測定結果に応じて補正量を変更する工程とを含
む。

【００５１】上記の装置あるいは駆動方法によれば、配
線抵抗により生ずる電圧降下によるリーク電流の変化を
も考慮にいれた補正が可能であり、電子線出力の正確性
をさらに向上することが可能である。また、本実施例の
電子線発生装置または駆動方法においては、外部から入
力される電子線要求情報として画像情報を用いる。

【００５２】上記の装置または駆動方法は、画像表示装
置やプリンタや電子ビーム描画装置などの各種の画像形
成装置に好適に用いることができる。また、本実施例の
電子線発生装置においては、前記冷陰極素子として表面
伝導型放出素子を用いる。上記の装置は、製造が簡単
で、大面積のものも容易に作成することができる。

【００５３】また、本実施例の電子線発生装置と、該電
子線発生装置から出力される電子ビームの照射により画
像を形成するための画像形成部材とを組み合わせれば、
高い画質の画像形成装置を提供できる。また、前記の画
像形成装置において、前記電子ビームの照射により画像
を形成するための画像形成部材として蛍光体を用いれ
ば、テレビジョンやコンピュータ端末などに適した画像
表示装置を提供できる。＜第１実施例＞次に、本発明に係る第１実施例である画
像表示装置、並びに、その駆動方法について詳細に説明
する。

【００５４】まず最初に、電気回路の構成と動作につい
て説明し、その次に、表示パネルの構造とその製法を説
明し、さらに、表示パネルの内蔵する冷陰極素子の構造
と製法を説明する。（電気回路の構成と動作）

【００５５】図１４において、表示パネル１０１は、端
子Ｄx1〜Ｄxm、Ｄy1〜Ｄynを介して外部回路と接続され
ている。また、フェースプレート上の高圧端子Ｈｖも外
部の高圧電源Ｖａに接続され、放出電子を加速するよう
になっている。このうち、端子Ｄx1〜Ｄxmには、前述の
パネル内に設けられているマルチ電子ビーム源すなわち
Ｍ行Ｎ列にマトリクス配線された表面伝導型放出素子群
を１行ずつ順次駆動してゆくための走査信号が印加され
る。一方、端子Ｄy1からＤynには、前記走査信号により
選択された一行の表面伝導型放出素子の各素子の出力電
子ビームを制御するための変調信号が印加される。

【００５６】次に、走査回路１０２について説明する。
同回路は、内部にＭ個のスイッチング素子を備えるもの
で、各スイッチング素子は制御回路１０３の発する制御
信号Ｔscanに基づき、走査中の電子放出素子行の配線端
子には直流電源Ｖx1を、また走査中でない電子放出素子
行の端子には直流電源Ｖx2を接続する。各スイッチング
素子は、例えばＦＥＴのようなスイッチング素子により
容易に構成することが可能である。尚、Ｖx1およびＶx2
の出力電圧については後述する。

【００５７】また、制御回路１０３は、外部より入力さ
れる画像信号に基づいて適切な表示が行われるように各
部の動作タイミングを整合させる働きを持つものであ
る。外部より入力される画像信号は、例えばＮＴＳＣ信
号のように画像データと同期信号が複合されている場合
と、予め両者が分離されている場合とがあるが、本実施
例では後者の場合について説明する（尚、前者の画像信
号に対しては、よく知られる同期分離回路を設けて画像
データと同期信号とを分離すれば本実施例と同様に扱う
ことが可能である）。

【００５８】すなわち、制御回路１０３は、外部より入
力される同期信号Ｔsyncに基づいて、各部に対してＴsc
an、およびＴmryの各制御信号を発生する。尚、同期信
号としては、一般に垂直同期信号と水平同期信号とを含
むが、説明の簡略化のためＴsyncとした。

【００５９】一方、外部より入力される画像データ（輝
度データ）はシフトレジスタ１０４に入力される。シフ
トレジスタ１０４は、時系列的にシリアルに入力される
画像データを、画像の１ラインを単位としてシリアル／
パラレル変換するためのもので、前記制御回路１０３よ
り入力される制御信号（シフトクロック）Ｔsftに基づ
いて動作する。パラレルに変換された他画像１ライン分
のデータ（電子放出素子Ｎ素子文の駆動データに相当す
る）は、Ｉd1〜Ｉdnの並列信号としてラッチ回路１０５
に対して出力される。

【００６０】ラッチ回路１０５は、画像１ライン分のデ
ータを必要時間の間だけ記憶するための記憶回路であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔmryに従っ
てＩd1〜Ｉdnを同時に記憶する。記憶されたデータは、
Ｉ'd1〜Ｉ'dnとして電圧変調回路１０６に対して出力さ
れる。

【００６１】電圧変調回路１０６は、前記画像データ
Ｉ'd1〜Ｉ'dnに応じて振幅を変調した電圧信号をＩ''d1
〜Ｉ''dnとして出力する。より具体的には、画像データ
の輝度レベルが大きい程振幅の大きな電圧を出力するも
ので、例えば最大輝度に対して２［Ｖ］、最低輝度に対
して０［Ｖ］の電圧を出力するものである。該出力信号
Ｉ''d1〜Ｉ''dnは、電圧／電流変換回路１０７に入力さ
れる。

【００６２】電圧／電流変換回路１０７は、入力される
電圧信号の振幅に応じて表面伝導型放出素子に流す電流
を制御するための回路で、その出力信号は、表示パネル
１０１の端子Ｄｙ１〜Ｄｙｎに印加される。図１５は、
電圧／電流変換回路１０７の内部構成を示す図である。
図１５に示すように、電圧／電流変換回路１０７は、入
力する各信号Ｉ''d1〜Ｉ''dnに対応して、それぞれ電圧
／電流変換器３０１を内部に備えている。各電圧／電流
変換器３０１は、例えば、図１６に示すような回路によ
り構成されている。図１６において、３０２は、オペア
ンプ、３０３は、例えばジャンクションＦＥＴ型のトラ
ンジスタ、３０４は、Ｒ［オーム］の抵抗である。図１
６の回路によれば、入力する電圧信号Ｖｉｎの振幅に応
じて出力する電流Ｉｏｕｔの大きさが決定され、Ｉｏｕｔ＝Ｖｉｎ／Ｒ（式１）なる関係が成立する。

【００６３】そこで、電圧／電流変換器３０１の設計パ
ラメータを適当な値に設定することにより、電圧変調さ
れた画像データＶｉｎに応じて、表面伝導型電子放出素
子に流す電流Ｉｏｕｔを制御することが可能となる。

【００６４】本実施例においては、抵抗３０４の大きさ
Ｒやその他の設計パラメータを以下のようにして決定し
た。

【００６５】すなわち、本実施例に用いた表面伝導型放
出素子は、図２３に示すように、Ｖth＝８［Ｖ］をしき
い値電圧とする電子放出特性を有する。従って、表示画
面の不要な発光を防止するためのは、走査していない電
子放出素子列にかかる電圧は、必ず８［Ｖ］未満にする
必要がある。図１４の走査回路１０２においては、走査
していない電子放出素子行のＸ方向配線には、電圧源Ｖ
x2の出力電圧が印加されるようにしているので、Ｖx2＜８（式２）を満たす必要がある。そこで、本実施例では、まずＶx2
の電圧を７．５［Ｖ］と定めた。従って、走査中でない
電子放出素子にかかる電圧は最大でも７．５［Ｖ］を越
えることはない。

【００６６】走査中の電子放出素子からは、画像データ
に応じて適宜電子ビームを放出するようにする必要があ
るが、本実施例においては、図１７に示した表面伝導型
放出素子のＩｆ-Ｉｅ特性を利用して、素子電流Ｉｆを
適宜変調することにより放出電流Ｉｅを制御する。そし
て、図１１に示すように、表示装置を最大輝度で発光さ
せる際の放出電流をＩｅmax、その時の素子電流をＩｆm
axと設定した。例えば、Ｉｅmax＝０．６［マイクロアンペア］、Ｉｆmax＝０．
８［ミリアンペア］である。

【００６７】電圧変調回路１０６の出力信号の電圧Ｖｉ
ｎが、最大輝度に対して２［Ｖ］、最低輝度に対して０
［Ｖ］であるので、（式１）に代入して、Ｒ＝２／０．０００８＝２．５［キロオーム］に抵抗Ｒを定めることができる。

【００６８】また、最大輝度で発光させる際、表面伝導
型放出素子は、１２［Ｖ］／０．８［ミリアンペア］＝１５［キロオー
ム］程度の電気抵抗をもち、これと、抵抗Ｒ（＝２．５［キ
ロオーム］）が直列接続されていることを考慮に入れ
て、電圧源Ｖx1の出力電圧を、Ｖx1＝１５［Ｖ］と設定した。

【００６９】また、蛍光体に印加する加速電圧Ｖａ（図
１４参照）を次のようにして定めた。すなわち、所望の
最大輝度を得るのに必要な蛍光体への投入パワーを蛍光
体の発光効率より算出し、（Ｉｅmax x Ｖａ）が前記投
入パワーを満足するように加速電圧Ｖａの大きさを定め
た。例えば、１０［ＫＶ］とする。

【００７０】以上のように、各パラメータを設定した。

【００７１】次に、図１８Ａ−１８Ｃの波形図を用いて
回路の動作をより具体的に説明する。

【００７２】図１８Ａは、電圧／電流変換回路１０７に
入力される信号Ｉ''d1〜Ｉ''dnの内のいずれか一つを例
示したもので、画像データ（輝度データ）に応じて電圧
変調された信号波形を示している。信号レベルは、前述
したように最大輝度に対して２［Ｖ］、最小輝度に対し
て０［Ｖ］を割り当てる。

【００７３】図１８Ｂは、図１８Ａの信号が入力された
場合の電圧／電流変換回路１０７の出力電流Ｉout、す
なわち、走査している電子放出素子に流れる電流Ｉｆの
波形である。尚、図１８Ａ−１８Ｃに示す電流値は時間
平均されていない瞬時電流値である。尚、この波形が
（式１）に対応していることは言うまでもない。

【００７４】図１８Ｃは、図１８Ａ−１８Ｂに対応し
て、電子放出素子より放出された放出電流Ｉａの波形を
示す。尚、図１８Ｃに示す電流値は、時間平均されてい
ない瞬時電流値である。図１８Ｃの電流波形が、図１７
に示した表面伝導型放出素子の特性に対応したものであ
ることは言うまでもない。

【００７５】以上説明したように、本実施例では、図１
７で例示した表面伝導型放出素子の素子電流Ｉｆと放出
電流Ｉｅの関係を利用し、画像データに応じて素子電流
Ｉｆを変調することにより、放出電流Ｉｅを制御し、諧
調表示を行った。

【００７６】従来の非走査行に電圧を印加しない場合に
は、リーク電流の変動により、表面伝導型電子放出素子
に印加される電流Ｉｆがばらついて、画像データに忠実
な輝度が再現されなかった。再現性を改善しようとして
も、表面伝導型電子放出素子に実効的に印加されている
電流Ｉｆを直接計測するのは困難なため、変調電流にフ
ィードバックをかけるのは困難であった。

【００７７】本実施例によれば、非選択行にＶx2を印加
し、電圧／電流変換回路１０７により表面伝導型放出素
子に流れる素子電流Ｉｆを変調したため、リーク電流を
一定にでき、表示画面全体にわたって原画像信号に対し
て極めて忠実な輝度で画像を表示できる。

【００７８】尚、本実施例においては、電圧／電流変換
回路１０７の一実施例として、図１５の構成のものを説
明したが、回路構成はこれに限られるものではなく、入
力電圧に応じて負荷抵抗（表面伝導型放出素子）に流す
電流を変調できるものであればよい。例えば、比較的大
きな出力電流Ｉoutが必要な場合には、トランジスタ３
０３の部分に、パワートランジスタをダーリントン接続
するのが望ましい。

【００７９】尚、本実施例では、入力する映像信号とし
て、データ処理がより容易であるデジタル映像信号（図
１４の５０００参照）を用いたが、これは、デジタル映
像信号に限定されることはなく、アナログ映像信号であ
ってもよい。

【００８０】また、本実施例では、シリアル／パラレル
変換処理に、デジタル信号の処理が容易なシフトレジス
タ１０４を採用しているが、これに限定されるものでは
なく、例えば、格納アドレスを制御することで格納アド
レスを順次変えてゆくことで、シフトレジスタと等価な
機能を持つランダムアクセスメモリを用いても良い。

【００８１】以上説明したように、本実施例によれば、
リーク電流の変動によるＩｅの非均一の問題を改善する
事が可能になり、ほぼ均一分布での駆動が可能になる。
このことにより、輝度分布の少ない高品位な画像を形成
することができる。例えば、図５０Ｂ、図５１Ｂ、図５
２Ｂに示すように、従来の方法と比較して、表示された
輝度の正確度が著しく向上した。

【００８２】即ち、適宜の電圧Ｖx1、Ｖx2を行配線に印
加する方法でリーク電流を制御したため、以下の効果が
あった。第１に、図中の矢印ｐで示すように、図５Ｂ、
６Ｂ、７Ｂで示した従来の例と比較して、表示パターン
が変化した場合の輝度の変動を大幅に低減できた。第２
に、従来は、所望の輝度がゼロである画素が発光してし
まう場合があったが（図５Ｂのｑ参照）、これを防止す
ることができた。

【００８３】第３に、選択していない行が発光してしま
うことを防止できた。以上の結果、輝度のずれや変動、
コントラストの低下を大幅に低減できた。

【００８４】（表示パネルの構成と製造法）次に、第１
実施例の画像表示装置の表示パネル１０１の構成と製造
方法について、具体的な例を示して説明する。

【００８５】図１２は、実施例に用いた表示パネルの斜
視図であり、その内部構造を示すためにパネルの１部を
切り欠いて示している。

【００８６】図中、１００５はリアプレート、１００６
は側壁、１００７はフェースプレートであり、１００５
〜１００７により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。この気密容器を組み立て
るにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性
を保持させるため封着する必要があるが、例えばフリッ
トガラスを接合部に塗布し、大気中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。次に、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。

【００８７】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、この基板１００１上には冷陰極素
子１００２がｍ×ｎ個形成されている（ｍ，ｎは２以上
の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜
設定される。例えば、高品位テレビジョンの表示を目的
とした表示装置においては、ｎ＝３０００，ｍ＝１００
０以上の数を設定することが望ましい。本実施例におい
ては、ｎ＝３０７２，ｍ＝１０２４としている）。これ
らｎ×ｍ個の冷陰極素子は、ｍ本の行方向配線１００３
と、ｎ本の列方向配線１００４とにより、マトリクス配
線されている。これら１００１〜１００４によって構成
される部分を、マルチ電子ビーム源と呼ぶ。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。

【００８８】本実施例においては、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１００
１が十分な強度を有するものである場合には、気密容器
のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板１００
１自体を用いてもよい。

【００８９】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。本実施例はカラ
ー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分にはＣＲ
Ｔの分野で用いられる赤、緑、青の３原色の蛍光体が塗
り分けられている。各色の蛍光体は、例えば図１３Ａ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が設けられてい
る。これら黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子
ビームの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれ
が生じないようにするためや、外光の反射を防止して表
示コントラストの低下を防ぐため、更には電子ビームに
よる蛍光膜のチャージアップを防止するためなどであ
る。尚、黒色の導電体１０１０には、黒鉛を主成分とし
て用いたが、上記の目的に適するものであればこれ以外
の材料を用いても良い。

【００９０】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図１
３Ａに示したストライプ状の配列に限られるものではな
く、例えば図１３Ｂに示すようなデルタ状配列や、それ
以外の配列であってもよい。なお、モノクロームの表示
パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材料を蛍光体
１００８に用いればよく、また黒色導電体は必ずしも用
いなくともよい。

【００９１】また、蛍光膜１００８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。こ
のメタルバック１００９を設けた目的は、蛍光膜１００
８が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させ
るためや、負イオンの衝突から蛍光膜１００８を保護す
るためや、例えば、１０ＫＶの電子ビーム加速電圧を印
加させるための電極として作用させるためや、更には蛍
光膜１００８を励起した電子の導電路として作用させる
ためなどである。このメタルバック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、その上にアルミニウム
を真空蒸着することにより形成した。尚、蛍光膜１００
８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。

【００９２】また、本実施例では用いなかったが、加速
電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フェ
ースプレート基板１００７と蛍光膜１００８との間に、
例えば、ＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよい。

【００９３】また、Ｄx1〜ＤxmおよびＤy1〜Ｄynおよび
Ｈvは、当該表示パネルと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給電端子である。Ｄx1〜Ｄxm
は、マルチ電子ビーム源の行方向配線１００３と、Ｄy1
〜Ｄynはマルチ電子ビーム源の列方向配線１００４と、
Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１００９と電気
的に接続している。

【００９４】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、このように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［torr］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。このゲッター膜
とは、例えば、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、このゲッタ膜の吸着作用により気密容器内は１
×１０マイナス５乗ないしは１×１０マイナス７乗［to
rr］の真空度に維持される。

【００９５】以上、本発明の一実施例の表示パネルの基
本構成と製法を説明した。

【００９６】次に、本実施例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。本実施例
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。従って、
例えば表面伝導型放出素子やＦＥ型、或はＭＩＭ型等の
冷陰極素子を用いることができる。

【００９７】ただし、表示画面が大きく、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。即
ち、ＦＥ型ではエミッタコーンとゲート電極の相対位置
や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極めて高
精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や製造
の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しても均一
にする必要があるが、これも大面積化や製造コストの低
減を達成するには不利な要因となる。その点、表面伝導
型放出素子は比較的製造方法が単純なため、大面積化や
製造コストの低減が容易である。また、本願発明者等
は、表面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしくは
その周辺部を微粒子膜から形成したものがとりわけ電子
放出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見出
している。従って、高輝度で大画面の画像表示装置のマ
ルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であると言え
る。そこで、上記実施例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その製法＞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２７Ａ−図２７Ｂ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（図２７
Ａ）、及びその断面図（図２７Ｂ）である。

【００９８】図において、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、１
１１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。こ
こで、基板１１０１としては、例えば、石英ガラスや青
板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アルミナを
はじめとする各種セラミクス基板、或は上述の各種基板
上に例えばＳiＯ₂を材料とする絶縁層を積層した基板、
などを用いることができる。

【００９９】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。例えば、Ｎ
i，Ｃr，Ａu，Ｍo，Ｗ，Ｐt，Ｔi，Ｃu，Ｐd，Ａg等を
はじめとする金属、或はこれらの金属の合金、あるいは
Ｉn₂Ｏ₃−ＳnＯ₂を初めとする金属酸化物、ポリシリコ
ンなどの半導体などの中から適宜材料を選択して用いれ
ばよい。電極を形成するには、例えば真空蒸着などの製
膜技術とフォトリソグラフィー、エッチングなどのパタ
ーニング技術を組み合わせて用いれば容易に形成できる
が、それ以外の方法（例えば印刷技術）を用いて形成し
てもさしつかえない。

【０１００】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決定される。
一般的には、電極間隔Ｌは数百オングストロームから数
百マイクロメータの範囲から適当な数値を選んで設計さ
れるが、なかでも表示装置に応用するために好ましいの
は。数マイクロメータより数十マイクロメータまでの範
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百マイクロメータの範囲か
ら適当な数値が選ばれる。

【０１０１】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
なりあった構造が観測される。

【０１０２】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。即ち、、素子電極１１０
２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中
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。

【０１０３】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、例えば、Ｐd，Ｐt，Ｒu，Ａg，Ａu，
Ｔi，Ｉn，Ｃu，Ｃr，Ｆe，Ｚn，Ｓn，Ｔa，Ｗ，Ｐbな
どをはじめとする金属や、ＰdＯ，ＳnＯ₂，Ｉn₂Ｏ₃，Ｐ
bＯ，Ｓb₂Ｏ₃などをはじめとする酸化物や、ＨfＢ₂，Ｚ
rＢ₂，ＬaＢ₆，ＣeＢ₆，ＹＢ₄，ＧdＢ₄などをはじめと
する硼化物や、ＴiＣ，ＺrＣ，ＨfＣ，ＴaＣ，ＳiＣ，
ＷＣなどをはじめとする炭化物や、ＴiＮ，ＺrＮ，Ｈf
Ｎなどをはじめとする窒化物や，Ｓi，Ｇeなどをはじめ
とする半導体や、カーボンなどがあげられ、これらの中
から適宜選択される。

【０１０４】以上述べたように、導電性薄膜１１０４を
微粒子膜で形成したのが、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／□］の範囲に
含まれるよう設定した。

【０１０５】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２及び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、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、素子電極の順で積層してもさしつか
えない。

【０１０６】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２７Ａ及び図
２７Ｂにおいては模式的に示した。

【０１０７】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。薄膜１１１３は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、も
しくはその混合物であり、膜厚は５００［オングストロ
ーム］以下とするが、３００［オングストローム］以下
とするのがさらに好ましい。

【０１０８】なお、実際の薄膜１１１３の位置や形状を
精密に図示するのは困難なため、図２７Ａ及び図２７Ｂ
においては模式的に示した。また、図２７Ａの平面図に
おいては、薄膜１１１３の一部を除去した素子を図示し
た。

【０１０９】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施例においては以下のような素子を用いた。即
ち、基板１１０１には青板ガラスを用い、素子電極１１
０２と１１０３にはＮi薄膜を用いた。素子電極の厚さ
ｄは１０００［オングストローム］、電極間隔Ｌは２
［マイクロメータ］とした。

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

【０１１１】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。

【０１１２】図２８Ａ−図２８Ｅ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２７と同一である。（１）まず、図２８Ａに示すように、基板１１０１上に
素子電極１１０２及び１１０３を形成する。これら素子
電極を形成するにあたっては、予め基板１１０１を洗
剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、素子電極の
材料を堆積させる（堆積する方法としては、例えば、蒸
着法やスパッタ法などの真空成膜技術を用いればよ
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２
８Ａに示した一対の素子電極（１１０２と１１０３）を
形成する。（２）次に、図２８Ｂに示すように、導電性薄膜１１０
４を形成する。

【０１１３】形成にあたっては、まず図２８Ａ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
実施例では主要元素としてＰdを用いた。また、実施例
では塗布方法として、ディッピング法を用いたが、それ
以外の例えばスピンナー法やスプレー法を用いてもよ
い。）。

【０１１４】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成
膜方法としては、本実施例で用いた有機金属溶液の塗布
による方法以外の、例えば真空蒸着法やスパッタ法、あ
るいは化学的気相堆積法などを用いる場合もある。（３）次に、図２８Ｃに示すように、フォーミング用電
源１１１０から素子電極１１０２と１１０３の間に適宜
の電圧を印加し、通電フォーミング処理を行って、電子
放出部１１０５を形成する。

【０１１５】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膜のうち電子放出を行うのに好適
な構造に変化した部分（即ち電子放出部１１０５）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が形成される前の状態と比較すると、
亀裂が形成された後は、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。

【０１１６】通電方法をより詳しく説明するために、図
２９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、本実施例の場合には同図に示したようにパルス幅
Ｔ１の三角波パルスをパルス間隔Ｔ２で連続的に印加し
た。その際には、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを、順次
昇圧した。また、電子放出部１１０５の形成状況をモニ
タするためのモニタパルスＰｍを適宜の間隔で三角波パ
ルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計１１１
１で計測した。

【０１１７】本実施例では、例えば１０のマイナス５乗
［torr］程度の真空雰囲気下において、例えばパルス幅
Ｔ１を１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ２を１０［ミリ秒］
とし、波高値Ｖｐｆを１パルス毎に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
の割で、モニタパルスＰｍを挿入した。フォーミング処
理に悪影響を及ぼすことがないように、モニタパルスの
電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に設定した。そして、素子電
極１１０２と１１０３の間の電気抵抗が１×１０の６乗
［オーム］になった段階、即ちモニタパルス印加時に電
流計１１１１で計測される電流が１×１０のマイナス７
乗［Ａ］以下になった段階で、フォーミング処理にかか
わる通電を終了した。

【０１１８】なお、上記の方法は、本実施例の表面伝導
型電子放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微
粒子膜の材料や膜厚、或は素子電極間隔Ｌ等、表面伝導
型電子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。（４）次に、図２８Ｄで示すように、活性化用電源１１
１２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。

【０１１９】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２２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）。尚、通電活性化処理を行うこ
とにより、この活性化処理を行う前と比較して、同じ印
加電圧における放出電流を、典型的には１００倍以上に
増加させることができる。具体的には、１０のマイナス
４乗ないし１０のマイナス５乗［torr］の範囲内の真空
雰囲気中で電圧パルスを定期的に印加することにより、
真空雰囲気中に存在する有機化合物を起源とする炭素も
しくは炭素化合物を堆積させる。堆積物１１１３は、単
結晶グラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボ
ンのいずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は５
００［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。

【０１２０】この通電方法をより詳しく説明するため
に、図３０Ａに、活性化用電源１１１２から印加する適
宜の電圧波形の一例を示す。本実施例においては、一定
電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行っ
たが、具体的には、矩形波の電圧Ｖａｃは１４［Ｖ」、
パルス幅Ｔ３は１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ４は１０
［ミリ秒］とした。尚、上述の通電条件は、本実施例の
表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１２１】図２８Ｄに示す１１１４は、表面伝導型放
出素子から放出される放出電流Ｉｅを補足するためのア
ノード電極で、この電極１１１４には直流高電圧電源１
１１５及び電流計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）。

【０１２２】活性化用電源１１１２から電圧を印加する
間、電流計１１１６で放出電流Ｉｅを計測して通電活性
化処理の進行状況をモニタし、活性化用電源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３０Ｂに示すが、活性化電源１１１２
からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過ととも
に放出電流Ｉｅは増加するが、やがて飽和してほとんど
増加しなくなる。このように、放出電流Ｉｅがほぼ飽和
した時点で活性化用電源１１１２からの電圧印加を停止
し、通電活性化処理を終了する。

【０１２３】なお、上述の通電条件は、本実施例の表面
伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導
型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条
件を適宜変更するのが望ましい。

【０１２４】以上説明したようにして、図２８Ｅ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、即ち垂直型の表面伝導
型放出素子の構成について説明する。

【０１２５】図３１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。

【０１２６】垂直型素子が先に説明した平面型と異なる
点は、素子電極のうちの片方（１２０２）が段差形成部
材１２０６上に設けられており、導電性薄膜１２０４が
段差形成部材１２０６の側面を被覆している点にある。
従って、前記図１９の平面型における素子電極間隔Ｌ
は、垂直型においては段差形成部材１２０６の段差高Ｌ
ｓとして設計される。なお、基板１２０１、素子電極１
２０２及び１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２
０４については、前記平面型の説明中に挙げた材料を同
様に用いることが可能である。また、段差形成部材１２
０６には、例えばＳiＯ2のような電気的に絶縁性の材料
を用いる。

【０１２７】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３２Ａ−図３２Ｆは、本実施例の
垂直型電子放出素子の製造工程を説明するための断面図
で、各部材の表記は図２６と同一である。（１）まず、図３２Ａに示すように、基板１２０１上に
素子電極１２０３を形成する。（２）図３２Ｂに示しように、段差形成部材１２０６を
形成するための絶縁層を積層する。この絶縁層は、例え
ばＳiＯ₂をスパッタ法で積層すればよいが、例えば真空
蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用いてもよい。（３）図３２に示すように、絶縁層の上に素子電極１２
０２を形成する。（４）次に、図３２Ｄに示すように、絶縁層の一部を、
例えばエッチング法を用いて除去し、素子電極１２０３
を露出させる。（５）次に、図３２Ｅ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。この薄膜１２０４を形
成するには、前記平面型の場合と同じく、例えば塗布法
などの成膜技術を用いればよい。（６）次に、前述の平面型の場合と同じく、通電フォー
ミング処理を行って電子放出部を形成する（図２８Ｃを
用いて説明した平面型の通電フォーミング処理と同様の
処理を行えばよい）。（７）次に、前述の平面型の場合と同じく、通電活性化
処理を行い、電子放出部の近傍に炭素もしくは炭素化合
物を堆積させる（図２８Ｄ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）。

【０１２８】以上のようにして、図３２Ｆ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。

【０１２９】図２３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、及び（素子電
流Ｉf）対（素子印加電圧Ｖf）特性の典型的な例を示
す。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。

【０１３０】この表示装置に用いた素子は、放出電流Ｉ
eに関して以下に述べる３つの特性を有している。

【０１３１】第１に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖthと
呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に放
出電流Ｉeが増加するが、一方、閾値電圧Ｖth未満の電
圧では放出電流Ｉeはほとんど検出されない。即ち、放
出電流Ｉeに関して、明確な閾値電圧Ｖthを持った非線
形素子である。

【０１３２】第２に、放出電流Ｉeは素子に印加する電
圧Ｖfに依存して変化するため、電圧Ｖfで放出電流Ｉe
の大きさを制御できる。

【０１３３】第３に、素子に印加する電圧Ｖfに対して
素子から放出される電流Ｉeの応答速度が速いため、電
圧Ｖfを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。

【０１３４】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。例
えば、多数の素子を表示画像の画素に対応して設けた表
示装置において、第１の特性を利用すれば、表示画面を
順次走査して表示を行うことが可能である。即ち、駆動
中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖth以上
の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電圧Ｖ
th未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り替え
ることにより、表示画面を順次走査して表示を行うこと
が可能である。また、第２の特性か、または第３の特性
を利用することにより、発光輝度を制御することができ
るため、階調表示を行うことが可能である。＜多数素子を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。

【０１３５】図３３に示すのは、図１２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１００
１上には、図２７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１００
３と列方向配線電極１００４により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。

【０１３６】図３３のＡ−Ａ’に沿った断面を、図３４
に示す。尚、このような構造のマルチ電子源は、予め基
板上に行方向配線電極１００３、列方向配線電極１００
４、電極間絶縁層（不図示）、及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及び列方向配線電極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。

【０１３７】次に、本発明に係る第２実施例について、
図１９を用いて説明する。

【０１３８】第２実施例における表面伝導型電子放出素
子およびパネルの構造については、第１実施例と同様で
ある。

【０１３９】図１９を参照して、２０１は、前述の表面
伝導型電子放出素子をマトリクス配置した表示パネル
で、第１実施例で説明した１０１と同様である。

【０１４０】また、走査回路２０２、制御回路２０３、
シフトレジスタ２０４、ラッチ回路２０５も、実施例１
において説明した、それぞれ、１０２、１０３、１０
４、１０５と同一である。

【０１４１】２０６は、パルス幅変調回路であり、ラッ
チされたデータに応じたパルス幅の信号を発生するもの
であり、制御回路２０３からの、行単位での変調要求を
意味するタイミング信号Ｔｍｏｄによって制御される。

【０１４２】２０７は電圧／電流変換回路で第１実施例
と同一のものである。

【０１４３】次に、実際のパルス幅変調回路２０６から
の入力波形が、電圧／電流変換回路２０７で変換される
様子を示したのが図２０Ａ−Ｃである。図２０Ａが、入
力される電圧波形を示し、図２０Ｂが、素子に流れる電
流波形を、図２０Ｃが放出される電流波形を示してい
る。

【０１４４】以上説明したような構成により本実施例に
おいても前述のリーク電流の変動を改善することが可能
になり、ほぼ一様分布での駆動が可能になった。これに
よって輝度分布の少ない高品位な画像を得ることができ
た。

【０１４５】尚、本実施例では、入力する映像信号とし
て、データ処理がより容易であるデジタル映像信号（図
１４の５０００参照）を用いたが、これは、デジタル映
像信号に限定されることはなく、アナログ映像信号であ
ってもよい。

【０１４６】また、本実施例では、シリアル／パラレル
変換処理に、デジタル信号の処理が容易なシフトレジス
タ１０４を採用しているが、これに限定されるものでは
なく、例えば、格納アドレスを制御することで格納アド
レスを順次変えてゆくことで、シフトレジスタと等価な
機能を持つランダムアクセスメモリを用いても良い。

【０１４７】以上説明した構成により、前述の非均一な
リーク電流の問題を改善する事が可能になり、各電子源
からの放出電子量に関し、ほぼ一様分布の駆動が可能に
なる。これによって輝度分布の少ない高品位な画像を得
る事ができる。

【０１４８】尚、本実施例の表示装置は、テレビジョン
装置や、計算機、画像メモリ、通信ネットワーク等種々
の画像信号源と直接あるいは間接に接続する表示装置に
広く用いることが可能であり、とりわけ大容量の画像を
表示する第画面の表示に好適である。

【０１４９】また人間が直視する用途だけに限られるも
のではなく、例えばいわゆる光プリンタのように画像を
記録する装置の光源に応用しても差し支えない。

【０１５０】また、本実施例においては、冷陰極電子源
の中でもその構造、製法の容易さから表示装置に最適で
ある表面伝導型電子放出素子に適用を図ったが、その他
の冷陰極電子源に適用することも可能である。次に、図
２１を用いて第３の実施例の概要を説明する。図２１に
おいて、８０１１は複数の素子を備えた電子発生装置、
８０１２は一定電流を流す一定電流部、８０１３は補正
電流決定部である。Ｄy1、Ｄy2、…、ＤynとＤx1、Ｄx2、…、
Ｄxmは、それぞれ電子発生装置８０１１の列配線、行配
線の端子である。

【０１５１】まず、本実施例の電子発生装置８０１１で
は、補正電流決定部８０１３で駆動信号を補正して補正
電流を作成する。この補正電流は、一定電流部８０１２
が、端子Ｄy1、Ｄy2、…、ＤynあるいはＤx1、Ｄx2、…、Ｄxm
に流す電流を決定する。そして、一定電流部８０１２
は、補正電流より決定された一定電流を端子Ｄy1、Ｄy
2、…、ＤynあるいはＤx1、Ｄx2、…、Ｄxmに流す。

【０１５２】補正電流決定部８０１３は、列配線あるい
は行配線の選択素子以外に流れる無効素子電流のばらつ
きを記憶するＬＵＴ（ルックアップテーブル：Ｌｏｏｋ
−Ｕｐｔａｂｌｅ）や、この無効素子電流を選択素子
電流に加える補正電流を出す演算回路を含むことができ
る。また、補正電流決定部８０１３は、無効素子電流を
測定する電流モニタ回路や、ＬＵＴ（ルックアップテー
ブル：Ｌｏｏｋ−Ｕｐｔａｂｌｅ）のデータを作成する
ための補正データ作成回路を含むことができる。さら
に、列配線あるいは行配線の無効素子電流分の抵抗であ
るリーク抵抗を記憶するＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−Ｕｐｔａ
ｂｌｅ）や、端子Ｄy1、Ｄy2、…、ＤynあるいはＤx1、Ｄx
2、…、Ｄxmの電位を測定する電圧モニタ回路がある。

【０１５３】補正電流を決めるために、無効素子電流を
記憶しているＬＵＴ、無効素子電流分の配線抵抗を記憶
しているＬＵＴ、素子の電子線発生効率を記憶している
ＬＵＴいずれを使ってもよい。一定電流部８０１２は、
補正電流決定部が出力してくる補正電流値から、配線列
や配線行に流す電流を決めるＶ／Ｉ変換回路がある。こ
のＶ／Ｉ変換回路は、定電流電源を構成するカレントミ
ラー回路、トランジスタをダーリントン接続する回路、
定電流ダイオードなどがある。また、それぞれの配線列
あるいは配線行のＶ／Ｉ変換回路の補正量を、それぞれ
の配線列あるいは配線行ごとに設定してもよい。

【０１５４】冷陰極素子としては、電圧を印加すると電
子を発生させる表面伝導型放出素子や電界放出素子（Ｆ
ｅｉｌｄＥｍｉｔｔｅｒ；ＦＥ）などがある。とくに
表面伝導型放出素子は、電界放出素子（ＦＥ）に比べて
素子に電流が流れやすいと考えられるので、本発明を表
面伝導型放出素子に適用することで大きな利点がある。

【０１５５】また、本発明は、プラズマ発光素子、エレ
クトロルミネッセンス素子、発光ダイオード素子など、
低インピーダンス素子の単純マトリックス配線にも有効
である。また、本発明を応用した画像表示装置は、テレ
ビ、計算機用のモニタなどに使うことができとりわけ大
画面の表示に最適である。

【０１５６】本実施例の一定電流部８０１２を用いるこ
とにより、課題の欄で挙げたリーク電流の変動による出
力電流の変動を防ぐことができる。また、補正電流決定
部８０１３中の素子の電子線発生効率を記憶しているＬ
ＵＴや補正データ作成回路を使って、電流素子による放
出電子量のばらつきを補正することができる。また、補
正電流決定部８０１３中の無効素子電流を記憶している
ＬＵＴや補正データ作成回路を使って、配線ごとの無効
素子電流の違いを補正しながら、半選択素子への無効素
子電流を補償して、映像輝度信号どおりの電子線放出量
を得ることができる。さらに、補正電流決定部８０１３
中のリーク抵抗を記憶するＬＵＴや電圧モニタ回路を使
って、課題であった表示する画像のパターンによって、
冷陰極素子から放出される電子線の強度の変化を防止す
ることができる。

【０１５７】このように、本実施例の電子発生装置を使
用することにより、列方向の配線あるいは行方向の配線
に電圧降下が生じたとしても、素子に一定電流を流すこ
とができる。また、その一定電流は、選択した素子に最
適な一定電流となるので、各素子でむらのない放出電子
電流量を得ることができる。さらに、本実施例の画像表
示装置を使用することにより、選択した素子に最適な電
流が流れるので、素子の電子線放出量にばらつきがな
く、ひいては、明るさにむらのない画像表示装置が得ら
れる。

【０１５８】次に説明する〔実施例４〕〜〔実施例８〕
は、画像表示装置の例である。表面伝導型放出素子で構
成するマルチ電子源を画像表示装置（ディスプレイ）の
電子源として使用する。そして、画素と表面伝導型放出
素子が１対１対応している。この画素には、赤（Ｒ）の
画素、青（Ｇ）の画素、緑（Ｂ）の画素がある。そのた
め、表面伝導型放出素子にも、赤の画素に対応する表面
伝導型放出素子、青の画素に対応する表面伝導型放出素
子、緑の画素に対応する表面伝導型放出素子がある。表
面伝導型放出素子に選択電流を流せば、それに対応する
画素が光を発することになる。よって、画像処理して複
数の表面伝導型放出素子を選択すれば、ＣＲＴ型画像表
示装置のように電子を偏向させることなく、画像表示が
できる。マルチ電子源上の複数の表面伝導型放出素子を
選択するときは、各素子に接続している列配線あるいは
行配線に電流を流す。このとき、列配線には１水平走査
時間内で変わらない定電流を流す。

【０１５９】〔実施例４〕〜〔実施例８〕では、１つの
表面伝導型放出素子がそれぞれのＲＧＢの１画素に対応
するカラー画像表示装置について説明するが、本発明の
電子発生装置の技術思想に基づく装置ならどのような装
置に適用してもよい。例えば、カラー画像表示装置だけ
ではなくモノクロ画像表示装置として用いてもよいし、
光プリンタの画像形成用の光源として用いてもよい。ま
た、ポジ型レジストやネガ型レジストの露光装置として
用いてもよい。さらに、冷陰極素子には、表面伝導型放
出素子だけではなく、図２３のような非線形なＶ−Ｉ特
性を持つ素子なら、一般の低インピーダンスの素子にも
適用することができる。〔実施例９〕は、〔実施例４〕
〜〔実施例８〕の画像表示装置の応用である多機能表示
装置の例である。

【０１６０】また、〔実施例４〕〜〔実施例８〕の画像
表示駆動については、画素の点灯時間を稼いで明るい表
示を得る目的で、１行の走査（１Ｈ）時間中、１行を点
灯し続ける１行同時駆動を説明する。また、補正の演算
をシリアル信号に直してから行うが、この演算をパラレ
ル信号で行ってもよい。パラレル信号で補正の演算をす
るときは、Ｖ／Ｉ変換回路の抵抗器の抵抗値を変えて、
Ｖ／Ｉ変換回路の出力電流を変化させることも考えられ
る。

【０１６１】〔実施例４〕〜〔実施例６〕では、ＬＵＴ
１を使う列配線の無効素子電流のばらつき補正と、ＬＵ
Ｔ２を使う電子放出効率のばらつき補正を同時に行う。
しかし、無効素子電流のばらつき補正と電子放出効率の
ばらつき補正を同時に行ってもよい。〔実施例７〕と
〔実施例８〕では、同行の素子に点灯数による行配線の
電圧変化を補償するために、列配線の電位を画像表示駆
動しているときに測定して、その電位から列配線に流す
電流を決める。この実施例に加えて、〔実施例４〕〜
〔実施例６〕のようにＬＵＴ２を使って素子による電子
放出効率を補正するようにしてもよい。〔実施例４〕まず、実施例４の概要を以下に説明する。
次に、各列配線の無効素子電流を記憶させるＬＵＴ１
（Ｌｏｏｋ−ＵｐＴａｂｌｅ１）と、各素子の電子
放出効率を記憶させるＬＵＴ２（Ｌｏｏｋ−ＵｐＴａ
ｂｌｅ２）の作成方法を説明する。次に、実際の画像
表示駆動を詳しく説明する。｛４−１．実施例４の概要｝実施例４では、列配線に流
す一定電流として列配線の無効素子電流と素子による電
子放出効率のばらつきの補償分の電流を加味した電流を
使う。そして、映像を表示するための画像輝度信号は、
その定電流のパルス幅で表す。

【０１６２】図２２は、本実施例の特徴を最も良く表す
図であり、映像信号の入力からマルチ電子源に渡るまで
のフローを表す。図２２で、４１０１は画像表示パネル
である。この画像表示パネル４１０１の下部にはマルチ
電子源があり、マルチ電子源で発生した電子を加速する
ようにマルチ電子源の上に、高圧電源Ｖａに接続したフ
ェイスプレートを設置する。Ｄx1〜Ｄxmはマルチ電子源
の行配線１〜ｍの端子、Ｄy1〜Ｄynは列配線１〜ｎの端
子であり、それぞれの端子を外部の電気回路と接続す
る。

【０１６３】走査回路４１０２は、内部にｍ個のスイッ
チング素子を備える回路である。このｍ個のスイッチン
グ素子を、Ｄx1〜Ｄxmに接続する。そして、タイミング
信号発生回路４１０４が出力する制御信号Ｔscanに基づ
いて、このｍ個のスイッチング素子はＤx1〜Ｄxmの電圧
を非選択電圧Ｖnsから、順次、選択電圧Ｖｓにする。こ
のとき、選択電圧Ｖｓを、直流電圧源の電圧Ｖｘとし、
非選択電圧Ｖnsを０（Ｖ）（グランドレベル）とする。
図２３は、本実施例で用いる表面伝導型放出素子の素子
電圧Ｖｆと素子電流Ｉｆの相関関係、または素子電圧Ｖ
ｆと放出電流Ｉｅの相関関係を表すグラフである。図２
３のように表面伝導型放出素子では、しきい値電圧Ｖｔ
ｈである８（Ｖ）の手前の７（Ｖ）で素子電流Ｉｆの立
ち上がりが見られる。よって、直流電圧源の電圧Ｖｘ
は、選択する配線行には−７（Ｖ）の一定電圧を出力す
るように設定する。

【０１６４】つぎに、映像信号の流れについて説明す
る。入力されたコンポジット映像信号をデコーダ４１０
３で３原色（ＲＧＢ）の輝度信号および水平、垂直同期
信号（ＨＳＹＮＣ、ＶＳＹＮＣ）に分離する。タイミン
グ発生回路４１０４では、ＨＳＹＮＣ、ＶＳＹＮＣ信号
に同期して各種タイミング信号を発生させる。ＲＧＢ輝
度信号をＳ／Ｈ（サンリングホールド）回路４１０５に
おいて適当なタイミングでサンプリングして保持する。
パラレルシリアル変換回路４１０６では、画像表示装置
の各ＲＧＢの蛍光体の並びに対応した順番に保持した信
号をシリアル映像信号に変換する。つぎに、演算回路４
１０７で、シリアル映像信号、および、半選択状態の素
子に流れてしまう無効素子電流を、予め測定して記憶
（ストア）しているＬＵＴ１（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ−Ｔａｂ
ｌｅ２）４１０８、各素子の印加電圧に対する電子
放出効率を記憶（ストア）しているＬＵＴ２（Ｌｏｏｋ
−Ｕｐ−Ｔａｂｌｅ２）４１０９から出力される補正
値とからアナログ補正信号を合成し、各画素に対応した
シリアル映像信号と各素子の電子放出効率を考慮した駆
動信号を出力する。つぎに、シリアル映像信号をＳ／Ｐ
（シリアルパラレル）変換回路１１０で１行ごとのパラ
レル映像信号に変換する。

【０１６５】続いて、パルス幅変調回路４１１２によ
り、映像信号強度に対応したパルス幅（パルス印加時
間）を持ち、各素子の効率のばらつきをパルス高（パル
スの電圧値）に反映させた定電圧ドライブパルスを生成
する。Ｖ／Ｉ変換回路４１１２では、定電圧ドライブパ
ルスを定電流パルスに変換する。そして、最後に、この
定電流パルスを切り替え回路４１１３により、マルチ電
子源の列方向配線Ｄｙ１ないしＤynの端子を通じてマル
チ電子源内の表面伝導型放出素子に印加する。このと
き、この定電流パルスを供給した列のうち、走査回路４
１０２が選択パルスを送った行にある表面伝導型放出素
子のみが電子線を放出する。そして、電子線を放出する
表面伝導型放出に対応する画像表示装置の画素（ドッ
ト）の蛍光体のみが光を発する。このようにして、走査
回路４１０２が選択パルスを与える行を、順次走査する
ことで２次元画像を表示できる。｛４−２．ＬＵＴの作成｝ＬＵＴを作成するのは、各素
子によって補償値が違うので、各素子を選択するとき、
その選択した素子に対応する各補償値を適宜読み出せる
ようにするためである。ＬＵＴは、画像表示に合わせて
高速で内容を読み出すことのできるＲＡＭやＲＯＭなど
の半導体メモリを使う。ＬＵＴ１は各素子を選択したと
きの、列配線の無効素子電流を記憶させておく。ＬＵＴ
２は、各素子の電子放出効率を記憶させている。

【０１６６】まず、画像表示装置の完成後に行うＬＵＴ
１を作成する手順を説明する。図２４Ａは、列配線の無
効素子電流を記憶させておくＬＵＴ１の作成の手順を模
式的に表す。ＬＵＴ１の作成のときは走査回路４１０２
の出力であるＤx1、Ｄx2、…、Ｄxmをすべて０（Ｖ）にす
る。この状態で、パルス幅変調回路４１１１は、選択電
圧である電圧値Ｖd:try（例えばしきい値以下の電圧で
ある７．５（Ｖ））の電圧パルスを発生させ、端子Ｄy1
からＤynに、順次この電圧パルスを印加する。この印加
電圧Ｖd:tryでは、どの素子も半選択状態にあるため点
灯することはない。タイミング発生回路４１０４は、Ｌ
ＵＴ作成時データに合わせたタイミング制御を行う。こ
のとき、補正データ作成回路４１１４は、パルス幅変調
回路１１の出力が電流モニタ回路４１１５を介して、画
像表示パネル１０１の端子Ｄｙ１、Ｄｙ２、…、Ｄｙｎ
に印加されるように制御信号を発生させる。電流モニタ
回路４１１５は各列配線に流れる素子電流Ｉｆを電流モ
ニタ回路４１１５内のモニタ抵抗を用いて検出する。

【０１６７】この電流モニタ回路４１１５で測定する列
配線Ｎ（Ｎは、１からｎまでの任意の値）に流れる電流
は、列配線Ｎ上に存在するｍ個の表面伝導型放出素子に
Ｖd:tryの電圧を印加する際に流れる素子電流の総和
と、列配線からのリーク電流など素子以外に流れる電流
との和になる。つまり、列配線Ｎ上の全素子が半選択状
態になっているときの列配線Ｎに流れる電流をＩf:try:
leak(N)とすると、ここで、Ｉout:leak：列配線からの素子以外のリーク電
流 If{Vd:try(K、N)}：端子ＤyNにＶd:tryの電圧をかけたと
きの素子（Ｋ、Ｎ）の素子電流ここで、実際の画像表示駆動のとき、どのように列配線
あるいは行配線に選択電圧を印加したらよいかを考え
る。実際の画像表示駆動のときには、１行づつ垂直方向
に選択素子を走査していく。このため、画像表示駆動の
ときの、列配線Ｎでの選択素子は１つしかない。よっ
て、いま、画像表示駆動で走査回路１０２が行配線Ｍに
のみ選択電圧Ｖｓ（＜０）を印加し、行配線Ｍを走査し
ているとする。このとき、列配線Ｎに流す電流は、選択
素子に流す電流If{(Vd-Vs)(M、N)}と、選択素子以外の素
子に流れてしまう電流If{Vd(k、N)}(k≠M)のすべてとの
和である。よって画像表示駆動で行配線Ｍを走査してい
るときの列配線Ｎに流す電流をIf:tot(M、N)とすると、である。

【０１６８】ここで、選択素子以外の素子に流れてしま
う電流の和ΣIf{Vd(k、N)}(k≠M)は、無効素子電流に相
当する。よって、画像表示駆動で行配線Ｍを走査してい
るときの列配線Ｎの無効素子電流をIf:leak(N)とする
と、である。

【０１６９】図２３の表面伝導型放出素子のＶｆ−Ｉｆ
特性から明らかなように、Ｖｄ＜Ｖth（しきい値電圧）
＜Ｖｄ−Ｖｓのときには、If{Vd(k、N)}がIf{(Vd-Vs)(M、
N)}に比べると無視できるほど小さい値であることに気
をつける。また、実際に使う画像表示装置では、ｍが１
００以上あることにも気をつける。すると、（１−１）
のIf:try:leak(N)と（１−３）のIf:leak(N)は、実質的
に等しいと言ってもよい。無効素子電流をIf:try:leak
(N)としても差し支えない。よって、以後は、If:try:le
ak(N)を無効素子電流If:leak(N)とする。

【０１７０】しかし、実際には、各素子に半選択電圧Ｖ
ｄ（行配線の電圧が０なので、Ｖｄ＝Ｖｆとなる）しか
印加していなくても、微量の電流が流れる。そのため、
単純マトリックスの規模が大きくなり、ｍやｎの値が１
００を越えるようになると、If:leak(N)は、無視できな
いほど大きな電流になる。この電流のために、選択素子
（Ｖｆを印加する）に流すべき電流が他の半選択状態の
素子に流れてしまい、選択素子から映像輝度信号どおり
の電子線を放出させることができない。

【０１７１】そこで、本実施例では、列配線Ｎに、選択
素子に流す電流If:eff(N)に加え、If:leak(N)を流してI
f:eff(N)を補償する。このため、ＬＵＴ１にIf:leak(N)
を記憶させておくのが好都合である。よって、ＬＵＴ１
は１×ｎのアドレス空間として、ｎ個の測定したIf:lea
k(N)をそれぞれのアドレスに記憶させておく。例えば、
If:leak(k)は、（１、ｋ）のアドレスに記憶させる。そ
して、画像表示して列配線Ｎにある選択素子に電流を流
すとき、ＬＵＴ１からIf:leak(N)の大きさを呼び出し
て、選択素子に流す電流に加え、If:leak(N)を流す。例
えば、選択素子（Ｍ、Ｎ）に選択電流If:eff(M、N)を流
すときには、このＬＵＴ１に記憶させたIf:leak(N)を使
って、列配線Ｎに、 If:tot(N)=If:eff(M、N)+If:leak(N) (1-4) 流す。

【０１７２】また、If:leak(N)を測定するとき、（１−
３）を求めるのに用いた測定方法で、選択素子（Ｍ、
Ｎ）以外の無効素子電流を正確に測定して、実際の画像
表示のときの無効素子電流に近いIf:leak(M、N)を測定し
てもよい。このとき、ｍ×ｎのアドレス空間を有するＬ
ＵＴを用意し、選択素子（Ｍ、Ｎ）のIf:leak(M、N)をＬ
ＵＴ１としてアドレス（Ｍ、Ｎ）にストアすると、より
正確な補正ができる。しかし、実際にはＭによってIf:l
eak(M、N)はあまり変わらないので、If:leak(M、N)=If:le
ak(N)として、先のように必要とするアドレス空間を１
×ｎにして、メモリアドレス空間とアクセス回数を節約
するのが有効である。

【０１７３】これまでは、ＬＵＴ１に記憶させる量とし
て、各列配線Ｎの無効素子電流If:leak(N)を記憶させ
て、画像表示のときに、選択素子電流If:eff(N)に無効
素子電流If:leak(N)をオフセット（補償）として加える
ことを前提としていた。しかし、無効素子電流If:leak
(N)は、配線の印加電圧によって微少であるが、変化す
る。また、この印加電圧の変化が十分小さいときは、印
加電圧Ｖｆと無効素子電流If:leak(N)と関係は、オーミ
ックであるといえる。よって、各列配線のアドミッタン
スをＬＵＴ１に記憶させて、画像表示するとき、このア
ドミッタンスから無効素子電流If:leak(N)を算出し、算
出した無効素子電流If:leak(N)を選択素子電流If:eff
(N)に加えるのも有効である。

【０１７４】つぎに、各素子の電子放出効率を記憶させ
るＬＵＴ２の作成方法について説明する。図２４Ｂは、
ＬＵＴ２の作成方法を示す図である。ＬＵＴ２を作成す
るときは、走査回路１０２の出力である行配線の端子
（Ｄx1、Ｄx2、…、Ｄxm）には、画像を表示するときと同
じように、選択電圧であるＶｓ（＜０）を、順次行配線
に印加する。一方、列配線の端子（Ｄy1、Ｄy2、…、Ｄy
n）にはパルス幅変調回路によりは画像を表示するとき
とは違って、Ｖ／Ｉ変換回路４１１２を通さずに、順
次、電圧値Ｖｄの定電圧パルスを印加する。このように
することによって、列配線Ｎの選択素子（Ｍ、Ｎ）に
は、電圧降下を無視すれば、選択電圧Ｖｆとして、Ｖｄ
−Ｖｓの電圧がかかる。また、列配線Ｎの選択素子
（Ｍ、Ｎ）以外には、ほぼ、半選択電圧であるＶｄの電
圧がかかる。よって、このとき列配線Ｎに流れる全電流
をIf:try:tot(N)とすれば、である。

【０１７５】補正データ作成回路４１１４は各素子に対
して検出されたＩｆおよびＩｅのモニタから各素子の電
子放出効率を算出して補正データを作成する。この手順
を以下に説明する。列配線Ｎに流れる全電流If:try:tot
(N)は、（１−２）のIf:tot(N)と同様に、 If:try:tot(N)=If:leak(N)+If{(Vd-Vs)(M、N)} (2-2) とも表せる。このIf:try:tot(N)は、電流モニタ回路４
１１５を使って測定することができる。

【０１７６】図２４Ｂで選択した素子（Ｍ、Ｎ）に流れ
る電流を選択電流If:try:eff(M、N)とすると、 If:try:eff(M、N)=If{(Vd-Vs)(M、N)} (2-3) である。この選択電流If:try:eff(M、N)あたりの電子放
出電流Ie(M、N)を、電子放出効率という。この電子放出
電流Ie(M、N)は、マルチ電子源の上方に設置した電子放
出電流用の電流モニタ回路によって測定する。よって、
素子（Ｍ、Ｎ）の電子放出効率をη(M、N)とすると、 η(M、N)=Ie(M、N)/If:try:eff(M、N)=Ie(M、N)/{If:try:tot(N)-If:leak(N)} (2-4 ) となる。If:leak(M、N)はＬＵＴ１から呼び出せるので、
測定した全電流If:try:tot(N)と電子放出電流Ie(M、N)を
使って、この電子放出効率η(M、N)を求める。そして、
ＬＵＴ２のｍ×ｎのアドレス空間に、この電子放出効率
η(M、N)を記憶（ストア）させる。

【０１７７】電子放出効率η(M、N)の代わりに、画像表
示パネルの各画素（Ｍ、Ｎ）の輝度効率η′(M、N)を使
って同様の補正を行っても良い。表面伝導型放出素子
（Ｍ、Ｎ）に対応する各画素の輝度Wlum(M、N)は、画素
ごとに輝度測定できる装置を使って測定する。各画素の
輝度効率η′(M、N)は、表面伝導型放出素子（Ｍ、Ｎ）
に実質的に流れる選択電流If:eff(M、N)と、その表面伝
導型放出素子（Ｍ、Ｎ）に対応する各画素の輝度Wlum
(M、N)を使って、表す。この輝度効率η′(M、N)は、 η′(M、N)=Wlum(M、N)/If:eff(M、N) (2-5) と定義できる。

【０１７８】この輝度効率η′(M、N)を電子放出効率η
(M、N)の代わりに、ＬＵＴ２に記憶させると各画素の蛍
光体の発光効率をも、補正する良い補正ができる。この
とき輝度効率η′(M、N)を、（２−４）の電子放出効率
η(M、N)と置き換えるだけで、他は、電子放出効率η(M、
N)をＬＵＴ２に記憶させたときと同じである。ＬＵＴ１
あるいは、ＬＵＴ２の作成を、画像表示装置の出荷前だ
けではなく、消費者が電源投入するときや、画像表示し
てから一定時間経過後の垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）の
帰線期間にやり直してもよい。図２４Ｃはこの電源投入
するときと画像表示してから一定時間経過後、ＬＵＴ１
を再作成する場合の手順を説明するフローチャートであ
る。まず、切り替え回路４１１３を切り替える信号を発
生させ、各列配線を図２４Ａを用いて前述した方法で測
定し（ステップＳ４００１）、最初のＬＵＴ１を作成す
る（ステップＳ４００２）。そして、このＬＵＴ１をも
とに画像表示をする（ステップＳ４００３）。２回目の
ＬＵＴの作成は、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）の帰線期
間中に、ＬＵＴ１更新指示信号を切り替え回路４１１３
に出し、各列配線の端子Ｄy1…Ｄynを電流モニタ回路４
１１５に接続し、各列配線の無効素子電流を図３（ａ）
で説明した方法で測定する。そして、その後は、新しい
ＬＵＴ１をもとに画像表示する。この新しいＬＵＴ１更
新指示信号を出すのは、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）の
帰線期間ごとだけではなく、消費電力の節約のために、
もっと長い間隔で行ってもいいのは言うまでもない。Ｌ
ＵＴ２の再作成も、電源投入したときなどにすればよ
い。このようにある一定期間ごとにＬＵＴを再作成する
ことで、素子の経時的な特性変化に対しての補償も可能
となり、長期間にわたって安定したむらのない画像表示
が可能となる。｛４−３．画像表示駆動｝以上のように作成したＬＵＴ
１、ＬＵＴ２を使って列配線に流す電流を補償する実際
の画像表示駆動について詳細に説明する。図２５は演算
回路４１０７を表す図である。画像輝度信号はＰ／Ｓ変
換回路４１０６から演算回路４１０７に入る。あるタイ
ミングで素子（Ｍ、Ｎ）を点灯する映像輝度信号４３０
１が入ったとする。このときタイミング発生回路４１０
４により、ＬＵＴ１のアドレス（１、Ｎ）とＬＵＴ２の
アドレス（Ｍ、Ｎ）にアクセスする命令を出し、ＬＵＴ
１から補正電流量If:leak(N)を、ＬＵＴ２から電子放出
効率η(M、N)を取り出す。取り出した電子放出効率η(M、
N)から、選択素子電流If:eff(M、N)(=Ie(M、N)/η(M、N))
を求める。求めたIf:eff(M、N)と取り出したIf:leak(N)
から、素子（Ｍ、Ｎ）を点灯するときの、列配線Ｎに流
す電流If:tot(M、N)(=If:leak(N)+If:eff(M、N))を算出す
る。この演算は割り算回路４３０３と加算器３０４で行
う。こうして得た信号If:tot(M、N)をＳ／Ｐ変換回路４
１１０に渡す。Ｓ／Ｐ変換回路４１１０は、ＨＳＹＮＣ
信号に同期して信号If:tot(M、N)を１ライン分ストアす
る。さらにパルス幅変調回路４１１１は輝度信号データ
をパルス幅変調信号に変換して、ｎ個の各配線に振り分
ける。振り分けられたｎ個のパルス幅変調された信号
を、Ｖ／Ｉ変換回路４１１２を経てパネルに供給する。

【０１７９】Ｖ／Ｉ変換回路４１１２は、入力した変調
信号のパルスに応じて、選択した表面伝導型放出素子に
流す。既に説明した図１５は、その内部構成を示す。Ｖ
／Ｉ変換回路４１１２は、図５の１０７に等しく、列配
線の本数分（ｎ本）だけＶ／Ｉ変換器３０１を備え、そ
の出力を列配線の端子（Ｄy1、Ｄy2、…、Ｄyn）に接続す
る。既に説明した図１６が、各Ｖ／Ｉ変換器３０１の内
部回路を示す。

【０１８０】ここで、例えば、電子放出電流の要求値Ｉ
ｅを１（μＡ）と仮定する。このときＬＵＴ２から読み
出した電子放出効率η(M、N)が０．１（％）、ＬＵＴ１
から読み出した列配線Ｎの無効電流If:leak(N)が０．５
（ｍＡ）のとき、以下の式によって配線列Ｎの駆動電流
信号を求める。 If:tot(M、N)=If:leak(N)+If:eff(M、N) =If:leak(N)+Ie/η(M、N) =0.5(mA)+1(μA)/0.1(%) =1.5(mA) (3-2) 素子（Ｍ、Ｎ）を選択したとき、このように求めた電流
量１．５（ｍＡ）を定電流として列配線Ｎに流すと素子
と（Ｍ、Ｎ）から、１（μＡ）だけ電子放出されること
になる。図２６はある列配線に流す電流、その列配線に
関するＬＵＴのデータなどを表す図である。ここでは画
像表示パネルの列配線１に注目し、列配線１に関連する
回路や配線のもつデータの時間による変化を追う。
（ａ）は同期信号、（ｂ）は点灯させる選択素子の番号
（この番号は、アクセスするＬＵＴ１とＬＵＴ２の番号
も表す）、（ｃ）は選択した画素の映像輝度信号、
（ｄ）はＬＵＴ１からの列配線１の無効電流値、（ｅ）
はＬＵＴ２からの各アドレスの電子放出効率η（Ｍ、
Ｎ）である。（ｆ）は、列配線１の配線に流す電流Ｉ
ｆ：ｔｏｔ（Ｍ、１）の大きさであり、（ｇ）は選択し
た表面伝導型放出素子（Ｍ、１）（Ｍ＝１、２、３、
４、５）を表す。（３−２）のような計算をすること
で、（ｆ）のような各素子に対応した電流値を算出でき
る。（ｆ）のような電流値の補正を行うことで、（ｇ）
のような、均一な電子放出電流が得られる。｛４−７．実施例４の効果｝ＬＵＴ１に記憶させた各列
配線の無効素子電流を選択電流に合わせて、各列配線に
流すことによって、選択していない素子に流れてしまう
電流分の補償をすることができる。また、ＬＵＴ２に記
憶させた各表面伝導型放出素子の電子放出効率あるい
は、各画素の輝度効率を使うことで、各素子の効率のば
らつきを補正することができる。このため、多くの電子
源を持ったマルチ電子源をマトリックス配線したとして
も、各電子源から所望な量の電子線を発生させることが
できる。そのため、このマルチ電子源を使った画像表示
装置は、輝度ばらつきのないきれいな画像が得られる。

【０１８１】〔実施例５〕実施例５では、列配線に与え
るパルス幅を常に一定に保つ。このため、パルス幅変調
回路を必要としない。図３５は、本発明の実施例５の映
像信号をデコーダー５５０３に入力させてから画像表示
パネル５５０１に渡すまでのフローを表す。本実施例の
表面伝導型放出素子、パネルの構造、ＬＵＴ１の作成方
法、ＬＵＴ２の作成方法、Ｖ／Ｉ変換回路などは実施例
４と同じである。実施例５が実施例４と違うのは演算回
路５５０７とパルス高変調回路５５１１である。幅変調
回路５５１１はＳ／Ｐ変換回路５５１０の出力データに
応じたパルス高で一定時間のパルスを出力する。

【０１８２】図３６は、演算回路５５０７のデータのフ
ローを表す。画像輝度信号はＰ／Ｓ変換回路５５０６か
ら演算回路５５０７に入る。あるタイミングで素子
（Ｍ、Ｎ）に表示するとすると、タイミング発生回路
は、ＬＵＴ１のアドレス（１、Ｎ）とＬＵＴ２のアドレ
ス（Ｍ、Ｎ）にアクセスする命令を出し、ＬＵＴ１から
補正電流量If:leak(N)を、ＬＵＴ２から電子放出効率η
(M、N)を取り出す。ＬＵＴ２から取り出した電子放出効
率η(M、N)、輝度分解能Ｒ、輝度信号Ｌから、選択素子
電流に流す信号If:eff(M、N)(=Ie・L)/{η(M、N)・(R-1)})
を求める。求めたIf:effとＬＵＴ１から取り出したIf:l
eak(N)から、素子(M、N)を点灯するときの、列Ｎの配線
に流す電流If:tot(M、N)(=If:leak(N)+If:eff(M、N))を算
出する。この演算は割り算回路５６０３と加算器５６０
４で行う。こうして得た電流振幅信号If:tot(M、N)をＳ
／Ｐ変換回路５１１０に渡す。Ｓ／Ｐ変換回路５５１０
は、電流振幅信号If:tot(M、N)を並列に変換して、ｎ個
の各配線に振り分ける。振り分けられたｎ個の定電流の
信号を、Ｖ／Ｉ変換回路５１１２を経てパネルに供給す
る。

【０１８３】例えば、輝度信号が２５６階調の分解能が
あるとして、最大輝度信号入力時に各素子からの電子放
出電流Ｉｅを（の基準設定値Ｉｅを）１（μＡ）と設定
する場合を考える。輝度分解能は２５６階調あるとす
る。このとき、輝度信号は２５５が最大値で、０が最小
値である。アドレス（Ｍ、Ｎ）で、電子放出効率η
（Ｍ、Ｎ）が０．１（％）、配線列Ｎの無効電流If:lea
k(N)が０．５（ｍＡ）のとき、２５５という画素を最大
に光らせる輝度信号が来たとする。このとき、以下の式
よって駆動電流信号の振幅である電流振幅信号６０５を
決定する。 If:tot(M、N)=If:leak(N)+If:eff(M、N)/L×(R-1) =If:leak(N)+Ie/η(M、N)/255×(R-1) =0.5(mA)+1(μA)/0.1(%)/255×255 =1.5(mA) (4) 素子（Ｍ、Ｎ）を選択したとき、このように求めた電流
量１．５（ｍＡ）を定電流として列配線Ｎに流すと素子
（Ｍ、Ｎ）から、１（μＡ）だけ電子放出されることに
なる。図３７は実際のパルス高変調回路５５１１からの
入力波形を、どのような波形に変換するのかを表す図で
ある。ここでは画像表示パネル５１０１の第１の列配線
に注目し、第１の列配線に関連する回路や配線の持つデ
ータの時間による変化を追う。（ａ）ＨＳＹＮＣは同期
信号、（ｂ）は点灯させる選択素子の番号（この番号は
アクセスするＬＵＴ１とＬＵＴ２も表す）、（ｃ）は選
択した画素に送られる映像輝度信号、（ｄ）はＬＵＴ１
から読み出した第１列の配線の無効素子電流値、（ｅ）
はＬＵＴ２から読み出した選択素子（Ｍ、Ｎ）の電子放
出効率η(M、N)である。（ｆ）は、第１列の配線に流す
電流If:tot(M、1)の大きさであり、（ｇ）は選択した表
面伝導型放出素子（Ｍ、１）（Ｍ＝１、２、３、４、
５）の電子放出電流Ｉｅを表す。上式（４）のような計
算をすることで、（ｆ）のような各素子に対応した電流
値を算出できる。（ｆ）のような電流値の補正を行うこ
とで、（ｇ）のような、各輝度信号に、各素子のばらつ
き補正を加味した電子放出電流が得られる。〔実施例６〕実施例６では、ＬＵＴ２に記憶させた各素
子の電子放出率η(M、N)のばらつき補正を加味した画像
の輝度信号を各素子へ電流を流す時間で表し、各列配線
による無効素子電流の違いの補正を各素子に流す電流量
で行う。信号の処理のフローは実施例４で使った図２２
で表す。実施例４とは、演算回路４１０７及び変調回路
４１１１が違う。図３８は、実施例６の演算回路４１０
７を表す図である。

【０１８４】割り算回路６８０３では、素子（Ｍ、Ｎ）
への輝度信号、ＬＵＴ２から得た素子（Ｍ、Ｎ）の電子
放出効率η（Ｍ、Ｎ）、ｍ×ｎ個のすべての素子の中の
最低の電子放出率ηｍｉｎから、補正輝度信号Ａ（Ｍ、
Ｎ）を出す。この装置が輝度分解能をＲ階調もち、素子
（Ｍ、Ｎ）に輝度信号Ｌが与えられたとする。このとき
Ｒ階調分の輝度信号Ｌの補正輝度信号A(M、N)を、 A(M、N)=L・(ηmin/η(M、N)) (5-1) となるように、回路設計する。

【０１８５】電流信号は各素子の駆動電流If:effに、配
線による電圧降下分の補正を加味して列配線Ｎに流す電
流をIf:tot(M、N)を決める。実施例３では、各素子の電
子放出効率のばらつきは、補正輝度信号を使って補正す
るので、列配線Ｎのｍ個のすべての素子に一定値の電流
を流す。よって列配線Ｎに流すIf:tot(M、N)は、 If:tot(N)=If:leak(N)+If:eff (5-2) 例えば、輝度分解能Ｒが２５６階調、素子（２、１）へ
の輝度信号Ｌが２５５、素子（２、１）の電子放出効率
（２、１）は０．２％、列配線１の無効素子電流If:lea
k(1)は０．５（ｍＡ）、最低の電子放出効率ηｍｉｎは
０．１％、駆動電流If:effは１．０（ｍＡ）、だとす
る。このときの２５６階調分の補正輝度信号Ａ（２、
１）と列配線１に流す電流If:tot(1)は、となる。図３９は、実際の電圧変調回路からの入力波形
を、どのような電流波形に変換するのかを表す図であ
る。ここでは画像表示パネルの第１列の配線に注目し、
第１列の配線に関連する回路や配線のもつデータの時間
による変化を追う。（ａ）は同期信号、（ｂ）は点灯さ
せる選択素子の番号（番号はアクセスするＬＵＴ１とＬ
ＵＴ２も表す）、（ｃ）は選択した画素に送られる映像
輝度信号、（ｄ）はＬＵＴ１から読み出した列配線１の
無効電流値、（ｅ）はＬＵＴ２から読み出した選択素子
（Ｍ、Ｎ）の電子放出効率η(M、N)である。（ｆ）は、
列配線１に流す電流If:tot(M、1)の大きさであり、
（ｇ）は、選択した表面伝導型放出素子（Ｍ、１）（Ｍ
＝１、２、３、４、５）の電子放出電流Ｉｅを表す。実
施例３では、（ｆ）のような一定した電流値を各列配線
に与える。各素子の電子放出効率η（Ｍ、Ｎ）のばらつ
き補正は、（ｆ）の一定電流のパルスを与える時間で表
している。このため、（ｇ）のように、電子放出電流
（ピーク値）はばらついているが、素子の１走査あたり
の総放出電子量は、輝度信号が同じならば一定に保たれ
ている。

【０１８６】実施例６では、無効素子電流分の補償値が
一定ならば、映像輝度信号と電子放出効率のばらつき補
正値をパルス幅で表すので、Ｖ／Ｉ変換回路４１１２と
して、構成の簡単な定電流ダイオードを用いるのも有効
である。図４０Ａは、この定電流ダイオードを示す記号
である。定電流ダイオードは、図４０Ｂに示すようなＶ
−Ｉ特性をもっている。図４０Ｂで、ＩＬは定電流ダイ
オードのピンチオフ電流であり、耐圧以下のバイアス電
圧（Ｅ）を印加しても、定電流ＩＬを流す。よって、定
電流ダイオードのカソード側の抵抗ＲＬがどのような抵
抗値になっても、図４０Ｃのように、抵抗ＲＬを流れる
電流ＩＬは一定である。第Ｎの列配線に必要な電流If:t
otとＩＬが一致するように定電流ダイオードを選べば、
Ｖ／Ｉ変換回路を１素子で構成できる。定電流ダイオー
ドに、高耐圧が必要な場合は、図４０Ｄのようにツェナ
ーダイオードを使って定電流ダイオードを直列に接続し
てもよい。また、大電流を列配線に流さなければならな
いときは、図４０Ｅのように定電流ダイオードを並列接
続すればよい。少し回路が複雑になるが、図４１Ａ（Ｉｏｕｔ＝Ｒ１＋Ｒ２）Ｉｐ／Ｒ１）や図４１Ｂ（Ｉｏｕｔ＝ＶＺ／Ｒ）のような回路をＶ／Ｉ変換回路に用いれば、さらに定電
流特性が良くなる。

【０１８７】実施例６では、画素の輝度、電子放出効率
の補正値をパルス幅で表すので、ｎ本の列配線に流す電
流は、画素の走査に依らず一定である。よって無効素子
電流が一定ならば、Ｖ／Ｉ変換回路に定電流の大きさを
調整する機構を持たさなくてもよいので、Ｖ／Ｉ変換回
路を定電流ダイオードだけで構成するなど簡単な構成で
画像表示装置が得られる。〔実施例７〕実施例７の説明では、まず１番目に、実施
例７の概要を説明する。２番目に、各列配線の無効素子
電流分のの配線抵抗を記憶させるＬＵＴの作成方法を説
明する。３番目に、実際の画像表示駆動を詳しく説明す
る。４番目に、実施例７の原理を説明する。５番目に、
実施例７を実施することによって得られる効果を説明す
る。なお、画像表示パネルの構成と製造方法、マルチ電
子源の製造方法、表面伝導型放出素子の作製方法は、実
施例１と同様である。｛１．実施例７の概要｝実施例７では、ｎ本の列配線の
電位を常に測定する手段をつけておく。また、画像表示
駆動の前に、この電位の測定手段を使ってｎ本すべての
列配線について、無効素子電流分の配線抵抗を求めてこ
れを記憶させておく。画像表示駆動のときには１水平走
査中で、まず、無効素子電流の初期値と選択素子電流を
合わせた電流をそれぞれｎ本の列配線に流す。次に、再
び、ｎ本の列配線の持つ電位を測定して、選択素子電流
が理想値とどれだけ離れているかを求めて、列配線に流
す定電流を変化させる。この操作を繰り返すことによっ
て、選択素子電流を理想値に近づける。なお、実施例７
では、輝度信号をパルス幅で表す。

【０１８８】図４２は、実施例７の特徴を最も良く表す
図であり、画像信号のフローを示す。まず、入力したコ
ンポジット画像信号をデコーダ７１０３で３原色の輝度
信号および水平、垂直同期信号（ＨＳＹＮＣ、ＶＳＹＮ
Ｃ）に分離する。タイミング発生回路７１０４では、Ｈ
ＳＹＮＣ、ＶＳＹＮＣ信号に同期した各種タイミング信
号を発生させる。ＲＧＢ輝度信号はＳ／Ｈ（サンプリン
グホールド）回路７１０５で、画素の配列に応じたタイ
ミングでサンプリングし、保持する。マルチプレクサ７
１０６は保持した信号を画素の順番に応じてシリアル信
号に変換する。Ｓ／Ｐ（シリアルパラレル）変換回路７
１１０は、シリアル信号を１行ごとのパラレル画像信号
に変換する。このため、１水平走査中、１行にある全画
素が映像輝度信号に合わせて発光することになる。

【０１８９】パルス幅変調回路７１１１は、画像信号強
度に対応した時間をもつドライブパルスを発生させる。
補正回路７４０９では、パネル駆動時に選択した素子以
外へ流出する漏れ電流分を記憶（ストア）しているＬＵ
Ｔ７１０８と、電圧モニタ回路７１１１とにより、各列
配線と選択行別に駆動電圧量振幅を補正し、この電圧量
を持つ定電圧パルスを発生させる。Ｖ／Ｉ変換回路７１
１２では、この定電圧パルスから一定電流量に変換す
る。そして、この一定電流を各列配線に送る。それと同
時に、走査回路７１０２で順次、行選択して２次元画像
表示を行う。このとき、電圧モニタ回路７１１１は、列
配線の端子Ｄｙ１、Ｄｙ２、…、Ｄｙｎの電位を常にモ
ニタして、このモニタ量を補正回路に送る。補正回路
は、このモニタした電位から、１走査時間に比べて非常
に短い時間で、補正した定電圧パルスをＶ／Ｉ変換回路
７１１２に送る。Ｖ／Ｉ変換回路７１１２は、この補正
した定電圧パルスから新たに定電流パルスを列配線の端
子Ｄｙ１、Ｄｙ２、…、Ｄｙｎに送る。これによって、
１走査時間中の選択素子に流れる電流が所望の映像輝度
信号通りの値に収束する。｛２．ＬＵＴの作成｝実施例７では、予め、ｎ本の列配
線の電位を測定する電圧モニタ回路７１１１を使ってｎ
本すべての列配線について、無効素子電流分の等価抵抗
を求めてこれを記憶させておく。この無効素子分の等価
抵抗をリーク抵抗If:leak(N)と呼ぶ。ＬＵＴには、この
リーク抵抗Ｒｌｅａｋ（Ｎ）を記憶させる。

【０１９０】ＬＵＴの作成について図４３を使って説明
する。図４３は、ｎ本の列配線の端子Ｄｙ１、Ｄｙ２、
…、Ｄｙｎの電位の測定手順を模式的に表した図であ
る。まず、ｍ本の行配線の端子Ｄｘ１、Ｄｘ２、…、Ｄ
ｘｍを０（Ｖ）（グランドレベル）に接続して、ｍ本の
行配線の電位を０（Ｖ）にする。この状態で、行配線を
０（Ｖ）に保ったまま、ｎ本の列配線に無効素子電流I
f:leak(N)分の一定電流を、順次送る。ｎ本のすべての
列配線の電位Ｖ（ＤｙＮ）を、電圧モニタ回路７１１１
で測定する。その後、補正回路で、Ｖ（ＤyN）／If:lea
k(N)を計算して、これをリーク抵抗Ｒｌｅａｋ（Ｎ）と
する。最後に、補正回路で求めたリーク抵抗Ｒｌｅａｋ
（Ｎ）を補正データ作成回路に送り、ＬＵＴの各アドレ
スに記憶させる。ＬＵＴには、１×ｎのアドレスを用意
して、ｎ個のリーク抵抗Ｒｌｅａｋ（Ｎ）を対応するア
ドレスに記憶させる。

【０１９１】例えば、Ｖ／Ｉ変換回路７１１２が無効素
子電流If:leak(N)として０．５（ｍＡ）を流したとき、
電圧モニタ回路７１１１で測定した列配線の電位Ｖ（Ｄ
yN）が５（Ｖ）だったとする。このとき、リーク抵抗Ｒ
ｌｅａｋ（Ｎ）は、Ｖ（ＤyN）／If:leak(N)＝５(V)/０．５(mA)＝１０kΩ （６−１）である。そして、この１０kΩのリーク抵抗Ｒｌｅａｋ
（Ｎ）をＬＵＴのアドレス（１、Ｎ）に記憶させる。こ
のような動作を列配線Ｎ以外の列配線についても行う。
もちろん、１行同時駆動で駆動回路を設計しているの
で、各列配線ごとに電圧モニタ回路１１１がある。よっ
て、同時にｎ本の列配線Ｎのリーク抵抗Ｒｌｅａｋ
（Ｎ）を測定することができる。｛４．画像表示駆動｝図４２に再び注目する。図におい
て、映像輝度信号をＳ／Ｐ変換回路に持ってくるまでは
他の実施例で説明したのと同様である。そのため、映像
輝度信号は、パルス幅変調回路７１０８に入力されるま
で、パルス高で表されている。実施例７では、パルス幅
変調回路７１０８により、このパルス高で画像信号を持
つ電圧パルスを、分解能がＲ階調のパルス幅をもった定
電圧パルスに変える。その後、Ｖ／Ｉ変換回路７１１２
で、このパルス幅で階調をもった定電圧パルスを、定電
流パルスに変える。

【０１９２】図４４Ａは各列配線にとりつけるＶ／Ｉ変
換回路を表す。Ｖ／Ｉ変換回路７１１２を、図４４Ａの
ようにそれぞれの各列配線に設置する。図４４Ｂは、Ｖ
／Ｉ変換回路の具体例であり、カレントミラー方式のＶ
／Ｉ変換回路である。図４４Ｂで、２６０１はオペアン
プ、２６０２は抵抗値Ｒの抵抗器、２６０３はｎｐｎト
ランジスタ、２６０４、２６０５はｐｎｐトランジス
タ、２６１３は一定電流を流さなければならない回路が
接続される端子を表す。このＶ／Ｉ変換回路は、配線２
６１３の先にどのようなインピーダンスの回路を接続し
ても、極度にインピーダンスが大きくない限り、入力電
圧Ｖｉｎに応じて、Ｉｏｕｔ＝Ｖｉｎ／Ｒの電流を配線２６１３の先の回路に流す。もちろん、Ｖ
／Ｉ変換回路として、定電流電源を構成するのに良く知
られている回路を接続しても良い。

【０１９３】補正回路７４８９では、Ｖ／Ｉ変換回路７
１１２が、選択素子に流す一定電流If:effに、無効素子
電流If:leak(N)を加えた一定電流If:tot(N)(=If:leak
(N)+If:eff)を、各列配線に流すように、パルス幅で階
調をもった一定電圧パルスに補正分の一定電圧パルスを
加える。例えば、全素子からの電子放出電流Ｉｅを０．
６（μＡ）に設定し、各画素の輝度を、パルスのパルス
幅で表すとする。このとき、図２３から必要な素子電流
If:effは、０．８（ｍＡ）である。よって、ｎ本のすべ
ての列配線には、If:tot(N)として、If:leak(N)+0.8
（ｍＡ）の電流を流せばよい。このとき、任意の列配線
Ｎのリーク抵抗Ｒ（Ｎ）が１０ｋΩであれば、列配線Ｎ
に流す電流If:tot(N)は、 If:tot(N)=If:leak(N)+If:eff =V(DyN)/Rleak(N)+If:eff =5(V)/10(kΩ)+0.8(mA) =1.3(mA) (6-2) ここで、Ｖ（ＤｙＮ）は、電圧モニタ回路で測定される
端子ＤyNの電圧となる。よって、列配線ＮにＶ／Ｉ変換回路出力から
１．３（ｍＡ）の電流を流すと、選択素子には０．８
（ｍＡ）の電流が流れ、０．６（μＡ）の放出電流が得
られる。

【０１９４】Ｖ／Ｉ変換回路の抵抗値Ｒが１ｋΩであれ
ば、補正回路７４８９は、１．３（Ｖ）の補正信号をＶ
／Ｉ変換回路１１２の入力電圧Ｖｉｎとして出力し、Ｖ
／Ｉ変換回路出力は１．３（ｍＡ）の一定電流のパルス
を流す。しかし、このとき、選択素子と同行の素子の点
灯のさせかたによっては、電圧モニタ回路７４１１の測
定電位Ｖ（ＤyN）が異なる。これを説明するのが図４５
である。図４５は、素子（Ｍ、１）（Ｍ＝１、２、３、
４、５）を順次点灯させたときの、第１の列配線に関連
する部分のタイムチャートである。図４５において、
（ａ）ＨＳＹＮＣは同期信号、（ｂ）は点灯させる選択
素子の番号（アクセスするＬＵＴ番号も表す）、（ｃ）
は第１列の配線上の画素（Ｍ、１）の映像輝度信号、
（ｄ）はＬＵＴからの各列配線の無効素子電流If:leak
(N)分のリーク抵抗Ｒｌｅａｋ（Ｎ）、（ｅ）は列配線
２上の画素（Ｍ、２）の映像輝度信号、（ｆ）は電流モ
ニタ回路１１１が測定した第１列配線の電位Ｖ（Ｄy
1）、（ｇ）は第１列配線に流す電流量If:tot(M、1)、
（ｈ）は選択素子から放出される電子放出電流Ie(M、1)
を表す。実施例７では、（ｈ）のように時間当たりの電
子放出電流Ｉｅ（Ｍ、１）は一定であり、輝度情報をパ
ルス幅で表している。

【０１９５】ここで、第１列配線のリーク抵抗Ｒｌｅａ
ｋ（１）が１０ｋΩだったとする。走査回路が行配線１
を選択したタイミングＡにおいて、（ｃ）のように画素
（１、１）に最大輝度信号である２５５が入り、画素
（１、１）以外の同行のすべての画素には、全く点灯さ
せない輝度信号０が入ったとする。つまり、タイミング
Ａにおいては、第１行は画素（１、１）のみが最大輝度
で点灯することになる。このとき、この画素（１、１）
と同行の他画素の代表として、（ｅ）で表される第２列
の画素（２、１）にも注目しておく。

【０１９６】これに対し、走査回路７１０２が行配線２
を選択するタイミングＢにおいて、画素（２、１）に最
大輝度信号である２５５が入り、これ以外の画素にも最
大輝度信号である２５５が入る場合を考える。つまり、
タイミングＢでは、第２行のすべての画素が最大輝度信
号で光ることになる。このとき、（ｅ）で表される第２
列の画素（２、２）にも最大輝度信号である２５５が入
っている。

【０１９７】このような場合、タイミングＡでは、素子
（１、１）以外には、選択素子電流が流れないので、行
配列１に流れる電流は、ほとんど素子（１、１）と素子
電流と素子（１、１）以外の素子の無効素子電流のみで
ある。このとき、行配線１の電位の変動はほとんどな
く、電圧モニタ回路７４１１の測定電位Ｖ（Ｄｙ１）
は、予定どおりの５（Ｖ）となる。このため、列配線１
に流した１．３（ｍＡ）の一定電流から素子（１、１）
には、予定どおりの０．８（ｍＡ）の電流が流れる。
しかし、タイミングＢでは、例えば素子電流（２、２）
のような素子（２、１）以外にも素子に大量の選択素子
電流が流れ、行配線抵抗の影響で行配線２の電位が、タ
イミングＡの行配線１に比べて上昇する。このため、画
素（１、１）と画素（２、１）は同じ輝度信号が来てい
るのにも関わらず、電圧モニタ回路７４１１の測定電位
Ｖ（Ｄy1）が違ってくる。ということは、素子（１、
１）と素子（２、１）とは、選択時に同じ輝度信号を持
ちながら、素子電流If:eff(2、1)は素子電流If:eff(1、1)
より、小さくなる。すると、素子（１、１）は０．６
（μＡ）の電子放出を行うのに比べて、素子（２、１）
は０．６（μＡ）未満の電子放出しか行わない。

【０１９８】このままでは、同じ輝度信号でも、それぞ
れの画素の明るさが違ってくるので、電圧モニタ回路７
４１１の測定電位Ｖ（Ｄy1）から、素子電流If:eff(2、
1)が設定どおりの０．８（ｍＡ）流れるように、If:tot
(N)を求め、列配線１に流す。後で原理の欄で説明する
が、測定電位Ｖ（Ｄy1）とIf:tot(N)は複雑な相関関係
を持っているので、If:tot(1)を流すと測定電位Ｖ（Ｄy
1）は変わってしまう。そこで、新しく求めた測定電位
Ｖ（Ｄy1）から、新しいIf:tot(1)を求め、列配線１に
流す。また、さらに新しい測定電位Ｖ（Ｄy1）から、さ
らに新しいIf:tot(1)を求め、列配線１に流す。このよ
うな、フィードバックを無限に行っていくうちに、一定
のIf:tot(1)が流れるようになり、素子（２、１）に
は、最適な０．８（ｍＡ）の素子電流が流れるようにな
る。｛４．原理｝以下に、本実施例で行う補正の原理を説明
する。この原理は、本実施例で用いる表面伝導型放出素
子の特性に対して簡単なモデルを立てた原理であるが、
このモデルから表面伝導型放出素子の特性が離れている
としても、本実施例が同様の効果がある。

【０１９９】列配線Ｎの選択素子（Ｍ、Ｎ）に流れる素
子電流If:eff(M、N)と、選択素子（Ｍ、Ｎ）以外に流れ
る無効素子電流If:leak(N)を使って、Ｖ／Ｉ変換回路７
１１２が列配線Ｎへ流す定電流If:tot(N)は、 If:tot(N)=If:leak(M、N)+If:eff(M、N) (7-1) と表される。列配線Ｎには、よって、式（７−１）中の
無効素子電流If:leak(N)は、半選択状態の素子に流れる
素子電流If(k、N)(k≠M)と、配線からの電流の漏れIout:
leak(N)を使って、 If:leak(N) =ΣIf(k、N)(k≠M)+Iout:leak(N) (7-2) と表される。図２３にもあるように、素子を表面伝導型
放出素子で構成する場合、素子への印加電圧Ｖｆが、印
加電圧しきい値であるＶth（８Ｖ）以下ならば、素子に
流れる素子電流Ｉｆは非常に小さい。またこのとき、素
子電流Ｉｆ｛Ｖｆ（Ｋ、Ｎ）｝の印加電圧Ｖｆに対する
傾きｄＩｆ／ｄＶｆ（Ｋ、Ｎ）は、ほとんど一定で素子
電流Ｉｆは印加電圧Ｖｆにほぼ比例しているといっても
良い。また、電流の漏れIout:leak(N)は、半選択状態の
素子に流れる素子電流の和ΣIf(k、N)(k≠M)に比べて、
無視できるほど小さい。よって、リーク抵抗Ｒｌｅａｋ
（Ｎ）を、 Rleak(N)=V(DyN)/If:leak(N) (7-3) のように定義できる。ＬＵＴを作成するとき、このリー
ク抵抗Ｒｌｅａｋ（Ｎ）を１×Ｎのアドレスに記憶させ
ておく。

【０２００】画像表示駆動のときに、列配線Ｎに流す一
定電流If:tot(N)は、（７−２）と（７−３）を使っ
て、 If:tot(N)=V(DyN)/Rleak(N)+If:eff(M、N) =V(DyN)/Rleak(N)+If:eff (7-4) 尚、この実施例７では、If:eff(M、N)はＭ、Ｎに依存し
ないとする。

【０２０１】このように列配線Ｎに流す一定電流If:tot
(N)は、選択素子に必要な素子電流If:effとＬＵＴに記
憶されたリーク抵抗Ｒｌｅａｋ（Ｎ）と電圧モニタ回路
で測定される端子ＤyNの電圧Ｖ（ＤyN）とを使って決め
ることができる。しかしながら、上述したように、同行
の選択素子に流れる大量の素子電流の影響で、選択した
行配線Ｍの電位が走査回路１０２で与えた電位から変化
してしまう。このため、行配線Ｍの電位が変化している
のにも関わらず、If:tot(N)として一定の電流を流して
いたのでは、選択素子に流れる素子電流If:effが変化し
てしまうことになる。

【０２０２】この行配線Ｍによる電位の変化により、選
択素子に流れる素子電流If:effが変化させられる理由を
図４６Ａを使って説明する。図４６Ｂは列配線ＮにIf:t
ot(N)の電流を流したとき、素子電流If:effがどのよう
に分布するかを模試的に表した図である。２８１２は定
電流電源、２８１３はリーク抵抗Ｒｌｅａｋ、２８１５
は選択素子の選択素子抵抗ＲＳＣＥ、２８１６は電圧モ
ニタ回路である。また、２８１４は行配線Ｍを選択する
ために半選択電圧を印加したときの行配線Ｍの素子
（Ｍ，Ｎ）との接続点のグランドレベルに対する電位を
可変電圧電源Ｖｘとして表したものである。ここで表面
伝導型放出素子は図２３にもあるように、非線形なＶ−
Ｉ特性を持つのだが、Ｖｆの変化が微少なときには、Ｖ
−Ｉ特性が線形であると仮定して、２８１５を抵抗ＲＳ
ＣＥとして、ＲＳＣＥ≡Ｉｆ／Ｖｆ (7-5) のように定義する。また，電圧モニタ回路２８１６は、
配線２８１７の電位Ｖ（ＤyN）を測定する。図４６Ａの
回路において、定電流電源２８１２がIf:totの電流を流
したとき、Ｉｌｅａｋをリーク抵抗Ｒｌｅａｋ２８１３
を流れる電流、If:effを選択電子の抵抗ＲＳＣＥ２８１
５を流れる電流とする。このときオームの法則により、 Va=RSCE・If:eff+Vb=If:leak・Rleak (7 -6) が得られる。

【０２０３】また，電荷保存の法則より、 If:tot=If:eff+If:eff (7-7) が得られる。

【０２０４】後の計算が楽になるように、簡単化してＲｌｅａｋ＝ＲＳＣＥ＝１（ｋΩ）とし、選択素子には、Ｉｆ＝ＳＣＥ１．５ｍＡの電流が流れるとする。Ｖｂ＝−１．０（Ｖ）となるのが理想値だとすると、電圧モニタ回路は、を測定する。これより、If:leakは、 If:leak=0.5(mA) (7-9) となる。よって、 If:tot(N)=If:leak+If:eff =0.5+1.5=2(mA) (7-10) となる。

【０２０５】以上のように、Ｖｘで表される選択した行
配線による電位と、行配線に流れる電流による電位が、
−１．０（Ｖ）であれば、選択した行配線に流すIf:tot
(N)は２（ｍＡ）となる。よって定電流電源２８１２が
２（ｍＡ）の電流を流すように設定すればよい。しか
し、実際には、同じ行にある他の素子の点灯数によって
大きく行配線に流れる電流が変わる。よってＶｘもその
影響を受けて変わる。

【０２０６】選択素子と同じ行にある他の素子の点灯数
によって変わる原理を説明する。行Ｍを走査したとき、
行配線Ｍ上で点灯させているのは素子（Ｍ、Ｎ）のみ
で、行配線Ｍ上の他の素子（Ｍｋ）（ｋはＮ以外のすべ
ての整数）は点灯させなかったとする。このとき行配線
Ｍに流れる電流は、選択した素子（Ｍ、Ｎ）をを含む列
配線Ｎに流れる電流If:tot(N)とほぼ同じになる。この
とき、選択した行配線Ｍに与える電圧と、配線抵抗を持
つ行配線Ｍに流れる電流による電位の変化によって、Ｖ
ｘは−１．０（Ｖ）であったとする。行配線Ｍの走査回
路７１０２と接点の電位をＶｄとすると、行配線Ｍに流
れる電流が小さいために、このＶｄはＶｘにかなり近い
値になっている。よって、このＶｘの値（Ｖｘ＝−１．
０（Ｖ））を基準値とする。つぎに、行Ｍの１行の水平
走査が終わって、行（Ｍ＋１）の走査では、行（Ｍ＋
１）上の他の素子（Ｍ＋１、ｋ）をｉ個だけ点灯させる
とする。このとき、行配線（Ｍ＋１）には、他のｉ個の
素子への選択電流が流れ、行配線（Ｍ＋１）には、行配
線Ｍを選択したときより大きな電流が流れる。このため
行配線Ｍ（Ｍ＋１）の配線抵抗の影響で、Ｖｂは基準値
から離れ、Ｖｂは、行Ｍを走査したときに比べて、電位
が上昇する。仮のこのときのＶｂの上昇分を０．２
（Ｖ）とＶｂ＝−０．８（Ｖ）となったすると、行（Ｍ
＋１）を走査したときのＶａは、（７−８）（７−９）
式より、が得られる。これを解くと、Ｖａ＝０．６（Ｖ）、If:e
ff＝１．４（ｍＡ）、If:leak＝０．６（ｍＡ）とな
る。つまり、Ｖｂが大きくなったことによって、Ｖａが
０．５（Ｖ）から０．１（Ｖ）だけ上昇することにな
る。このため、If:totのIf:effとIf:leakへの分配比が
変わり、If:effの値が減少する。If:totの値がＶｂ＝
２．０（ｍＡ）のままだと、If:eff＝１．４（ｍＡ）、
If:leak＝０．６（ｍＡ）となり、If:effの値が減少す
るため、その素子に対応する画素が暗くなってしまう。
よって、If:totを増やさなければならない。

【０２０７】Ｖｂが−０．８（Ｖ）だとわかっていれ
ば、（７−１１）より、Ｖａは、Ｖａ＝１．５×１−０．８＝０．７（Ｖ） (7 -12) と得られる。よって，If:leakは、 If:leak=Va/Rleak=0.7/1=0.7(mA) (7-13) となる。よって、選択素子に１．５（ｍＡ）を流すため
には、If:totとして、１．５＋０．７＝２．２（ｍＡ）
を流せばよい。

【０２０８】しかし、実際には、Ｖｘを測定することは
難しく、ＲＳＣＥはかなり非線形であるので、ＲＳＣＥ
を観測することは難しい。そこで、モニタ可能なＶａ
と、観測して既知のＲｌｅａｋを用いて、列配線への電
流If:totを補正する。それで新しいＶａを求め、このＶ
ａと選択素子に流す素子電流の理想値If:eff（理想値）
から、１回目のフィードバックで定電流電源２８１２に
つぎのように求めるIf:totを流させる。（７−１０）よ
り、 If:tot=If:eff(理想値)+Va/Rleak (7-14) だから、If:totとして最初に測定したＶａとIf:eff（理
想値）＝１．５（ｍＡ）から、計算した値を、Ｖａの測
定後、列配線に流す。すなわち、１回目のフィードバッ
グで列配線に流すIf:totは、 If:tot=If:eff（理想値）+Va/Rleak =1.5+0.6/1=2.1 (7- 15) となる。この電流を流したとき、改めてＶａを測定する
と、Ｖａ＝０．６５（Ｖ）となる。このため、If:tot
は、If:eff＝１．４５（ｍＡ）、If:leak＝０．６５
（ｍＡ）となるように、電流が分かれる。

【０２０９】このとき、If:effは１．４（ｍＡ）流し
た。最初よりも、If:effの理想値１．５（ｍＡ）に０．
１（ｍＡ）だけ近づいたが、まだ補正する必要がある。
そこで、今度If:totを流すときは、１回目のフィードバ
ックのとき測定した。Ｖａ＝０．６５（Ｖ）から、２回
目のフィードバックで定電流電源２８１２が流す電流I
f:totとして、 If:tot=If:eff(理想値)+Va/Rleak=1.5+0.65=2.15(mA) (7- 16) となるように、列配線に電流を流す。If:tot＝２．１５
（ｍＡ）を列配線に流すと、今度は、Ｖａとして、Ｖａ
＝０．６７５（Ｖ）を測定する。すると、If:tot＝２．
１５（ｍＡ）の電流は、If:eff＝１．４７５（ｍＡ）、
If:leak＝０．６７５（ｍＡ）と分かれて電流が流れ
る。このフィードバックで、If:effは理想値１．５（ｍ
Ａ）にさらに近づく。

【０２１０】このような補正をかけるフィードバックを
高速に繰り返すことで、If:effは理想値である１．５
（ｍＡ）に近づいていく。If:eff＝１．５（ｍＡ）に収
束したときには、Ｖａ＝０．７（Ｖ）、If:leak＝０．
７（ｍＡ）となっている。なお、このフィードバックを
高速に行うが、補正は速いクロックを使って行うので、
テレビ信号を入力するときのような、１行の点灯時間
（１行の走査時間）である。｛１／３０（１画面形成時
間）｝／５００（垂直解像度）＝約６×１０^-5秒（６０
μＳ）の時間より十分短い時間で収束する。このような
フィードバックは高速クロックを用いるでデジタル制御
系や高速アナログ制御系で実現できる。｛５．実施例７の効果｝本実施例では、配線上で生じる
電圧分布に起因する電子放出分布を、画像表示しながら
リアルタイムに補正できる。そのため、画像表示のパタ
ーンによって生じる配線の電圧分布の時間的な変化を、
補正することができる。また、非線形なＶ−Ｉ特性を持
つ、表面伝導型放出素子で電子放出電流が一定なので安
定した画像表示を行える。よって、映像輝度信号に忠実
な画像表示をすることができる。〔実施例８〕実施例８は、各素子に与える輝度信号を定
電流パルスの電流値であらわすものである。それ以外の
構成は、実施例７と同様である。

【０２１１】図４７は、実施例８の信号のフローを示
す。実施例７で用いた図４２との違いは、パルス幅変調
回路７１１１が、パルス高変調回路８４０８に置き変わ
っているだけである。入力したコンポジット画像信号を
デコーダ８４０３で３原色の輝度信号および水平、垂直
同期信号（ＨＳＹＮＣ、ＶＳＹＮＣ）に分離する。タイ
ミング発生回路８４０４では、ＨＳＹＮＣ、ＶＳＹＮＣ
信号に同期した各種タイミング信号を発生させる。ＲＧ
Ｂ輝度信号はＳ／Ｈ（サンプリングホールド）回路８４
０５で、画素の配列に応じたタイミングでサンプリング
し、保持する。マルチプレクサ８４０６は保持した信号
を画素の順番に応じてシリアル信号に変換する。Ｓ／Ｐ
（シリアルパラレル）変換回路８４０７は、シリアル信
号を１行毎のパラレル画像信号に変換する。

【０２１２】パルス高変調回路８４０８では、画像信号
強度に対応した電圧値（実施例８では、輝度値はパルス
のパルス幅では表さない）をもつドライブパルスを起こ
す。補正回路８４０９では、パネル駆動時に選択した素
子以外へ流出する漏れ電流分を記憶（ストア）している
ＬＵＴ８４１０と、パネル駆動電流信号の振幅をモニタ
する電圧モニタ回路８４１１とにより、各列配線と選択
行別に補正した電圧量を求める。Ｖ／Ｉ変換回路８４１
２では、補正した、電圧量から一定電流量の定電流パル
スに変換する。

【０２１３】そして、この定電流を各列配線に流す。そ
れと同時に、走査回路８４０２で順次、行選択して２次
元画像表示を行う。ＬＵＴ８４１０の作成手順は、実施
例７と同様である。実施例８の補正の原理も実施例７と
同じである。｛画像表示駆動｝実施例８では、画像を表示するとき、
輝度値を列配線の流す電流の大きさで表す。実施例８で
は、パルス高変調回路８４０８が、Ｓ／Ｐ変換回路８４
０７から入力された画像信号を、分解能がＲ階調の画像
表示に適したパルス高（走査行に関わらず一定パルス
幅）を持つ定電圧パルスに変える。その後、Ｖ／Ｉ変換
回路８４１２で、このパルス高で階調をもった定電圧パ
ルスを、定電流パルスに変える。

【０２１４】Ｖ／Ｉ変換回路８４１２は、定電流電源と
してよく知られた回路で構成すればよい。例えば、実施
例７の図４４Ｂで説明したようなカレントミラー方式の
Ｖ／Ｉ変換回路がある。補正回路８４０９では、Ｖ／Ｉ
変換回路８４１２が、選択素子に流す一定電流If:eff
に、無効素子電流If:leak(N)を加えた一定電流If:tot
(N)(=If:leak(N)+If:eff)を、各列配線に流すように、
パルス高で階調をもった一定電圧パルスに補正分の一定
電圧パルスを加える。

【０２１５】一般に、列配線Ｎに流す定電流パルスIf:t
ot(N)は、パルス高変調回路８４０８に入力する映像輝
度信号がＬのとき、 If:tot(N)=If:leak(N)+If:eff =If:leak(N)+If:eff×L/(R-1) (10-1) ただし、Ｖ(ＤyN):電圧モニタ回路で測定されるＤｙＮ
端子の電圧となる。

【０２１６】例えば、素子（Ｍ、Ｎ）を最大輝度信号で
ある分解能Ｒ＝２５６中でＬ＝２５５の映像輝度信号で
点灯させ、このときに素子（Ｍ、Ｎ）からの電子放出電
流Ｉｅを０．６（μＡ）に設定する必要があるとする。
このとき、図２３から必要な素子電流If:effは、０．８
（ｍＡ）である。よって、ｎ本のすべての列配線には、
If:tot(N)として、If:leak(N)+0.8（mA）の電流を流せ
ばよい。またこのとき、列配線Ｎのリーク抵抗Ｒ（Ｎ）
が１０ｋΩであれば、列配線Ｎに流す電流If:tot(N)
は、ただし、Ｖ（ＤyN）は、電圧モニタ回路で測定される端
子ＤyNの電圧となる。よって、列配線ＮにＶ／Ｉ変換回
路出力から１．３（ｍＡ）の電流を流すと、選択素子は
には０．８（ｍＡ）の電流が流れ、０．６（μＡ）の放
出電流が得られる。

【０２１７】ここで、図４４ＢのＶ／Ｉ変換回路中の抵
抗値Ｒが１ｋΩであれば、補正回路８４０９は、１．３
（Ｖ）の補正信号をＶ／Ｉ変換回路８４１２の入力電圧
Ｖｉｎとして出力し、Ｖ／Ｉ変換回路出力は１．３（ｍ
Ａ）の一定電流のパルスを流す。しかし、このとき、行
方向の素子の点灯のさせかたによっては、無効素子電流
If:leak(N)が実施例７と同様に変化するため、電圧モニ
タ回路８４１１の測定電位Ｖ（ＤyN）が異なる。これを
説明するのが図４８である。図４８は、素子（Ｍ、１）
（Ｍ＝１、２、３、４、５）を順次点灯させたときの、
列配線１に関連する部分のタイムチャートである。図４
８において、（ａ）ＨＳＹＮＣは同期信号、（ｂ）は点
灯させる選択素子の番号（番号はアクセスするＬＵＴも
表す）、（ｃ）は第１列の配線上の画素（Ｍ、１）の映
像輝度信号、（ｄ）はＬＵＴからの第１列の配線の無効
素子電流If:leak(N)分のリーク抵抗Ｒｌｅａｋ（Ｎ）、
（ｅ）は第２列の配線上の画素（Ｍ、２）の映像輝度信
号、（ｆ）は電圧モニタ回路８４１１が測定した第１列
の配線の電位Ｖ（Ｄy1）、（ｇ）は第１列の配線に流す
電流量If:tot(M、1)、（ｈ）は選択素子から放出される
電子放出電流Ｉｅ（Ｍ、１）を表す。実施例８では、
（ｈ）のように素子（Ｍ、１）の電子放出時間は一定で
あり、輝度情報をパルス高で表している。

【０２１８】ここで、第１列の配線のリーク抵抗Ｒｌｅ
ａｋ（１）が１０ｋΩだったとする。走査回路が第１行
の配線を選択したタイミングＡにおいて、（ｃ）のよう
に画素（１、１）に最大輝度信号である２５５が入り、
画素（１、１）以外の同行のすべての画素には、全く点
灯させない輝度信号０が入ったとする。つまり、タイミ
ングＡにおいては、第１行は画素（１、１）のみが最大
輝度で点灯することになる。このとき、この画素（１、
１）と同行の他画素の代表として、（ｅ）で表される第
２列の画素（２、１）にも注目しておく。

【０２１９】これに対し、走査回路８４０２が第２行の
配線を選択するタイミングＢにおいて、画素（２、１）
に最大輝度信号である２５５が入り、これ以外の画素に
も最大輝度信号である２５５が入る場合を考える。つま
り、タイミングＢでは第２行のすべての画素が最大輝度
信号で光ることになる。このとき、（ｅ）で表される第
２列の画素（２、２）にも最大輝度信号である２５５が
入っている。

【０２２０】このような場合、タイミングＡでは、素子
（１、１）以外には、選択素子電流が流れないので、第
１行の配線に流れる電流は、ほとんど素子（１、１）と
素子電流と素子（１、１）以外の素子の無効素子電流の
みである。このとき、第１行の配線の電位の変動はほと
んどなく、電圧モニタ回路８４１１の測定電位Ｖ（Ｄｙ
１）は、予定どおりの５（Ｖ）となる。このため、列配
線１に流した１．３（ｍＡ）の一定電流から素子（１、
１）には、予定どおりの０．８（ｍＡ）の電流が流れ
る。

【０２２１】しかし、タイミングＢでは、例えば素子電
流（２、２）のような素子（２、１）以外の素子にも大
量の選択素子電流が流れ、第２行の配線の電位が、タイ
ミングＡの第１行の配線に比べて上昇する。このため、
画素（１、１）と画素（２、１）は同じ輝度信号が来て
いるのにも関わらず、電圧モニタ回路８４１１の測定電
位Ｖ（Ｄy1）が違ってくる。ということは、素子（１、
１）と素子（２、１）とは、同じ輝度信号を持ちなが
ら、素子電流Ｉｆ：ｅｆｆ（２、１）は素子電流Ｉｆ：
ｅｆｆ（１、１）より、小さくなる。すると、素子
（１、１）は０．６（μＡ）の電子放出を行うのに比べ
て、素子（２、１）は０．６（μＡ）未満の電子放出し
か行わない。このままでは、同じ輝度信号でも、それぞ
れの画素の明るさが違ってくるので、きれいな画像表示
が得られない。

【０２２２】そこで、電圧モニタ回路８４１１の測定電
位Ｖ（Ｄy1）から、素子電流If:eff(2、1)が設定どおり
の０．８（ｍＡ）流れるように、実施例７と同じフィー
ドバックをかける方法でIf:tot(N)を求め、第１列の配
線に流す。一定のIf:tot(1)として、１．３５（ｍＡ）
が流れるようになり（ｇ）、素子（２、１）には、最適
な０．８（ｍＡ）の素子電流が流れるようになる。この
ため、所望の０．６（μＡ）の電子放出が得られる。素
子（１、１）、素子（２、１）の２５５とは違う映像輝
度信号の来ている素子（３、１）、素子（４、１）、素
子（５、１）を点灯するときも、素子（２、１）を点灯
させるときと同様の方法で補正のフィードバックをかけ
る方法を使う。（第９実施例）＜多機能表示装置の実施例＞図４９は、前記第１−第８
実施例の表示装置に、例えばテレビジョン（ＴＶ）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。

【０２２３】図中、１０１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、２１０２はディ
スプレイコントローラ、２１０３はマルチプレクサ、２
１０４はデコーダ、２１０５は入出力インターフェース
回路、２１０６はＣＰＵ、２１０７は画像生成回路、２
１０８及び２１０９及び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及び２１１３はＴＶ信号受信回路、２１１
４は入力部である。尚、前記第１−第８実施例の回路
は、図４９の駆動回路２１０１、及び、ディスプレイパ
ネル１０１に含まれている。尚、本実施例の表示装置
は、例えばテレビジョン信号のように映像情報と音声情
報の両方を含む信号を受信する場合には、当然映像の表
示と同時に音声を再生するものであるが、本発明の特徴
と直接関係しない音声情報の受信、分離、再生、処理、
記憶などに関する回路やスピーカなどについては説明を
省略する。

【０２２４】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。

【０２２５】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
の処方式でもよい。また、これらより更に多数の走査線
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Ｔ
Ｖ信号は、デコーダ２１０４に出力される。

【０２２６】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。この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。画像入力インターフェース回路２１１１は、例えば
ＴＶカメラや画像読み取りスキャナなどの画像入力装置
から供給される画像信号を取り込むための回路で、取り
込まれた画像信号はデコーダ２１０４に出力される。

【０２２７】画像メモリインターフェース回路２１１０
は、ビデオテープレコーダ（以下ＶＴＲと略す）に記憶
されている画像信号を取り込むための回路で、取り込ま
れた画像信号はデコーダ２１０４に出力される。画像メ
モリインターフェース回路２１０９は、ビデオディスク
に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ２１０４に出力される。

【０２２８】画像メモリインターフェース回路２１０８
は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像データ
を記憶している装置から画像信号を取り込むための回路
で、取り込まれた静止画像データはデコーダ２１０４に
出力される。入出力インターフェース回路２１０５は、
本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコンピュー
タネットワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接
続するための回路である。画像データや文字データ・図
形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合によっ
ては本表示装置の備えるＣＰＵ２１０６と外部との間で
制御信号や数値データの入出力などを行うことも可能で
ある。

【０２２９】画像生成回路２１０７は、入出力インター
フェース回路２１０５を介して外部から入力される画像
データや文字・図形情報や、あるいはＣＰＵ２１０６よ
り出力される画像データや文字・図形情報に基づき表示
用画像データを生成するための回路である。本回路の内
部には、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積する
ための書き換え可能メモリや、文字コードに対応する画
像パターンが記憶されている読みだし専用メモリや、画
像処理を行うためのプロセッサなどをはじめとして画像
の生成に必要な回路が組み込まれている。この画像生成
回路２１０７により生成された表示用画像データは、デ
コーダ２１０４に出力されるが、場合によっては入出力
インターフェース回路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。

【０２３０】ＣＰＵ２１０６は、主として本表示装置の
動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる作業
を行う。例えば、マルチプレクサ２１０３に制御信号を
出力し、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。更に画像生成回路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。尚、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
も良く、或は前述したように入出力インターフェース回
路２１０５を介して外部のコンピュータネットワークと
接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と協同し
て行っても良い。

【０２３１】入力部２１１４は、ＣＰＵ２１０６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，音声認識装置な
ど多様な入力機器を用いることが可能である。デコーダ
２１０４は、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。尚、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及びＣＰＵ２１０６
と協動して画素の間引き、補間、拡大、縮小、合成等の
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。

【０２３２】マルチプレクサ２１０３は、ＣＰＵ２１０
６より入力される制御信号に基づき表示画像を適宜選択
するものである。即ち、マルチプレクサ２１０３はデコ
ーダ２１０４から入力される逆変換された画像信号のう
ちから所望の画像信号を選択して駆動回路２１０１に出
力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信号を
切り替えて選択することにより、いわゆる多画面テレビ
のように、一画面を複数の領域に分け、領域によって異
なる画像を表示することも可能である。ディスプレイパ
ネルコントローラ２１０２は、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。

【０２３３】このディスプレイパネル１０１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
１０１の駆動用電源（図示せず）の動作シーケンスを制
御するための信号を駆動回路２１０１に対して出力す
る。また、ディスプレイパネル２１００の駆動方法に関
わるものとして、例えば画面表示周波数や走査方法（例
えばインターレースかノンインターレースか）を制御す
るための信号を駆動回路２１０１に対して出力する。ま
た場合によっては、表示画像の輝度やコントラストや色
調やシャープネスといった画質の調整に関わる制御信号
を駆動回路２１０１に対して出力する場合もある。

【０２３４】駆動回路２１０１は、ディスプレイパネル
１０１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。

【０２３５】以上、各部の機能を説明したが、図４９に
示した構成により、本実施例の表示装置において、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１０１に表示することができる。即ち、テレビジョ
ン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ２１０
４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１０１
に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレイパネ
ル１０１において画像が表示される。これらの一連の動
作は、ＣＰＵ２１０６により統括的に制御される。

【０２３６】また、本実施例の表示装置においては、デ
コーダ２１０４に内蔵されている画像メモリや、画像生
成回路２１０７及び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
例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。

【０２３７】従って、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、静止画像及び動画
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。

【０２３８】尚、図４９は、多機能表示装置の構成の一
例を示したにすぎず、本発明はこの構成に限定されるも
のではない。例えば、図４９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。

【０２３９】本発明に係る広範で異なる多くの実施例
が、本発明の精神とそのスコープから離れることなしに
作られることが可能であり、本発明が特定の実施例に制
限されないことを理解すべきである。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言うまでもない。

【０２４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
ルチ電子ビーム源から出力される電子ビームの強度を正
確でかつ変動のないものとし、さらに、冷陰極素子を備
えたマルチ電子ビーム源を用いた画像表示装置の輝度の
ずれや変動、コントラストの低下を防止した電子線発生
装置、並びにその駆動方法、並びにそれを応用した画像
形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の表面伝導型電子放出素子を示す平面図で
ある。

【図２】従来のＦＥ型電子放出素子を示す断面図であ
る。

【図３】従来のＭＩＭ型電子放出素子を示す断面図であ
る。

【図４Ａ】ｍｘｎ個の電子放出素子をマトリクス配線す
る方法を示す図である。

【図４Ｂ】従来のＦＥ素子の駆動方法を示す図である。

【図５Ａ】１行分（ｎ個）の画素に対する所望の輝度の
一例を示す図である。

【図５Ｂ】図５Ａのパターンを表示した際に従来発生し
ていた輝度のずれを示す図である。

【図６Ａ】１行分（ｎ個）の画素に対する所望の輝度の
他の一例を示す図である。

【図６Ｂ】図６Ａのパターンを表示した際に従来発生し
ていた輝度のずれを示す図である。

【図７Ａ】１行分（ｎ個）の画素に対する所望の輝度の
他の一例を示す図である。

【図７Ｂ】図７Ａのパターンを表示した際に従来発生し
ていた輝度のずれを示す図である。

【図８Ａ】従来の駆動方法における電流の流れを示す回
路図である。

【図８Ｂ】従来の駆動方法における電流の流れを示す回
路図である。

【図９Ａ】従来の駆動方法における電流の流れを示す回
路図である。

【図９Ｂ】従来の駆動方法における電流の流れを示す回
路図である。

【図１０Ａ】本発明の駆動方法における電流の流れを示
す回路図である。

【図１０Ｂ】本発明の駆動方法における電流の流れを示
す回路図である。

【図１１Ａ】本発明の駆動方法における電流の流れを示
す回路図である。

【図１１Ｂ】本発明の駆動方法における電流の流れを示
す回路図である。

【図１２】実施例で用いた表示パネルの斜視図である。

【図１３Ａ】実施例で用いた表示パネルの画素配置図で
ある。

【図１３Ｂ】実施例で用いた表示パネルの画素配置図で
ある。

【図１４】第１実施例の画像表示装置の構成を示す図で
ある。

【図１５】電圧電流変換回路の内部構成を示す図であ
る。

【図１６】電圧電流変換回路の具体的内部構成を示す図
である。

【図１７】表面伝導型電子放出素子のＩｆとＩｅの動作
特性を示す図である。

【図１８Ａ】第１の実施例の電圧電流変換回路に入力さ
れる電圧信号の１つの波形例を示す図である。

【図１８Ｂ】第１の実施例の電圧電流変換回路で、生成
された電流信号に対応する電子放出素子にながれる電流
波形を示す図である。

【図１８Ｃ】図１８Ａ、図１８Ｂの波形に対応して、電
子放出素子から放出される電流波形を示す図である。

【図１９】第２実施例の画像表示装置の構成を示す図で
ある。

【図２０Ａ】第２の実施例の電圧電流変換回路に入力す
る電圧変調された信号波形を示す図である。

【図２０Ｂ】第２の実施例の電圧電流変換回路からの出
力電流の波形を示す図である。

【図２０Ｃ】第２の実施例の電子放出素子からの放出電
流の波形を示す図である。

【図２１】第３の実施例のマルチ電子源の駆動構成を示
す図である。

【図２２】第４と第６の実施例のマルチ電子源の駆動構
成を示す図である。

【図２３】表面伝導型電子放出素子のＩｆとＶｆ特性を
示す図である。

【図２４Ａ】実施例４−実施例７のＬＵＴの作成方法を
示す図である。

【図２４Ｂ】実施例４−実施例７のＬＵＴの作成方法を
示す図である。

【図２４Ｃ】実施例４−実施例７のＬＵＴの作成方法を
示すフローチャートである。

【図２５】実施例４の演算回路を示す図である。

【図２６】実施例４の第１列の配線に関する部分の波形
図である。

【図２７Ａ】平面型の表面伝導型電子放出素子の平面図
である。

【図２７Ｂ】平面型の表面伝導型電子放出素子の断面図
である。

【図２８Ａ】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図２８Ｂ】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図２８Ｃ】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図２８Ｄ】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図２８Ｅ】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図２９】通電フォーミング処理の印加電圧波形を示す
図である。

【図３０Ａ】通電活性化処理での印加電圧波形を示す図
である。

【図３０Ｂ】通電活性化処理での放出電流を示す図であ
る。

【図３１】垂直型の表面伝導型放出素子の断面図であ
る。

【図３２Ａ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図３２Ｂ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図３２Ｃ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図３２Ｄ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図３２Ｅ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図３２Ｆ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図３３】マルチ電子ビーム源の基板の平面図である。

【図３４】マルチ電子ビーム源の基板の一部断面図であ
る。

【図３５】実施例５の映像輝度信号のフローを示す図で
ある。

【図３６】実施例５の演算回路を示す図である。

【図３７】実施例５の第１の列配線に関する部分の波形
図である。

【図３８】実施例６の演算回路を示す図である。

【図３９】実施例６の第１の列配線に関する部分の波形
図である。

【図４０Ａ】定電流ダイオードを表す図である。

【図４０Ｂ】定電流ダイオードのＶ−Ｉ特性を表す図で
ある。

【図４０Ｃ】定電流ダイオードのＲ−Ｉ特性を表す図で
ある。

【図４０Ｄ】高耐圧の定電流ダイオード回路を表す図で
ある。

【図４０Ｅ】大電流を流せる定電流ダイオード回路を示
す図である。

【図４１Ａ】定電流ダイオードを使ったＶ／Ｉ変換回路
を表す図である。

【図４１Ｂ】定電流ダイオードを使ったＶ／Ｉ変換回路
を表す図である。

【図４２】実施例７の映像輝度信号のフローを示す図で
ある。

【図４３】実施例７と実施例８のＬＵＴの作成方法を示
す図である。

【図４４Ａ】Ｖ／Ｉ変換回路を表す図である。

【図４４Ｂ】Ｖ／Ｉ変換器の具体回路例を表す図であ
る。

【図４５】実施例７の第１列の配線に関する部分の波形
図である。

【図４６Ａ】実施例４のフィードバック補正の原理を示
す図である。

【図４６Ｂ】図４６Ａの回路に対応するＩf:effの分布
を示す図である。

【図４７】実施例８の演算輝度信号のフローを示す図で
ある。

【図４８】実施例８の第１列の配線に関する部分の波形
図である。

【図４９】多機能表示装置の一例を示す図である。

【図５０Ａ】第１実施例の効果を例示する図である。

【図５０Ｂ】第１実施例の効果を例示する図である。

【図５１Ａ】第１実施例の効果を例示する図である。

【図５１Ｂ】第１実施例の効果を例示する図である。

【図５２Ａ】第１実施例の効果を例示する図である。

【図５２Ｂ】第１実施例の効果を例示する図である。

【図５３Ａ】第７実施例の効果を例示する図である。

【図５３Ｂ】第７実施例の効果を例示する図である。

【図５４Ａ】第７実施例の効果を例示する図である。

【図５４Ｂ】第７実施例の効果を例示する図である。

【図５５Ａ】第７実施例の効果を例示する図である。

【図５５Ｂ】第７実施例の効果を例示する図である。

【符号の説明】

１０１表示パネル１０２走査回路１０３制御回路１０４シフトレジスタ１０５ラッチ回路１０６電圧変調回路１０７電圧電流変換回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０１Ｊ 31/12 Ｈ０１Ｊ 1/30 Ｅ (72)発明者酒井邦裕東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平６−67621（ＪＰ，Ａ) 特開平５−242793（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−138792（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−191692（ＪＰ，Ａ) 特開平６−301355（ＪＰ，Ａ) 特開平６−274127（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/20 - 3/38 H01J 1/316 H01J 29/98 H01J 31/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に行列状に配置された複数の冷陰
極素子と、該複数の冷陰極素子をマトリクス配線するた
めのｍ本の行配線およびｎ本の列配線と、該複数の冷陰
極素子を１行ずつ駆動するための信号を発生する駆動信
号発生手段とを備える電子線発生装置において、前記駆動信号発生手段は、外部から入力される電子線要求値に基づいて前記ｎ本の
列配線の各々に流す電流値を決定する電流値決定手段
と、前記電流値決定手段により決定された電流を各列配線に
流すための電流印加手段と、前記ｍ本の行配線のうち選択した行の行配線には電圧Ｖ
１、他のすべての行配線には電圧Ｖ２を印加するための
電圧印加手段とを含み、前記電圧Ｖ１と前記電圧Ｖ２は異なっており、該電圧Ｖ
２を印加することにより前記電流印加手段が前記各列配
線に流す電流のリーク電流を一定にして、所望の冷陰極
素子に流れる電流を一定にすることを特徴とする電子線
発生装置。
【請求項２】前記電流値決定手段は、電子線要求値に
基づいて決定した電流値を、振幅またはパルス幅が変調
された電圧信号として出力し、前記電流印加手段は、電圧／電流変換回路であることを
特徴とする請求項１に記載の電子線発生装置。
【請求項３】前記電圧／電流変換回路は、トランジス
タとオペレーショナルアンプリファイアと抵抗とを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の電子線発生装置。
【請求項４】基板上に行列状に配置された複数の冷陰
極素子と、該複数の冷陰極素子をマトリクス配線するた
めのｍ本の行配線およびｎ本の列配線と、該複数の冷陰
極素子を１行ずつ駆動するための信号を発生する駆動信
号発生手段とを備える電子線発生装置において、前記駆動信号発生手段は、外部から入力される電子線要求値に基づいて前記ｎ本の
列配線の各々に流す電流値を決定する電流値決定手段
と、前記電流値決定手段により決定された電流を各列配線に
流すための電流印加手段と、前記ｍ本の行配線のうち選択した行の行配線には電圧Ｖ
１、他のすべての行配線には電圧Ｖ２を印加するための
電圧印加手段と、を含み、前記電圧Ｖ１と前記電圧Ｖ２は異なっており、前記電流
値決定手段は、前記電圧Ｖ１が印加された行の冷陰極素
子に流すべき素子電流を外部から入力される電子線要求
値と前記冷陰極素子の出力特性に基づいて決定する素子
電流決定手段と、前記素子電流決定手段により決定された素子電流を補正
する補正手段と、を含んでおり、該補正手段は、前記電圧Ｖ２が印加された行に流す無効
な電流を決定する無効電流決定手段と、前記素子電流決定手段の出力値と前記無効電流決定手段
の出力値とを加算する加算手段とを有しており、該加算
により前記補正を行うものであることを特徴とする電子
線発生装置。
【請求項５】前記無効電流決定手段は、行配線に前記
電圧Ｖ２を印加する手段と、列配線に流れる電流を測定
する電流測定手段とを含むことを特徴とする請求項４に
記載の電子線発生装置。
【請求項６】前記無効電流決定手段は、あらかじめ測
定または計算で求めた無効電流を記憶したメモリを含む
ことを特徴とする請求項４に記載の電子線発生装置。
【請求項７】基板上に行列状に配置された複数の冷陰
極素子と、該複数の冷陰極素子をマトリクス配線するた
めのｍ本の行配線およびｎ本の列配線と、該複数の冷陰
極素子を１行ずつ駆動するための信号を発生する駆動信
号発生手段とを備える電子線発生装置において、前記駆動信号発生手段は、外部から入力される電子線要求値に基づいて前記ｎ本の
列配線の各々に流す電流値を決定する電流値決定手段
と、前記電流値決定手段により決定された電流を各列配線に
流すための電流印加手段と、前記ｍ本の行配線のうち選択した行の行配線には電圧Ｖ
１、他のすべての行配線には電圧Ｖ２を印加するための
電圧印加手段と、を含み、前記電圧Ｖ１と前記電圧Ｖ２は異なっており、前記電流
値決定手段は、前記電圧Ｖ１が印加された行の冷陰極素
子に流すべき素子電流を外部から入力される電子線要求
値と前記冷陰極素子の出力特性に基づいて決定する素子
電流決定手段と、前記素子電流決定手段により決定された素子電流を補正
する補正手段と、を含んでおり、該補正手段は、前記配線の電位を測定するための配線電位測定手段と、前記配線電位測定手段の測定結果に応じて前記補正のた
めの補正量を変更する手段とを含むことを特徴とする電
子線発生装置。
【請求項８】前記外部から入力される電子線要求値と
して、画像データを用いることを特徴とする請求項１に
記載の電子線発生装置。
【請求項９】前記冷陰極素子は、表面伝導型放出素子
であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれ
か１項に記載の電子線発生装置。
【請求項１０】電子線発生装置と、該電子線発生装置から出力される電子ビームの照射によ
り画像を形成する画像形成部材とを具備した画像形成装
置において、前記電子線発生装置が、請求項１から請求項９のいずれ
か１項に記載の装置であることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１１】前記画像形成部材が蛍光体であること
を特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】基板上に行列状に配置された複数の冷
陰極素子と、該複数の冷陰極素子をマトリクス配線する
ためのｍ本の行配線およびｎ本の列配線と、該複数の冷
陰極素子を１行ずつ駆動する信号を発生する駆動信号発
生手段とを備える電子線発生装置の駆動方法であって、外部から入力される電子線要求値に基づいて、前記ｎ本
の列配線の各々に流す電流値を決定する電流値決定工程
と、前記電流値決定工程により決定された電流を各列配線に
流す電流印加工程と、前記電流印加工程と同期して、前記ｍ本の行配線のうち
選択した行の行配線には電圧Ｖ１、他のすべての行配線
には前記電圧Ｖ１とは異なる電圧Ｖ２を印加する電圧印
加工程とを含んでおり、前記電圧Ｖ２を印加することに
より前記電流印加工程において前記各列配線に流す電流
のリーク電流を一定にして、所望の冷陰極素子に流れる
電流を一定にすることを特徴とする電子線発生装置の駆
動方法。
【請求項１３】前記電流値決定工程は、電子線要求値
に基づいて決定した電流値を、振幅またはパルス幅が変
調された電圧信号として出力し、前記電流印加工程は、電圧信号を電流信号に変換するこ
とを特徴とする請求項１２に記載の電子線発生装置の駆
動方法。
【請求項１４】基板上に行列状に配置された複数の冷
陰極素子と、該複数の冷陰極素子をマトリクス配線する
ためのｍ本の行配線およびｎ本の列配線と、該複数の冷
陰極素子を１行ずつ駆動する信号を発生する駆動信号発
生手段とを備える電子線発生装置の駆動方法であって、外部から入力される電子線要求値に基づいて、前記ｎ本
の列配線の各々に流す電流値を決定する電流値決定工程
と、前記電流値決定工程により決定された電流を各列配線に
流す電流印加工程と、前記電流印加工程と同期して、前記ｍ本の行配線のうち
選択した行の行配線には電圧Ｖ１、他の全ての行配線に
は電圧Ｖ２を印加する電圧印加工程とを含んでおり、前記電流値決定工程は、前記電圧Ｖ１が印加された行の
冷陰極素子に流すべき素子電流を外部から入力される電
子線要求値と冷陰極素子の出力特性に基づいて決定する
素子電流決定工程と、前記電圧Ｖ２が印加された行に流す無効な電流を決定す
るための無効電流決定工程と、を含んでおり、前記素子電流決定工程の出力値と前記無効電流決定工程
の出力値とを加算して前記素子電流決定工程で決定され
た前記素子電流を補正することを特徴とする電子線発生
装置の駆動方法。
【請求項１５】前記無効電流決定工程は、行配線に前
記電圧Ｖ２を印加した際に列配線に流れる電流を測定す
る電流測定工程とを含むことを特徴とする請求項１４に
記載の電子線発生装置の駆動方法。
【請求項１６】前記無効電流決定工程は、あらかじめ
測定または計算で求めた無効電流が記憶されたメモリか
らデータを読み出す工程を含むことを特徴とする請求項
１４に記載の電子線発生装置の駆動方法。
【請求項１７】基板上に行列状に配置された複数の冷
陰極素子と、該複数の冷陰極素子をマトリクス配線する
ためのｍ本の行配線およびｎ本の列配線と、該複数の冷
陰極素子を１行ずつ駆動する信号を発生する駆動信号発
生手段とを備える電子線発生装置の駆動方法であって、外部から入力される電子線要求値に基づいて、前記ｎ本
の列配線の各々に流す電流値を決定する電流値決定工程
と、前記電流値決定工程により決定された電流を各列配線に
流す電流印加工程と、前記電流印加工程と同期して、前記ｍ本の行配線のうち
選択した行の行配線には電圧Ｖ１、他の全ての行配線に
は電圧Ｖ２を印加する電圧印加工程とを含んでおり、前記電流値決定工程は、前記電圧Ｖ１が印加された行の
冷陰極素子に流すべき素子電流を外部から入力される電
子線要求値と冷陰極素子の出力特性に基づいて決定する
素子電流決定工程と、前記列配線の電位を測定するための配線電位測定工程
と、前記配線電位測定工程の測定結果に応じて前記素子電流
決定行程で決定された前記素子電流を補正する補正量を
変更する工程と、を有することを特徴とする電子線発生装置の駆動方法。
【請求項１８】前記外部から入力される電子線要求値
として、画像データを用いることを特徴とする請求項１
２に記載の電子線発生装置の駆動方法。
【請求項１９】電子線発生装置と、該電子線発生装置
から出力される電子ビームの照射により画像を形成する
画像形成部材とを具備した画像形成装置の駆動方法にお
いて、前記電子線発生装置が、請求項１２〜１８のいずれか１
項に記載の方法にて駆動されることを特徴とする画像生
成装置の駆動方法。