JP3299062B2

JP3299062B2 - 電子源の駆動装置及び該電子源を用いた画像形成装置

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Publication number: JP3299062B2
Application number: JP122895A
Authority: JP
Inventors: 昌広竹田; 英俊鱸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-09
Filing date: 1995-01-09
Publication date: 2002-07-08
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JPH08190878A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子をマトリクス状に配列した電子源の駆動装置と
該電子源を用いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の２種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型（以下ＦＥと略す）、金属／絶縁層／金属型
（以下ＭＩＭ型と略す）や表面伝導型電子放出素子等が
ある。

【０００３】ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke & W.W.Dol
an、 “Field emission”,Advance in Electron Physic
s, 8,89(1956)やC.A.Spindt, “PHYSICAL Properties o
f thin-film field emission cathodes with moly bden
ium cones”, J.Appl.Phys. 47,5248(1976)等が知られ
ている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としてはC.A.Mead, “Operat
ion of tunnel-emission Devices,J.Appl.Phys., 32,64
6(1961) 等が知られている。

【０００５】表面伝導型放出素子の例としては、M.I.El
inson, Radio Eng.Electron Pys.,10,1290, (1965) 等
がある。

【０００６】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。

【０００７】この表面伝導型電子放出素子としては、前
記エリンソン(Elinson)等によるＳnＯ2薄膜を用いたも
の、Ａｕ薄膜によるもの[G.Dittmer: “Thin Solid Fil
ms”,9,317(1972)] 、Ｉn2Ｏ3／ＳnＯ2薄膜によるもの
[M. Hartwell and C.G. Fonstad:“IEEE Trans. ED Con
f. ”, 519(1975)] 、カーボン薄膜によるもの［荒木久
他、：真空、第２６巻、第１号、２２頁(1983)］等が報
告されている。

【０００８】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１５に前述のハートウエル(Hartw
ell)らによる素子の平面図を示す。同図において、３０
０１は基板で、３００４はスパッタで形成された金属酸
化物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜３００４
は、図示のようにＨ字形の平面形状に形成されている。
この導電性薄膜３００４に後述の通電フォーミングと呼
ばれる通電処理を施すことにより、電子放出部３００５
が形成される。図中の間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］，
Ｗは０．１［ｍｍ］で設定されている。尚、図示の便宜
上、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は形状を忠実に表現しているわけ
ではない。

【０００９】このようなハートウエルらによる素子を初
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３００
５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に便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。上述の表面伝導型放出
素子は、構造が単純で製造も容易であることから、大面
積に亙り多数の素子を形成できる利点がある。そこで、
例えば本出願人による特開昭６４−３１３３２号におい
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。

【００１０】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。

【００１１】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５，０６６，８８３や特開
平２−２５７５５１号において開示されているように、
表面伝導型放出素子と電子ビームの照射により発光する
蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置が研究され
ている。このような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。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者らは、上記
従来例に記載したものを初めとして、さまざまな材料、
製法、構造の表面伝導型放出素子を試みてきた。さら
に、多数の表面伝導型放出素子を配列したマルチ電子ビ
ーム源、並びにこのマルチ電子ビーム源を応用した画像
表示装置についての研究を行ってきた。

【００１３】本願発明者らは、例えば図１６に示す電子
的な配線方法によりマルチ電子ビーム源の作成を試みて
きた。即ち、表面伝導型放出素子を２次元的に多数個配
列し、これらの素子を図示のようにマトリクス状に配線
したマルチ電子ビーム源である。

【００１４】図中、４００１は表面伝導型放出素子を模
式的に示したもの、４００２は行方向配線、４００３は
列方向配線を示している。行方向配線４００２及び列方
向配線４００３は、実際に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及び４００
５として示されている。上述の様な配線方法を、ここで
は単純マトリクス配線と呼ぶことにする。尚、図示の便
宜上、６×６のマトリクスで示しているが、マトリクス
の規模は無論これに限ったわけではなく、例えば画像表
示装置用のマルチ電子ビーム源の場合には、所望の画像
表示を行なうのに足りるだけの素子を配列し配線するも
のである。

【００１５】このように表面伝導型放出素子を単純マト
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及び
列方向配線４００３に適宜の電気信号を印加する。例え
ば、マトリクスの中の任意の１行の表面伝導型放出素子
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、これと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及び４００５による電圧降下を無視すれ
ば、選択する行の表面伝導型放出素子には、（Ｖｅ−Ｖ
ｓ）の電圧が印加され、また非選択行の表面伝導型放出
素子には（Ｖｅ−Ｖｎｓ）の電圧が印加される。Ｖｅ，
Ｖｓ，Ｖｎｓを適宜の大きさの電圧にすれば、選択され
た行の表面伝導型放出素子だけから所望の強度の電子ビ
ームが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、選択された行の素子
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、表面伝導型放出素子の応答速度は高速であ
るため、駆動電圧Ｖｅを印加する時間の長さを換えれ
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。

【００１６】従って、表面伝導型放出素子を単純マトリ
クス配線したマルチ電子ビーム源はいろいろな応用の可
能性があり、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印
加すれば、画像表時装置用の電子源として好適に用いる
ことができる。

【００１７】しかしながら、表面伝導型放出素子を単純
にマトリクス配線した電子ビーム源には、実際には以下
に述べるような問題が発生していた。

【００１８】上述の平板型ＣＲＴを初めとして、表面伝
導型電子放出素子を応用した各種画像形成パネルにおい
ては、高品位、高精細な画像形成が望まれる。これを実
現するためには、例えば単純マトリクス配線された多数
の表面伝導型電子放出素子を用いる方法が考えられる。
この場合、行、及び、列の数が数百〜数千にも達し、非
常に多くの素子配列が必要となり、かつ各表面伝導型電
子放出素子が均一量の電子を放出することが望まれる。

【００１９】しかしながら、これらの素子を画像形成装
置に応用し、ｍ本の行方向（あるいは、以下Ｘ方向と呼
ぶ）の配線とｎ本の列方向（あるいは、以下、Ｙ方向と
呼ぶ）の配線とによって、表面伝導型電子放出素子の対
向する一対の素子電極にそれぞれ連結することで、行列
状に多数個の表面伝導型電子放出素子を配列した電子源
を構成する単純マトリクス構成を採った場合、行方向、
及び列方向の配線材料や接続されている素子によって駆
動する波形が配線上で反射が起こる。

【００２０】この反射によって駆動波形が乱れるばかり
でなく、反射電流の吸収による駆動デバイスの負担や表
面伝導型電子放出素子への悪影響、不要な電磁輻射、不
要な電子放出などを引き起こすなどの問題がある。

【００２１】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、このような配線材料や素子によって起される問題を
解決し、安定して電子放出させる電子源の駆動装置及び
該電子源を用いた画像形成装置を提供することを目的と
する。

【００２２】本発明の他の目的は、マトリクス状に配線
された複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを駆動
する信号の反射波を抑えることができる電子源の駆動装
置及び該電子源を用いた画像形成装置を提供することに
ある。

【００２３】本発明の他の目的は、マトリクス状に配線
された複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを駆動
する信号のアンダーシュート或はオーバーシュートを抑
えることができる電子源の駆動装置及び該電子源を用い
た画像形成装置を提供することにある。

【００２４】本発明の他の目的は、マトリクス状に配線
された複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを駆動
する信号の遅延を無くすことができる電子源の駆動装置
及び該電子源を用いた画像形成装置を提供することにあ
る。

【００２５】本発明の他の目的は、マトリクス状に配線
された複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを駆動
する信号による消費電力を低減できる電子源の駆動装置
及び該電子源を用いた画像形成装置を提供することにあ
る。

【００２６】本発明の他の目的は、マトリクス状に配線
された複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを駆動
する信号の耐ノイズ性を高めた電子源の駆動装置及び該
電子源を用いた画像形成装置を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電子源の駆動装置は以下のような構成を備え
る。即ち、複数の表面伝導型電子放出素子をマトリクス
状に配列し、同じ行に配列された前記表面伝導型電子放
出素子の一方の端子を当該行の共通する行方向配線に接
続し、同じ列にレイアウトされた前記表面伝導型電子放
出素子の他方の端子を当該列の共通する列方向配線に接
続して構成された電子源の駆動装置であって、前記行方
向配線及び列方向配線に駆動電圧を印加するための複数
の信号入力端子と、前記複数の信号入力端子のそれぞれ
に対応して設けられた各配線の終端端子と、前記終端端
子における反射信号波を抑制するための付加回路とを有
する。

【００２８】

【作用】以上の構成において、行方向配線及び列方向配
線に駆動電圧を印加するための複数の信号入力端子より
信号が入力され、複数の信号入力端子のそれぞれに対応
して設けられた各配線の終端端子では、少なくとも反射
信号波を抑制する付加回路により、その入力された信号
が安定化され、終端における信号の反射やアンダーシュ
ート或はオーバーシュート等が抑えられる。

【００２９】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。

【００３０】図１は、本実施例の表面伝導型電子放出素
子を使った画像表示装置の表示駆動部分の一部を示す図
である。

【００３１】（１）図１の「Ａ」で示された部分に図３
の抵抗回路を挿入し、「Ｂ」の部分には何も接続せずに
オープンの状態のままにする。これによって、駆動波形
の伝達応答を遅らせ、無用なアンダーシュート、オーバ
シュートを抑制して、これら素子を安定的に駆動するこ
とが可能になった。

【００３２】（２）図１の「Ａ」の部分に図３の抵抗回
路を挿入し、「Ｂ」の部分に図４の抵抗回路を挿入す
る。これによって、駆動波形の伝達応答を遅らせ、無用
なアンダーシュート、オーバシュートを抑制し、かつ反
射波を少なくして、素子を安定して駆動することが可能
になった。

【００３３】（３）図１の「Ａ」の部分に図３の抵抗回
路を挿入し、「Ｂ」の部分に図５の抵抗回路を挿入す
る。これによって、駆動波形の伝達応答を遅らせ、無用
なアンダーシュート、オーバシュートを抑制し、かつ反
射波を少なくして素子を安定的に駆動することが可能に
なった。

【００３４】（４）図１の「Ａ」の部分に図３の抵抗回
路を挿入し、「Ｂ」の部分に図６の抵抗とコンデンサを
接続する。これによって、駆動波形の伝達応答を遅ら
せ、無用なアンダーシュート、オーバシュートを抑制
し、かつ反射波を少なくできる。そして、（２），
（３）の場合に比べて、消費電力を少なくして安定的に
駆動することが可能になった。

【００３５】（５）図１の「Ａ」の部分に図３の抵抗回
路を挿入し、「Ｂ」の部分に図７の抵抗とコンデンサを
接続する。これによって、駆動波形の伝達応答を遅ら
せ、無用なアンダーシュート、オーバシュートを抑制
し、かつ反射波を少なくできる。また、（２），（３）
の場合に比べて、消費電力を少なくして安定的に駆動で
きる。

【００３６】（６）図１の「Ａ」の部分に図３の抵抗回
路を挿入し、「Ｂ」の部分に図８の抵抗分圧回路を接続
する。これによって、駆動波形の伝達応答を遅らせ、無
用なアンダーシュート、オーバシュートを抑制し、伝達
遅延時間に影響を及ぼさずに反射波を少なくでき、安定
的に駆動することが可能になった。

【００３７】（７）図１の「Ａ」の部分に図３の抵抗回
路を挿入し、「Ｂ」の部分に図９の回路もしくは図１０
の回路を接続する。これによって、駆動波形の伝達応答
を遅らせ、無用なアンダーシュート、オーバシュートを
抑制し、伝達遅延時間に影響を及ぼすことなく、反射波
を少なくできる。これは、前述の（６）の場合に比べ消
費電力を少なくして安定的に駆動できる。

【００３８】（８）図１の「Ａ」の部分に図３の抵抗回
路を挿入し、「Ｂ」の部分に図１１のダイオード回路を
接続する。これによって、駆動波形の伝達応答を遅ら
せ、無用なアンダーシュート、オーバシュート及び外部
ノイズを、動作に支障をきたさない程度に抑えることが
できる。これにより、安定的に駆動することが可能にな
った。

【００３９】（９）図１の「Ａ」の部分に図３の抵抗回
路を挿入し、「Ｂ」の部分に図１２のダイオード回路を
接続する。これによって、駆動波形の伝達応答を遅ら
せ、無用なアンダーシュート、オーバシュート、外部ノ
イズを、動作に支障をきたさない程度に抑えることがで
きる。また線路インピーダンスを考慮せずに設計でき、
安定的に駆動することが可能になった。

【００４０】（１０）図１の「Ａ」の部分に図３の抵抗
回路を挿入し、「Ｂ」の部分に図１３オペアンプ回路を
接続する。これによって、駆動波形の伝達応答を遅らせ
ることができる。また、任意の電圧源を参照させ、配線
長に加圧することによって安定的に駆動することが可能
になった。

【００４１】（１１）図１の「Ａ」の部分に図３の抵抗
回路を挿入し、「Ｂ」の部分に図１４の回路を接続す
る。これによって、駆動波形の伝達応答を遅らせ、駆動
波形を配線長端でも増幅することにより、無用なアンダ
ーシュート、オーバシュート、外部ノイズを、動作に支
障をきたさない程度に抑えることができる。安定して回
路を駆動することが可能になった。

【００４２】（１２）図１の「Ａ」の部分を図２のよう
に直結し、「Ｂ」の部分に図４の抵抗回路を接続する。
これによって、無用なアンダーシュート、オーバシュー
トを抑制でき、かつ反射波を少なくして、素子を安定し
て駆動することが可能になった。

【００４３】（１３）図１の「Ａ」の部分を図２のよう
に直結し、「Ｂ」の部分に図５の抵抗回路を接続する。
これによって、無用なアンダーシュート、オーバシュー
トを抑制でき、かつ反射波を少なくして、素子を安定し
て駆動することができる。

【００４４】（１４）図１の「Ａ」の部分を図２のよう
に直結し、「Ｂ」の部分に図６の回路を接続する。これ
によって、無用なアンダーシュート、オーバシュートを
抑制でき、かつ反射波を少なくできる。これにより前述
の（１２），（１３）の場合に比べ、消費電力を少なく
でき、安定して駆動することが可能になった。

【００４５】（１５）図１の「Ａ」の部分を図２のよう
に直結し、「Ｂ」の部分に図７の回路を接続する。これ
によって、無用なアンダーシュート、オーバシュートを
抑制でき、かつ反射波を少なくできる。これは前述の
（１２），（１３）の場合に比べ、消費電力を少なくで
き、かつ安定して駆動することが可能になった。

【００４６】（１６）図１の「Ａ」の部分を図２のよう
に直結し、「Ｂ」の部分に図８の抵抗分圧回路を接続す
る。これによって、無用なアンダーシュート、オーバシ
ュートを抑制でき、伝達遅延時間に影響を及ぼさずに、
反射波を少なくして安定して駆動することが可能になっ
た。

【００４７】（１７）図１の「Ａ」の部分を図２のよう
に直結し、「Ｂ」の部分に図９もしくは図１０の回路を
接続する。これによって、無用なアンダーシュート、オ
ーバシュートを抑制でき、伝達時間遅延時間に影響を及
ぼさずに、かつ反射波を少なくできる。これにより、
（１６）の場合に比べて消費電力を少なくして安定して
駆動することが可能になった。

【００４８】（１８）図１の「Ａ」の部分を図２のよう
に直結し、「Ｂ」の部分に図１１のダイオード回路を接
続する。これによって、無用なアンダーシュート、オー
バシュート及び外部ノイズを支障をきたさない程度に抑
制でき、安定して駆動することができる。

【００４９】（１９）図１の「Ａ」の部分を図２のよう
に直結し、「Ｂ」の部分に図１２のダイオード回路を接
続する。これによって、無用なアンダーシュート、オー
バシュート及び外部ノイズを、支障をきたさない程度に
抑えることができる。更に、線路インピーダンスを考慮
せずに設計できる。このため安定して駆動することが可
能になった。

【００５０】（２０）図１の「Ａ」の部分を図２のよう
に直結し、「Ｂ」の部分に図１３のオペアンプ回路を接
続する。これによって、任意の電圧源を参照させ、配線
長に加圧することによって、各素子を安定して駆動する
ことが可能になった。

【００５１】（２１）図１の「Ａ」の部分を図２のよう
に直結し、「Ｂ」の部分に図１４の回路を接続する。こ
れによって、駆動波形を配線長端でも増幅することによ
り、無用なアンダーシュート、オーバシュート及び外部
ノイズを、動作に支障をきたさない程度に抑えることが
でき、安定して各素子を駆動することができる。

【００５２】（表示パネルの構成と製造法）次に、本実
施例を適用した画像表示装置の表示パネルの構成と製造
法について、具体的な例を示して説明する。

【００５３】図１７は、本実施例に用いた表示パネルの
斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの１部を切
り欠いて示している。

【００５４】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。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。気密性容器内部を真空に排気する
方法については後述する。

【００５５】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上には表面伝導
型放出素子１００２がＮ×Ｍ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。例えば、高品位テレビジョンの表
示を目的とした表示装置においては、Ｎ＝３０００，Ｍ
＝１０００以上の数を設定することが望ましい。本実施
例においては、Ｎ＝３０７２，Ｍ＝１０２４とした）。
前記Ｎ×Ｍ個の表面伝導型放出素子は、Ｍ本の行方向
（Ｘ方向）配線１００３とＮ本の列方向（Ｙ方向）配線
１００４により単純マトリクス配線されている。ここで
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。尚、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１００１が十分な強度を有するもので
ある場合には、気密容器のリアプレートとしてマルチ電
子ビーム源の基板１００１自体を用いてもよい。

【００５６】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１８
（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
じないようにするためや、外光の反射を防止して表示コ
ントラストの低下を防ぐため、電子ビームによる蛍光膜
のチャージアップを防止するためなどである。黒色の導
電体１０１０には、黒鉛を主成分として用いたが、上記
の目的に適するものであればこれ以外の材料を用いても
良い。

【００５７】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図１８（ａ）に示したストライプ状の配列に限られるも
のではなく、例えば図１８（ｂ）に示すようなデルタ状
配列やそれ以外の配列であってもよい。

【００５８】尚、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。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１
００８が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上
させるためや、負イオンの衝突から蛍光膜１００８を保
護するためや、電子ビーム加速電圧を印加するための電
極として作用させるためや、蛍光膜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Ａ１（アルミニウム）を真空蒸着する
方法により形成した。尚、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。

【００５９】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。

【００６０】また、Ｄx1〜Ｄxm及びＤy1〜Ｄyn及びＨｖ
は、当該表示パネルと前記図１〜図１４で説明した電気
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。

【００６１】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［To
rr］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ー
膜（不図示）を形成する。ゲッター膜とは、例えばＢａ
を主成分とするゲッター材料をヒータもしくは高周波加
熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター
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［Torr］の真空度に維持
される。

【００６２】以上、本実施例の表示パネルの基本構成と
製造を説明した。

【００６３】次に、前記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。本発明
の画像表示装置に用いる電子ビーム源は、表面伝導型放
出素子を単純マトリクス配線した電子源であれば、表面
伝導型放出素子の材料や形状あるいは製法に制限はな
い。しかしながら、本願発明者らは、表面伝導型放出素
子の中では、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜
から形成したものが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
構成と製法及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。

【００６４】＜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。

【００６５】＜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。

【００６６】図１９に示すのは、平面型の表面伝導型放
出素子の構成を説明するための平面図（ａ）及びその断
面図（ｂ）である。

【００６７】図中、１１０１は基板、１１０２と１１０
３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５は通電
フォーミング処理により形成した電子放出部、１１１３
は通電活性化処理により形成した薄膜である。ここで基
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、あるい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。

【００６８】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、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。このような素子電極１１０
２，１１０３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、エッチングなどのパター
ンニング技術を組み合わせて用いれば容易に形成できる
が、それ以外の方法（例えば印刷技術）を用いて形成し
ても差し支えない。

【００６９】素子電極１１０２と１１０３の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Ｌは、通常は数百オングストロー
ムから数百マイクロメータの範囲から適当な数値を選ん
で設計されるが、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の
範囲である。また、素子電極１１０２，１１０３の厚さ
ｄについては、通常は数百オングストローム数マイクロ
メータの範囲から適当な数値が選ばれる。

【００７０】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
として多種の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）
のことを指す。この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。

【００７１】本実施例の微粒子膜に用いた微粒子の粒径
は、数オングストロームから数千オングストロームの範
囲に含まれるものであるが、中でも好ましいのは１０オ
ングストロームから２００オングストロームの範囲のも
のである。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるよう
な諸条件を考慮して適宜設定される。即ち、素子電極１
１０２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。

【００７２】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂなどをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓｎ
Ｏ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ3などをはじめとする
酸化物や、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6 ，ＣｅＢ6，Ｙ
Ｂ4，ＧｄＢ4などをはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，Ｚ
ｒＮ，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。

【００７３】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、１
０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。

【００７４】尚、導電性薄膜１１０４と素子電極１１０
２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合うような構造をとっ
ている。その重なり方は、図１９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
順で積層してもさしつかえない。

【００７５】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。尚、実際の電子
放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困難
なため、図１９においては模式的に示した。

【００７６】また、薄膜１１１３は、炭素もしくは炭素
化合物によりなる薄膜で、電子放出部１１０５及び、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。

【００７７】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。尚、実際の薄膜１１１３の
位置や形状を精密に図示するのは困難なため、図１９に
おいては模式的に示した。また、平面図（ａ）において
は、薄膜１１１３の一部を除去した素子を図示した。

【００７８】以上、好ましい素子の基本構造を述べた
が、実施例においては以下のような素子を用いた。

【００７９】即ち、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］とした。微粒
子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰｄＯを用い、微粒
子膜の厚さは約１００［オングストローム］、幅Ｗは１
００［マイクロメータ］とした。

【００８０】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。

【００８１】図２０（ａ）〜（ｃ）及び図２１（ａ）
（ｂ）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１９と同一であ
る。

【００８２】（１）まず、図２０（ａ）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１１０２，１１０３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した後、素子電極１１０２，１１０
３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・エッチング技術を用いてパターニングし、図２０
（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０３）
を形成する。

【００８３】（２）次に、同図（ｂ）に示すように、導
電性薄膜１１０４を形成する。この導電性薄膜１１０４
を形成するにあたっては、まず前記（ａ）の基板に有機
金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理して微粒子膜
を成膜した後、フォトリソグラフィ・エッチングにより
所定の形状にパターニングする。ここで、有機金属溶剤
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）。

【００８４】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。

【００８５】（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１１
０３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。この通電フォ
ーミング処理とは、微粒子膜で作られた導電性薄膜１１
０４に通電を行って、その一部を適宜に破壊、変形、も
しくは変質せしめ、電子放出を行うのに好適な構造に変
化させる処理のことである。微粒子膜で作られた導電性
薄膜のうち、電子放出を行うのに好適な構造に変化した
部分（即ち、電子放出部１１０５）においては、薄膜１
１０４に適当な亀裂が形成されている。尚、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。

【００８６】この通電方法をより詳しく説明するため
に、図２２に、フォーミング用電源１１１０から電圧を
印加する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、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを、
順次昇圧した。

【００８７】本実施例においては、例えば、１０のマイ
ナス５乗［ｔｏｒｒ］程度の真空雰囲気下において、下
記の様なパルス電圧を印加した。また、電子放出部１１
０５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のパルスの間に挿入し、その際
に流れる電流値を電流計１１１１で計測した。

【００８８】実施例においては、例えば１０のマイナス
５乗［torr］程度の真空雰囲気下において、例えばパル
ス幅Ｔ１を１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ２を１０［ミリ
秒］とし、波高値Ｖｐｆを１パルス毎に、０．１［Ｖ］
ずつ昇圧した。そして、三角波を５パルス印加する度に
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内容に、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係わ
る通電を終了した。

【００８９】尚、上記の方法は、本実施例の表面伝導型
放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微粒子膜
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。

【００９０】（４）次に、図２１（ａ）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。この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させ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によりなる堆積物
を部材１１１３として模式的に示した）。尚、このよう
な通電活性化処理を行うことにより、活性化を行う前と
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。

【００９１】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、もしくはその混合物でり、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。

【００９２】通電方法をより詳しく説明するために、図
２３の（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加する適
宜の電圧波形の一例を示す。本実施例においては、一定
電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行っ
たが、具体的には、矩形波の電圧Ｖａｃは１４［Ｖ］、
パルス幅Ｔ３は１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ４は１０
［ミリ秒］とした。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。

【００９３】図２１（ａ）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及び電流
計１１１６が接続されている（尚、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）。この活性化用電源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、この
通電活性化処理の進行状況をモニタし、活性化用電源１
１１２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２３（ｂ）に示すが、活性化電
源１１１２からパルス電圧を印加しはじめると、時間の
経過とともに放出電流Ｉｅは増加するが、やがて飽和し
てほとんど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉｅ
がほぼ飽和した時点で活性化用電源１１１２からの電圧
印加を停止し、通電活性化処理を終了する。

【００９４】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。

【００９５】以上のようにして、図２１（ｂ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【００９６】（垂直型の表面伝導型素子）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
型放出素子の他の代表的な構成、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。

【００９７】図２４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る。

【００９８】図中、１２０１は基板、１２０２と１２０
３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、１２１３は通電活性
化処理により形成した薄膜である。この垂直型の電子放
出素子が先に説明した平面型と異なる点は、素子電極１
２０２，１２０３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。尚、基板１２０１、素子電極１２
０２及び１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０
４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。

【００９９】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。

【０１００】図２５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２４と同
一である。

【０１０１】（１）まず、図２５（ａ）に示すように、
基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１０２】（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性を積層する。絶縁相
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。

【０１０３】（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。

【０１０４】（４）次に、同図（ｄ）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。

【０１０５】（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。この導
電性薄膜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。

【０１０６】（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い、電子放出部１２０５
を形成する（図１９（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）。

【０１０７】（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２１（ａ）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）。

【０１０８】以上のようにして、図２５（ｆ）に示す、
垂直型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１０９】（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。

【０１１０】図２６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。尚、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。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。

【０１１１】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。

【０１１２】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Ｉ
ｅの大きさを制御できる。

【０１１３】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。

【０１１４】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。例
えば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表示
装置において、第１の特性を利用すれば、表示が面を順
次走査して表示を行うことが可能である。即ち、駆動中
の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖth以上の
電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電圧Ｖth
未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り替えて
ゆくことにより、表示画面を順次走査して表示を行うこ
とが可能である。

【０１１５】また、第２の特性か、或は第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。

【０１１６】（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。

【０１１７】図２７に示すのは、前記図１７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１９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。

【０１１８】図２７のＡ−Ａ’に沿った断面を、図２８
に示す。

【０１１９】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１
００４、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。

【０１２０】図２９は、前記説明の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表
示装置の一例を示すための図である。

【０１２１】図中、２１００はディスプレイパネル、２
１０２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、
２１０４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、
２１０８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、２１
１４は入力部である（尚、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
回路やスピーカーなどについては説明を省略する）。

【０１２２】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。

【０１２３】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、これらより更に多数の走査線
よりなるＴＶ信号（例えばＭＵＳＥ方式を初めとする、
いわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素化に適した
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。

【０１２４】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、図進す
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。また、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。

【０１２５】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。
また、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。

【０１２６】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・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。

【０１２７】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ＣＰＵ２１０
６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出し専用メモリ
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。

【０１２８】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に出力すること
も可能である。

【０１２９】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。

【０１３０】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た画像データや
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。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。

【０１３１】また、入力部２１１４は、前記ＣＰＵ２１
０６に使用者が命令プログラム、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、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。
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と協同して画像の間引き、補間、拡
大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集が容易に
行えるようになるという利点が生まれるからである。

【０１３２】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もとずき表示画
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
れた他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。ディスプレイパネルコントローラ２１０２は、前記
ＣＰＵ２１０６より入力される制御信号にもとずき駆動
回路２１０１の動作を制御するための回路である。

【０１３３】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
に関わるものとして、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。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２１０
１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。駆動回路２１０１は、ディスプレイ
パネル２１００に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、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２１
０２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。

【０１３４】以上、各部の機能を説明したが、図２９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
情報源より縫うされる画像情報をディスプレイパネル２
１００に表示することが可能である。

【０１３５】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２１００に駆動信号を印加す
る。これにより、ディスプレイパネル２１００において
画像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ２１
０６により統括的に制御される。

【０１３６】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
編集を行うことも可能である。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。

【０１３７】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
ドプロセッサーをはじめとする事務用端末機器、ゲーム
機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用
あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。

【０１３８】尚、上記図２９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
るものでないことは言うまでもない。例えば、図２９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
によっては更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。

【０１３９】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
容易に薄型化できるため、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
表示装置は臨場感にあふれ迫力に富んだ画像を視認性良
く表示することができる。

【０１４０】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本発明
を実施する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。

【０１４１】以上説明したように本実施例によれば、配
線材料や電子源素子に起因する駆動に悪影響を及ぼす信
号を抑制し、安定して電子源素子の駆動を行なうことが
でき、高品位の画像表示を行うことができる。

【０１４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、配
線財料や素子によって起される問題を解決し、安定して
電子放出させることができる。

【０１４３】本発明によれば、マトリクス状に配線され
た複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを駆動する
信号の反射波を抑えることができる。

【０１４４】本発明によれば、マトリクス状に配線され
た複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを駆動する
信号のアンダーシュート或はオーバーシュートを抑える
ことができる。

【０１４５】また本発明によれば、マトリクス状に配線
された複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを駆動
する信号の遅延を無くすことができる。

【０１４６】また本発明によれば、マトリクス状に配線
された複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを駆動
する信号による消費電力を低減できる。

【０１４７】また本発明によれば、マトリクス状に配線
された複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを駆動
する信号の耐ノイズ性を高めることができる。

【０１４８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の表面伝導型電子放出素子をマトリク
ス状に配線した表示パネルの一部構成を示す図である。

【図２】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回路
例を示す図である。

【図３】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回路
例を示す図である。

【図４】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回路
例を示す図である。

【図５】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回路
例を示す図である。

【図６】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回路
例を示す図である。

【図７】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回路
例を示す図である。

【図８】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回路
例を示す図である。

【図９】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回路
例を示す図である。

【図１０】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回
路例を示す図である。

【図１１】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回
路例を示す図である。

【図１２】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回
路例を示す図である。

【図１３】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回
路例を示す図である。

【図１４】図１の端子「Ａ」又は「Ｂ」に接続される回
路例を示す図である。

【図１５】従来の電子放出素子を説明するための平面図
である。

【図１６】従来例を説明するための図である。

【図１７】本発明の実施例である画像表示装置の、表示
パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図１８】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列
を例示した平面図である。

【図１９】実施例で用いた平面型の表示伝導型放出素子
の平面図（ａ）と、その断面図（ｂ）である。

【図２０】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図２１】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２２】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図である。

【図２３】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）を示す図である。

【図２４】実施例で用いた垂直型の表面伝導型放出素子
の断面図である。

【図２５】垂直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２６】実施例で用いた表面伝導型放出素子の典型的
な特性を示すグラフ図である。

【図２７】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の
平面図である。

【図２８】実施例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。

【図２９】本発明の実施例である多機能画像表示装置の
ブロック図である。

【符号の説明】

１００１基板１００２表面伝導型電子放出素子１００３Ｘ方向配線１００４Ｙ方向配線１００５リアプレート１００７フェースプレート１００８蛍光膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 1/316 H01J 31/12 H04N 5/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の表面伝導型電子放出素子をマトリ
クス状に配列し、同じ行に配列された前記表面伝導型電
子放出素子の一方の端子を当該行の共通する行方向配線
に接続し、同じ列にレイアウトされた前記表面伝導型電
子放出素子の他方の端子を当該列の共通する列方向配線
に接続して構成された電子源の駆動装置であって、前記行方向配線及び列方向配線に駆動電圧を印加するた
めの複数の信号入力端子と、前記複数の信号入力端子のそれぞれに対応して設けられ
た各配線の終端端子と、前記終端端子における反射信号波を抑制するための付加
回路と、を有することを特徴とする電子源の駆動装置。
【請求項２】前記付加回路は、前記終端端子を抵抗、
或は直列に接続された抵抗とコンデンサを介して接地す
ることを特徴とする請求項１に記載の電子源の駆動装
置。
【請求項３】前記付加回路は、前記終端端子を抵抗、
或は直列に接続された抵抗とコンデンサを介して電源線
に接続することを特徴とする請求項１に記載の電子源の
駆動装置。
【請求項４】前記付加回路は、電源線と接地との間を
抵抗により分圧した点と前記終端端子とを接続する回路
であることを特徴とする請求項１に記載の電子源の駆動
装置。
【請求項５】前記付加回路は、電源線と接地との間を
抵抗により分圧した点と前記終端端子とをコンデンサを
介して接続する回路であることを特徴とする請求項１に
記載の電子源の駆動装置。
【請求項６】前記付加回路は、電源線と接地との間
を、それぞれが直列に接続された抵抗とコンデンサとで
分圧された点と前記終端端子とを接続する回路であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の電子源の駆動装置。
【請求項７】前記付加回路は、前記終端端子と接地と
の間にダイオード接続したクランプ回路であることを特
徴とする請求項１に記載の電子源の駆動装置。
【請求項８】前記付加回路は、一端を接地したダイオ
ードと、一端を電源線に接続したダイオードとを前記終
端端子に接続した回路であることを特徴とする請求項１
に記載の電子源の駆動装置。
【請求項９】前記付加回路は、前記終端端子に増幅回
路を接続した回路であることを特徴とする請求項１に記
載の電子源の駆動装置。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれか１項に記載の
電子源の駆動装置により複数の電子源のそれぞれを駆動
して画像を形成する画像形成装置であって、画像信号に応じて前記複数の表面伝導型電子放出素子の
それぞれを駆動する駆動手段と、前記駆動手段により駆動された前記複数の表面伝導型電
子放出素子のそれぞれより放出される電子により可視画
像を形成する像形成手段と、を有することを特徴とする
画像形成装置。