JP3673761B2 - 電子源の特性調整方法及び電子源の製造方法及び画像表示装置の特性調整方法及び画像表示装置の製造方法 - Google Patents

電子源の特性調整方法及び電子源の製造方法及び画像表示装置の特性調整方法及び画像表示装置の製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子源、及び画像表示装置に関するものである。特に電子源もしくは画像表示装置の特性調整方法及び製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数の電子放出素子を備えた電子源が知られている。
【0003】
また複数の表示素子を備えた画像表示装置も知られている。
【0004】
画像表示装置における表示素子として電子放出素子(電子が照射されることにより発光する螢光体と組み合わせて用いる)を用いる構成やエレクトロルミネセンス素子を用いる構成が知られている。
【0005】
電子放出素子として熱陰極素子と冷陰極素子の2種類が知られている。このうち冷陰極素子では、たとえば電界放出型素子や、金属/絶縁層/金属型放出素子や、表面伝導型放出素子などが知られている。
【0006】
冷陰極素子のうち表面伝導型放出素子(以下、単に素子とも呼ぶこともある)は、基板上に形成された小面積のSnO2 、Au、In23 /SnO2 、カ−ボン等の薄膜に、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】
図15にその典型的な素子構成の例を示す。同図において、1501は基板で、1504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1504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1504に通電フォ−ミングと呼ばれる通電処理を施すことにより、電子放出部3005が形成される。図中の間隔Lは、0.5〜1[mm],Wは、0.1[mm]で設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出部1505は導電性薄膜1504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。
【0008】
既に述べたように、表面伝導型放出素子の電子放出部を形成する際には、導電性薄膜に電流を流して該薄膜を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質させて亀裂を形成する処理(通電フォーミング処理)を行う。この後更に通電活性化処理を行うことにより電子放出特性を大幅に改善することが可能である。
【0009】
即ち、この通電活性化処理とは、通電フォーミング処理により形成された電子放出部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。例えば、適宜の分圧の有機物が存在し、全圧が10のマイナス2乗〜10のマイナス3乗[Pa]の真空雰囲気中において、所定電圧のパルスを定期的に印加することにより、電子放出部の近傍に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を約500[オングストローム]以下の膜厚で堆積させる。但し、この条件は、一例であって、表面伝導型放出素子の材質や形状により適宜変更される。
【0010】
このような処理を行うことにより、通電フォーミング直後と比較して、同じ印加電圧における放電流を、典型的には約100倍以上にまで増加させることができる。従って、上述の多数の表面伝導型放出素子を利用したマルチ電子源を製造する際においても、各素子に通電活性化処理を行うのが望ましい。(なお、通電活性化終了後には、真空雰囲気中の有機物の分圧を低減させるのが望ましい。これを安定化工程と呼ぶ)
図16に、表面伝導型放出素子の(放出電流Ie)対(素子印加電圧Vf)特性、および(素子電流If)対(素子印加電圧Vf)特性の典型的な例を示す。
【0011】
なお、放出電流Ieは素子電流Ifに比べて著しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメ−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。
【0012】
表面伝導型放出素子は、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。
【0013】
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。すなわち、放出電流Ieに関して、明確な閾値電圧Vthを持った非線形素子である。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
表面伝導型放出素子の特性調整については、活性化による調整以外にも特開平10−228867などでも述べられているように、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、すなわち特性を調整するための特性シフト電圧を印加することで、各素子の特性を調整することができる。
【0017】
ところで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、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点がある。そこで、表面伝導型放出素子を応用した、画像表示装置、画像記録装置などの画像形成装置や、電子ビ−ム源、等が研究されている。
【0018】
発明者らは、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源(単に電子源とも呼ぶ)、ならびにこの電子源を応用した画像表示装置について研究を行ってきた。
【0019】
たとえば図17に示す電気的な配線方法による電子源を試みてきた。 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は列方向配線である。図17においては配線抵抗4004および4005として示した。
【0020】
上述のような配線方法を、単純マトリクス配線と呼ぶ。なお、図示の便宜上、6×6のマトリクスで示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限ったわけではない。
【0021】
素子を単純マトリクス配線した電子源においては、所望の放出電流を出力させるため、行方向配線4002および列方向配線4003に適宜の電気信号を印加する。また、同時に不図示のアノード電極に高電圧を印加しておく。
【0022】
たとえば、マトリクスの中の任意の素子を駆動するには、選択する行の行方向配線4002の端子には選択電圧Vsを印加し、同時に非選択の行の行方向配線4002の端子には非選択電圧Vnsを印加する。これと同期して列方向配線4003の端子に放出電流を出力させるための変調電圧Ve1〜 Ve6を印加する。この方法によれば、選択する素子には、Ve1−Vs〜 Ve6−Vsの電圧が印加され、また非選択の素子にはVe1−Vns〜 Ve6−Vnsの電圧が印加される。ここで、選択する素子に閾値電圧Vth以上の電圧、非選択の素子に閾値電圧Vth以下の電圧が印加されるよう、 Ve1〜 Ve6,Vs,Vnsを適宜の大きさの電圧にすれば選択する素子だけから所望の強度の放出電流が出力される。
【0023】
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源には種々の応用ができる可能性があり、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加すれば、画像表示装置用の電子源として好適に用いることができる。
【0024】
また、表面伝導型放出素子以外にもスピント型電子放出素子と称される凸状エミッタ(エミッタコーン)とそれに近接してゲート電極とを設けた構成の電界放出素子も知られている。スピント型の電界放出素子においてもエミッタとゲートを構成した後、エミッタとゲート間に電圧を印加することにより電子放出特性を調整することができる。
【0025】
また、エレクトロルミネセンス素子においても素子に印加する電圧や熱に応じて特性が変化することが知られている。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】
電子放出素子等の表示素子は製造工程等に於いて個々の素子特性(例えば電子放出素子の場合であれば電子放出特性)に多少のバラツキを生じ、これを用いて表示装置を作成した場合に、この特性のバラツキが輝度のバラツキとなって表れるという問題があった。特開平10−228867等においてもこのバラツキを押さえる工程を用いていた。例えば表面伝導型放出素子を用いた電子源を例に挙げると電子源における電子放出特性が各電子放出素子毎に異なる理由としては、例えば電子放出部に用いた材料の成分のバラツキ、素子の各部材の寸法形状の誤差、通電フォーミング工程における通電条件の不均一、通電活性化工程における通電条件や雰囲気ガスの不均一など種々の原因が考えられる。しかしながら、これら全ての原因を除去しようとすると非常に高度な製造設備や極めて厳密な工程管理が必要となり、これらを満足させると製造コストが莫大なものとなってしまう。表面伝導型放出素子以外の電子放出素子や電子放出素子以外の他の表示素子を用いる場合も同様である。
【0027】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は鋭意検討を行い、特に表示むらは、そのばらつきが高周波成分を強く持つ場合に顕著に知覚されることを見出した。よって特性変更の目標値を特性ばらつきの空間分布の特に高周波成分の比率を減らせるように設定するという点に想到した。
【0028】
本願にかかわる発明の一つは以下のように構成される。
【0029】
すなわち、複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法であって、複数の電子放出素子を基板上に形成する工程と、前記基板上に形成した前記複数の電子放出素子の電子放出特性を変更する特性変更工程と、を有しており、該特性変更工程において電子放出特性変更の目標となる目標値は、該目標値の空間分布が、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布の空間周波数から所定の高周波成分を削除するかもしくは所定の高周波成分を減らすことによってできる空間周波数を持つものであり、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように電子放出特性が変更されることを特徴とする電子源の製造方法である。
【0030】
電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布とは、複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性を各電子放出素子の位置に対応付けてプロットしたときの分布を示す。ここで複数の電子放出素子が線状に配置されているときにはその配置方向に沿う方向をX軸とし、各素子の電子放出特性を示すデータをZ軸方向に示すことにより空間分布を得ることができる。電子放出素子が面状に配置されているときは該配置面をXY平面とし、該平面上の各素子の位置に応じてZ軸方向に電子放出特性を示すことにより空間分布を得ることができる。目標値の空間分布も同様であり、複数の電子放出素子それぞれの目標値を各電子放出素子の位置に対応付けてプロットしたときの分布を示す。
【0031】
ここで、該目標値の空間分布が、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布の空間周波数から所定の高周波成分を削除するかもしくは所定の高周波成分を減らすことによってできる空間周波数を持つようにするためには、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布を空間周波数に変換したものから所定の高周波成分を取り除くかもしくは所定の高周波成分の比率を減じるステップを行ったものを空間分布に変換したものを目標値の空間分布とするフィルタ処理を好適に採用できる。また他の方法、例えば以下で述べる多項式近似によって得た目標値や、空間分布をコンボリューション演算して平滑化するなどにより空間周波数に変換することなくフィルタ処理するなどにより目標値を得る方法など、によって得た目標値の空間分布が、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布の空間周波数から所定の高周波成分を削除するかもしくは所定の高周波成分を減らすことによって作ることができる空間周波数を持っていれば本発明の条件を満たすこととなる。
【0032】
ここで、所定の高周波成分とは、その周波数成分で顕れる電子放出特性や表示特性のばらつきが不具合となる周波数成分であればよい。これは例えば電子源や表示装置における素子の配置面積や素子の配列間隔などの仕様によって決まるので、具体的にはいくつかの電子源や表示装置を形成した後、電子放出特性や表示特性を測定し、電子源(もしくは表示装置)毎に削除する周波数成分を異ならせて特性調整を行い、その結果を電子源や表示装置の用途に応じて評価する(例えば画像を実際に表示してその違和感の程度を評価する)ことにより問題となる周波数成分を特定することができる。特性調整の結果、問題となる周波数成分を持つ特性ばらつきが減じるように目標値が設定されていれば良い。ただし、全ての周波数成分をなくすため(すなわち全ての素子の特性を同じにするため)にはその特性調整に極めて時間がかかるため、特性調整前の各素子の特性分布を大まかに反映する周波数成分である低周波成分を目標値の空間分布は有するようにすると良い。すなわち所定の高周波成分は特性調整前の素子の特性分布を大まかに反映する周波数成分よりも周波数の高い周波数成分の一部もしくは全部であるとよい。また上記特定方法により特定された問題となる周波数成分であってもその該周波数成分で顕れる特性ばらつきの振幅が小さければ許容できるため、問題となる周波数成分が完全になくなるように特性を調整する必要はなく、該周波数成分の特性ばらつきの振幅が小さくなるように目標値を設定すればよい。また問題となる周波数成分としてあらかじめ特定されていた周波数成分で顕れる特性ばらつきの振幅が、特性変更工程前の段階で許容できる程度に小さければ、その周波数成分で顕れるばらつきに付いてはそのまま残るような目標値設定をしても良い。
【0033】
また、目標値の空間分布は空間周波数を持つこととなり非一様な空間分布を持つ。それは、全ての素子における特性変更の目標値を一つの値にしないということである。例えば複数の電子放出素子が線状に配置された複数の電子放出素子である場合は、その配置方向をX軸とし目標値をZ軸に示したときに、該目標値がXZ平面上で構成する線が傾き0の直線にならないことを示す。好適には該線が傾きが0でない直線(Z=pX ここでpは定数)となるか、曲線、例えばZが2次以上のXの関数、すなわちXの2乗以上の項を含む関数として表される曲線になっていると好適である。複数の電子放出素子が面状に配置された複数の電子放出素子である場合には、その配置面をXY平面として目標値をZ軸に示したとき、該目標値が構成する面が傾き0の平面にならないことを示す。好適には目標値が構成する面が傾き0でない平面であるか、もしくは曲面であると良い。
【0034】
また本願は以下の発明を含んでいる。
【0035】
複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法であって、複数の電子放出素子を基板上に形成する工程と、前記基板上に形成した前記複数の電子放出素子の電子放出特性を変更する特性変更工程と、を有しており、該特性変更工程において電子放出特性変更の目標となる目標値は、非一様な空間分布を有しており、該空間分布は、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布の空間周波数の内の所定の高周波成分を減らした結果を得る工程によって得られるものであり、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように電子放出特性が変更されることを特徴とする電子源の製造方法である。
【0036】
また本願は以下の発明を含んでいる。
【0037】
複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法であって、複数の電子放出素子を基板上に形成する工程と、前記基板上に形成した前記複数の電子放出素子の電子放出特性を変更する特性変更工程と、を有しており、該特性変更工程において電子放出特性変更の目標となる目標値は、非一様な空間分布を有しており、該空間分布は、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布を平滑化処理して得られるものであり、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように電子放出特性が変更されることを特徴とする電子源の製造方法である。
【0038】
これらの発明においても目標値の空間分布は傾きが0でない直線化もしくは曲線もしくは傾きが0でない平面もしくは曲面を構成するような分布であると好適である。
【0039】
なお、以上述べた各発明において、前記特性変更工程における前記電子放出特性の変更工程によって、前記電子放出素子に所定電圧を印加したときに得られる電子放出量が変更されるようにすると良い。
【0040】
また、前記目標値は、前記特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布をフーリエ変換した結果から高周波成分を除去し、その結果を逆フーリエ変換することによって得たものである構成を好適に採用できる。すなわち空間分布を空間周波数に変換してフィルタ処理を行う構成である。
【0041】
また、前記目標値は、前記特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布を、一次以上の所定次数までの多項式近似することによって得るものである構成を好適に採用できる。これは多項式近似を用いたフィルタ処理ということもできる。すなわち、X0、X1、X2、・・・Xn(nは自然数)のうちの除去すべき高周波成分に対応する次数の項を用いない式に近似することにより、該用いない次数の項に対応する高周波成分を除去できる目標値を設定することができる。
【0042】
また、前記目標値は、前記特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布を平滑化することによって得るものである構成を好適に採用することができる。例えばこの平滑化はコンボリューション演算により行う構成を好適に採用できる。
【0043】
また、前記目標値を決める工程を有しており、該目標値を決める工程は、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布の所定の高周波成分を除去もしくは所定の高周波成分を減じる高周波成分低減工程と、該高周波成分低減工程によって得た空間分布の形状を維持したままオフセットする工程とを有している構成を好適に採用できる。電子放出素子の特性の変化の方向が一方向に制限されている場合には、目標値よりも大きい特性を有する素子と目標値よりも小さい特性を有する素子が存在しているといずれか一方の素子の特性は変更できない。このような場合は目標値をその空間分布形状を維持したまま上もしくは下に移動させることにより特性が変更できない素子の数を減らすことができる。なお、ここでいう特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布の所定の高周波成分を除去もしくは所定の高周波成分を減じる高周波成分低減工程としては空間周波数に変換してフィルタ処理を行う構成や空間分布のまま平滑化のフィルタ処理を行う構成を好適に採用できる。
【0044】
また、前記特性の変更は電子放出素子に電圧を印加することによって行う構成を好適に採用できる。特に、電子放出素子が電極間に電圧を印加することによって電子を放出するものであり、特性の変更は該電極間に電圧を印加することによって行う構成を好適に採用できる。
【0045】
なお、電子放出特性の空間分布は、前記特性変更工程前の複数の電子放出素子の電子放出特性を測定する工程を行うことにより得ることができる。
【0046】
また、前記複数の電子放出素子のうちの一部の電子放出素子毎に、前記電子放出特性を測定する測定工程と前記目標値を定める目標値決定工程と前記電子放出特性の変更を行う工程とを実行する構成を採用できる。
【0047】
また、前記複数の電子放出素子のうちの一部の電子放出素子の前記電子放出特性を測定する測定工程と、該測定工程において電子放出特性を測定した複数の電子放出素子のうちの一部の電子放出素子について前記目標値を定める工程と、前記測定工程において電子放出特性を測定した複数の電子放出素子のうちの一部の電子放出素子の前記電子放出特性の変更を行う工程とを有する構成を好適に採用できる。特に、前記測定工程において電子放出特性を測定した電子放出素子以外の複数の電子放出素子の電子放出特性を測定する更なる測定工程と、該更なる測定行程で電子放出特性を測定した電子放出素子の電子放出特性を変更する更なる変更工程とを有しており、該更なる変更工程において電子放出特性の変更の目標とする目標値は、前記更なる測定工程での測定結果と、前記測定工程での測定結果に基づいて決めるようにした構成を好適に採用できる。この構成によると小領域ごとに特性の変更を行う場合に、小領域の境界部分で特性の不連続が発現するのを抑制することができる。
【0048】
なお、前記電子放出素子の電子放出特性の変更は適用する電子放出素子に応じて種々の方法で行って構わないが、変更した電子放出特性が維持できる雰囲気で行うのが好適である。例えば、前記電子放出素子の電子放出特性の変更は有機ガスの分圧が1.0×10-6[Pa]以下の雰囲気で行うことにより、有機ガスに由来する堆積物が電子放出素子に堆積するのを抑制できるため、変更した特性を維持しやすい。
【0049】
また、以上述べた特性調整方法は適当なタイミングで実施することができる。例えば、しばらく通常の駆動を行った後、必要に応じて以上述べた特性調整を行うことができる。また、製造工程の一部として実行しても良い。
【0050】
また、本願は電子源の特性調整方法として以下の発明も含んでいる。すなわち、複数の電子放出素子を基板上に配置した電子源の特性調整方法であって、電子放出素子の電子放出特性を変更する特性変更工程を有しており、該特性変更工程において電子放出特性変更の目標となる目標値は、該目標値の空間分布が、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布を反映することによって、特性変更量の総和が全ての電子放出素子の特性を同じにするための特性変更量の総和よりも少なくなるように設定されており、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように電子放出特性が変更されることを特徴とする電子源の特性調整方法である。目標値の空間分布が特性変更前の特性の空間分布を反映するように目標値を設定することにより各素子における特性変更量を特性変更を行う素子数分足したもの(特性変更量の総和)を、全ての素子の特性が均一になるように特性変更するために必要な特性変更量の総和よりも小さくすることできる。特には目標値の空間分布が特性変更前の特性の空間分布を大まかに反映するようにすると良い。
【0051】
なお、本願発明は電子放出素子を有する電子源に限らず電子放出素子を用いた画像表示装置や電子放出素子以外の表示素子(例えばエレクトロルミネセンス素子)を用いた画像表示装置において適用することができる。
【0052】
すなわち、複数の表示素子を有する画像表示装置の特性調整方法であって、表示素子の表示特性を変更する特性変更工程を有しており、該特性変更工程において表示特性変更の目標となる目標値は、該目標値の空間分布が、特性変更工程前の複数の表示素子それぞれの表示特性の空間分布の空間周波数から所定の高周波成分を削除するかもしくは所定の高周波成分を減らすことによってできる空間周波数を持つものであり、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように表示特性が変更されることを特徴とする画像表示装置の特性調整方法が本願には発明として含まれている。
【0053】
また、複数の表示素子を有する画像表示装置の特性調整方法であって、表示素子の表示特性を変更する特性変更工程を有しており、該特性変更工程において表示特性変更の目標となる目標値は、非一様な空間分布を有しており、該空間分布は、特性変更工程前の複数の表示素子それぞれの表示特性の空間分布の空間周波数の内の所定の高周波成分を減らした結果を得る工程によって得られるものであり、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように表示特性が変更されることを特徴とする画像表示装置の特性調整方法も本願にかかわる発明の一つである。
【0054】
また、複数の表示素子を有する画像表示装置の特性調整方法であって、表示素子の表示特性を変更する特性変更工程を有しており、該特性変更工程において表示特性変更の目標となる目標値は、非一様な空間分布を有しており、該空間分布は、特性変更工程前の複数の表示素子それぞれの表示特性の空間分布を平滑化処理して得られるものであり、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように表示特性が変更されることを特徴とする画像表示装置の特性調整方法も本願にかかわる発明の一つである。
【0055】
また、複数の表示素子を有する画像表示装置の特性調整方法であって、表示素子の表示特性を変更する特性変更工程を有しており、該特性変更工程において表示特性変更の目標となる目標値は、該目標値の空間分布が、特性変更工程前の複数の表示素子それぞれの表示特性の空間分布を反映することによって、特性変更量の総和が全ての表示素子の特性を同じにするための特性変更量の総和よりも少なくなるように設定されており、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように表示特性が変更されることを特徴とする画像表示装置の特性調整方法も本願にかかわる発明の一つである。
【0056】
ここで、前記特性変更工程における前記表示特性の変更工程によって、前記表示素子に所定電圧を印加したときに得られる発光輝度が変更されるようにすると好適である。
【0057】
その他以上電子源の特性調整に関して述べた発明は画像表示装置の特性調整に関しても適用でき、それらも本願にかかわる発明を構成している。
【0058】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態に基づき本発明をさらに詳しく説明する。
【0059】
[実施の形態1]
次に、本発明を、電子源に適用した例であり、かつ表示素子として電子放出素子を用いた画像表示装置に適用した例を示す。特にここで示す実施形態は電子放出素子として表面伝導型放出素子を採用している。
【0060】
まず、本発明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説明する。
【0061】
図1は、本発明を適用した画像表示装置の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一部を切り欠いて示している。
【0062】
図中、105はリアプレ−ト、106は側壁、107はフェ−スプレ−トであり、リアプレート105,側壁106及びフェースプレート107により表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成している。気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必要があるが、たとえばフリットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、摂氏400〜500度で10分以上焼成することにより封着を達成した。
【0063】
リアプレ−ト105には、基板101が固定されているが、該基板上には表面伝導型放出素子102がn×m個形成されている。n,mは目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。本実施形態においては、n=3000,m=1024とした。基板101,表面伝導型放出素子102,行方向配線電極103及び列方向配線電極104によって構成される部分をマルチ電子源と呼ぶ。
【0064】
図2に示すのは、マルチ電子源の平面図である。基板上には、表面伝導型放出素子102が配列され、これらの素子は行方向配線電極103と列方向配線電極104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103と列方向配線電極104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。
【0065】
なお、このような構造のマルチ電子源は、あらかじめ基板上に行方向配線電極103、列方向配線電極104、電極間絶縁層、および表面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向配線電極103および列方向配線電極104を介して各素子に給電して通電フォ−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。
【0066】
図1のフェ−スプレ−ト107の下面には、蛍光膜108が形成されている。本実施形態はカラ−表示装置であるため、蛍光膜108の部分にはCRTの分野で用いられる赤、緑、青、の3原色の蛍光体が塗り分けている。各色の蛍光体は、図3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−ムの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生じないようにする事や、外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐ事、電子ビ−ムによる蛍光膜のチャ−ジアップを防止する事などである。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。また、3原色の蛍光体の塗り分け方は前記図3に示したストライプ状の配列に限られるものではなく、デルタ状配列やそれ以外の配列であってもよい。
【0067】
蛍光膜108のリアプレ−ト側の面には、CRTの分野では公知のメタルバック109を設けてある。メタルバック109を設けた目的は、蛍光膜108が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜108を保護する事や、電子ビ−ム加速電圧を印加するための電極として作用させる事や、蛍光膜108を励起した電子の導電路として作用させる事などである。メタルバック109は、蛍光膜108をフェ−スプレ−ト基板107上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理し、その上にAlを真空蒸着する方法により形成した。
【0068】
Dx1〜DxmおよびDy1〜DynおよびHvは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。Dx1〜Dxmは電子源の行方向配線103と、Dy1〜Dynは電子源の列方向配線104と、Hvはフェ−スプレ−トのメタルバック109と電気的に接続している。
【0069】
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1e-6[Pa]程度の真空度まで排気する。その後、排気管を封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲッタ−膜(不図示)を形成する。ゲッタ−膜とは、たとえばBaを主成分とするゲッタ−材料をヒ−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−膜の吸着作用により気密容器内は1e-6[Pa]程度の真空度に維持される。即ち、有機物分圧の低減した安定化状態にある。
【0070】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0071】
出願人らは表面伝導型放出素子の特性を改善するための研究を鋭意行った結果、製造工程において通常の駆動に先立ち、予備駆動処理を行うことで経時的な変化が低減することが出来ることを見出している。本実施形態においては予備駆動と、電子源の特性調整を一本化して行ったので、最初に予備駆動について説明する。
【0072】
前述したように、通常フォーミング処理、通電活性化処理を施した素子は、有機物分圧の低減した安定化状態に維持されている。このような真空雰囲気中の有機物の分圧を低減した雰囲気(安定化状態)で、通常の駆動に先立って施される通電処理が予備駆動である。
【0073】
表面伝導型放出素子において駆動中の電子放出部近傍の電界強度は極めて高い。このため同一の駆動電圧で長期間駆動すると、放出電子量が徐々に低下するという問題があった。高い電界強度に起因する電子放出部近傍の経時的な変化が、放出電子量の低下となって現れているものと思われる。
【0074】
予備駆動とは、安定化工程を施した表面伝導型放出素子に対し、Vpreなる所定電圧でしばらく駆動を行うことである。Vpre電圧印加による駆動により、素子の電子放出部を予め大きな電界強度で駆動することで、その後、通常駆動電圧Vdrv(通常駆動電圧VdrvはVpre印加時の電界強度よりも電界強度が小さくなる電圧である)で長時間駆動しても電子放出特性が変化しにくくなる。これは経時特性の不安定の原因となる構造部材の変化をVpre印加により短期間に集中的に発現させ、変動要因を減少することが出来るためと考えられる。
【0075】
本実施形態においては、通常駆動電圧Vdrvを印加したときの各表面伝導型放出素子の特性にバラツキがある電子源において、そのバラツキがゆるやかな二次元(面内)分布を持つように、通常駆動に先立って、各素子の特性調整をおこなった。(特性調整の方法については後述する)
図4は、表示パネル301の各表面伝導型放出素子に特性調整用の波形信号を加えて電子源基板の個々の表面伝導型放出素子の電子放出特性を変えるための駆動回路(特性調整装置)の構成を示すブロック図である。
【0076】
図4において、表示パネル301には、複数の表面伝導型放出素子をマトリクス状に配設した基板と、その基板上に離れて設けられ、表面伝導型放出素子から放出される電子により発光する蛍光体を有するフェースプレート等を真空容器中に配設している。表示パネル301の各素子には特性調整に先立って、予備駆動電圧Vpreが印加されている。302は、表示パネル301の蛍光体に高電圧源311からの高電圧を印加するための端子である。303,304はスイッチマトリクスで、それぞれ行方向配線及び列方向配線を選択し、選択した配線にパルス電圧を印加するためのものである。スイッチマトリクスが行方向配線及び列方向配線に選択的にパルス信号を印加することによって所望の表面伝導型放出素子に選択的に所望の電圧を印加することが出来る。306,307はパルス発生回路で、駆動用のパルス波形信号Px,Pyを発生させている。308はパルス波高値設定回路で、パルス設定信号Lpx,Lpyを出力することにより、パルス発生回路306,307のそれぞれより出力されるパルス信号の波高値を決定している。309は制御回路で、特性調整フロー全体を制御し、パルス波高値設定回路308に波高値を設定するためのデータTvを出力している。尚、309aはCPUであり、制御回路309の動作を制御している。309bは、各素子の特性調整のための各素子の特性を記憶するためのメモリである。具体的には、メモリ309bは通常駆動電圧Vdrv印加時に各素子から放出される電子放出量Ieを格納している。309d、309eは、詳細は後述するが、素子の特性調整を行うために参照するルックアップテーブル(LUT)および、素子特性分布に対し二次元空間フィルタ計算を行い調整目標値を算出する回路である。309fは、各表面伝導型放出素子ごとの調整目標値を格納する目標値格納メモリである。309cは目標設定値309fにするために必要な特性シフト電圧を格納するメモリである。310はスイッチマトリクス制御回路で、スイッチ切換え信号Tx、Tyを出力してスイッチマトリクス302、303のスイッチの選択を制御することにより、パルス電圧を印加する表面伝導型放出素子を選択している。
【0077】
次に、この駆動回路の動作について説明する。この回路の動作は、表示パネル301の各表面伝導型放出素子の電子放出電流を測定し調整目標値を設定する段階と、調整目標値に達するように特性シフト用のパルス波形信号を印加する段階とを有する。
【0078】
まず、放出電流Ieを測定する方法について述べる。制御回路309からスイッチマトリクス制御信号Tswが出力され、該スイッチマトリクス制御信号に従ってスイッチマトリクス制御回路310から出力される信号によりスイッチマトリクス303及び304が所定の行方向配線又は列方向配線を選択し、所望の表面伝導型放出素子が駆動できるように切換え接続される。
【0079】
一方、制御回路309はパルス波高値設定回路308に、電子放出特性の測定用の波高値データTvを出力する。これによりパルス波高値設定回路308から波高値データLpx及びLpyが、パルス発生回路306,307のそれぞれに出力される。この波高値データLpx及びLpyに基づいて、パルス発生回路器306及び307のそれぞれは駆動パルスPx及びPyを出力し、この駆動パルスPx及びPyがスイッチマトリクス303及び304により選択された素子に印加される。ここで、この駆動パルスPx及びPyは、表面伝導型放出素子に、特性測定のために印加される電圧(波高値)Vdrvの1/2の振幅で、かつ互いに異なる極性のパルスとなるように設定されている。また同時に、高圧電源311により表示パネル301の蛍光体に所定の電圧を印加する。そしてこの駆動パルスPx,Pyで表面伝導型放出素子が駆動されている時の放出電流Ieを電流検出器(測定手段)305により測定する。
【0080】
次に本実施形態で用いた特性調整方法を図5、図6を参照して模式的に説明する。
【0081】
図5は、本実施の形態の表示パネル301のマルチ電子源を作成する工程中予備駆動電圧波高値Vpreを印加した各表面伝導型放出素子の駆動電圧(駆動パルスの波高値)Vfを変えたときの放出電流特性の一例を示した図である。
【0082】
同図において、動作曲線(a)で示される電子放出特性を有する表面伝導型放出素子の駆動電圧Vdrvの時における放出電流は、Ie1となる。
【0083】
一方、本実施の形態の表面伝導型放出素子は、過去に印加された電圧の駆動パルスの最大波高値やパルス巾に応じた放出電流特性(メモリ機能性)を有している。
【0084】
図6は、図5に示す曲線(a)の放出電流特性を持つ素子に特性シフト電圧Vshift(Vshift≧Vpre)を印加した際に放出電流特性がどう変化するかを示したものである(図6に示す曲線(c))。特性シフト電圧の印加によりVdrv印加時の放出電流IeがIe1からIe2に減少していることがわかる。即ち特性シフト電圧印加により放出電流特性は右方向(放出電流が小さくなる方向)に、シフトすることになる。本実施形態においても、このような特性調整を行った。
【0085】
ところで、ある初期特性をもつ表面伝導型放出素子に対してどのくらいの大きさの特性シフト用電圧を印加すれば、どれくらいの特性カーブが右方向にシフトするかを知るには、いろいろな初期特性の表面伝導型放出素子を選んで、いろいろな大きさのVshiftを印加して実験を行い、様々なデータを蓄積しておいた。なお図4の装置においては、これらのデータを制御回路309に予めルックアップテーブル309dとして蓄積している。
【0086】
図7は、上記ルックアップテーブルの中から、図5中に曲線(a)で示された初期特性と同じ初期特性を持つ表面伝導型放出素子のデータをピックアップしてグラフ化して示したものである。このグラフの横軸は特性シフト電圧の大きさを表わし、縦軸は放出電流Ieを表す。このグラフは、特性シフト電圧(横軸)を印加した後、Vdrvと等しい大きさの駆動電圧を印加したときの放出電流を測定した結果(縦軸)である。したがって、Vdrv印加時にIe1の電流が流れた図5中の曲線(a)の特性を有する素子をVdrv印加時の電流がIe2となるようにするために印加するべき特性シフト電圧の大きさを決定するには、図7のグラフにおいてIeがIe2と等しい点のVshift値を読み取れば良い。(図中Vshift#1)
図8は、制御回路309による特性測定処理から調整目標値を設定するまでを示すフローチャートである。
【0087】
まず、ステップS1で、スイッチマトリクス制御信号Tswを出力して、スイッチマトリクス制御回路310によりスイッチマトリクス303,304を切り換えて表示パネル301の表面伝導型放出素子を1素子選択する。次にステップS2で、その選択された素子に印加するパルス信号の波高値データTvをパルス波高値設定回路308に出力する。測定用パルスの波高値は、画像表示を行う際の駆動電圧Vdrvである。そしてステップS3で、パルス発生回路306,307よりスイッチマトリクス303,304を介して、ステップS1で選択されている表面伝導型放出素子に、電子放出素子の特性測定用のパルス信号を印加する。次にステップS4で、この時の電子放出電流Ieを検出し、ステップS5で、メモリ309bに格納する。
【0088】
ステップS6では、表示パネル1の全ての表面伝導型放出素子に対して測定を行ったかどうかを調べ、そうでないときはステップS7に進み、次の表面伝導型放出素子を選択するスイッチマトリクス制御信号Tswを出力してステップS3に進む。
【0089】
一方、ステップS6で全ての表面伝導型放出素子に対する測定処理が終了しているときはステップS8に進み、表示パネル1の全ての表面伝導型放出素子に対する放出電流Ieの分布からフィルタ計算回路309eにおいて二次元空間フィルタ処理を行う。二次元空間(面)におけるフィルタカーブ計算回路の例を説明する。
【0090】
図9(a)は各電子放出素子のIe値(この実施形態における電子放出特性)の二次元空間分布を表示したもので、この測定値に対してまずFFT処理を行う図9(b)。次にその結果は多数の周波数成分からなっており、その複数の周波数成分のうちの高周波成分を除去することにより低周波成分を取り出す。該低周波成分に対して図9(c)のように逆FFT処理を行い、素子特性空間分布の低周波成分を取り出す。こうして求められたIeの低周波空間分布像に各素子の個別目標設定値≦各素子の測定値(図8中S4)の条件に基づいてオフセットを加え、各素子の個別目標設定値とした。これは特性調整を前述のようにIeを減少させる方向で実施するためである。そしてこの個別目標設定値をメモリ309fに格納した。
【0091】
次に、ルックアップテーブル309dの中から、当該素子と初期特性が最も近似した素子のデータを読み出す。
【0092】
そして、当該データの中から、その素子の特性を目標値309fに等化させるための特性シフト電圧を選び出す(上述の図7の説明参照)。こうして、夫々の素子について、特性シフト用電圧の値を決定し、その結果をステップS9で、メモリ309cに記憶させる。尚、特性をシフトさせる必要がない素子については、特性シフト用電圧が不要な旨の識別情報をメモリ309cに記憶させる。
【0093】
図10は、本実施の形態の制御回路309により実施される、表示パネル301の全ての表面伝導型放出素子の電子放出特性を目標設定値309fに揃えるための処理を示すフローチャートである。
【0094】
まず、ステップS10で、スイッチマトリクス制御信号Tswによりスイッチマトリクス制御回路310を介してスイッチマトリクス303及び304を制御し、表示パネル301の表面伝導型放出素子を1素子選択する。次にステップS11に進み、その選択された表面伝導型放出素子に対応した特性シフト電圧値をメモリ309cから読み出す。そしてステップS12で、その表面伝導型放出素子に特性シフト電圧を印加する必要があるか否かを判断する。
【0095】
特性シフト電圧を印加しないときはステップS15に進むが、印加する必要のある時はステップS13に進み、波高値設定信号Tvによりパルス波高値設定回路308でパルス信号の波高値を設定し、ステップS14で、パルス波高値設定回路308は波高値データLpx及びLpyを出力し、その値に基づいてパルス発生回路306及び307は、その設定された波高値の駆動パルスPx及びPyを出力する。このようにして、ステップS14で選択されている表面伝導型放出素子に、その特性に応じた特性シフトパルスが印加される。ステップS15で全ての表面伝導型放出素子に対する処理が終了したかを調べ、そうでないときはステップS16に進み、次にメモリ用波形信号を印加する予定の表面伝導型放出素子を選択すべく、スイッチマトリクス制御信号Tswを出力する。
【0096】
ここで、制御回路309,パルス波高値設定回路308,パルス発生回路306及び307によってシフト手段が構成される。また、制御回路309は電圧値変更手段及び電圧印加時間変更手段をも構成する。
【0097】
本実施形態ではVdrv=14v、Vpre=16v。Vshift=16〜18v(各素子の変更工程前の特性に応じて上述のとおり設定される)、パルス巾1ms、周期3msの矩形パルスを用いた。なお本実施形態においては、電子放出電流を計測し特性調整を行ったが、表面伝導型放出素子から放出される電子により発光する蛍光体の発光輝度を測定し、輝度バラツキがあった場合に、これを補正するようにしてもよい。即ち、各表面伝導型放出素子を駆動する毎に、当該表面伝導型放出素子より放出される電子により発光される蛍光体の発光輝度を測定し、その測定した輝度を前記放出電流に相当する値に変換することでも特性調整が実現できる。発光輝度は螢光体への入射電子量に応じて決まるため測定した発光輝度が電子放出特性を示している。よって発光輝度を放出電流に相当する値に変換せずにそのままメモリに記憶して目標値の算出に用いても良い。
【0098】
上述の特性変更工程を行った結果、特性調整後の電子放出特性分布は、図9(c)に示すように、近接した素子のバラツキが抑えられ、大きなうねりのみが残った分布となる。素子のばらつきの空間分布のうちの高周波成分が除去されることによりこの電子源を画像表示装置に用いても観測者は視覚上特性のバラツキを感じることが無くなった。また特性調整を行っても大きな輝度低下を招かずにすんだ。
【0099】
[実施の形態2]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
【0100】
表示パネル301の各表面伝導型放出素子の電子放出特性を、ある目標設定値に沿って揃えるための装置構成は前述の図4の構成と共通するのでそれらの説明を省略する。
【0101】
本実施形態においては、各電子放出素子の電子放出特性の測定後、ライン単位で一次元空間フィルタ処理を行って、電子放出特性の調整目標値を設定した。
【0102】
また、特性調整は、実施の形態1の様に特性シフト電圧の波高値を調整するのでなく、特性シフト電圧の印加時間により調整を行った。これは特性シフト電圧の印加時間と特性シフト量に相関があることを利用している。
【0103】
図11は予備駆動電圧Vpreを所定時間印加後の電子放出特性(図中Iec(1))に更にVpre印加電圧を調整用に"Pulse#1“の時間だけ印加した際の放出電流特性(図中Iec(2))を示している。はじめVdrv印加時にIe4の放出電流を観測していた素子は、特性調整パルス電圧印加後Vdrv印加時にIe3の放出電流を観測するように特性シフトする。従って実施形態1と同様にして図12に示すような、特性シフトパルス印加時間と放出電流変化を示すグラフをルックアップテーブルに保存することで、特性調整が可能となる。
【0104】
この実施の形態2においては、フィルタカーブの算出において、ライン毎に一次元フィルタ処理を行って目標値を設定したことが実施の形態1と異なる点である。
【0105】
本実施形態においては、電子放出特性分布が実施の形態1と異なり、ライン単位で概ね同じであった。そこで目標値設定をライン単位に処理し個別の目標値を設定した。
【0106】
図13は、ラインにおける一次元の(目標値算出対象の複数の素子が配置されるラインに沿った)フィルタカーブ計算を行ったときの例で、ラインにおける一次元でのフィルタカーブの計算方法について説明する。
【0107】
図13は、1ラインにおける表面伝導型放出素子のIeの測定値をグラフ化したもので、行または列におけるラインだけに注目して特性調整フィルタの計算を行っている。
【0108】
まず、行または列に対するフィルタの方向を決めた後、1ラインにおける各表面伝導型放出素子のIe測定分布に対し、たとえば図13(a)に示す曲線Aのような多項式近似法による近似曲線の計算(例における曲線式は、y = −3×10-6x2 + 0.0023x + 0.5988となる。yが目標値でありxはライン上での各素子の位置を示す)を行うことで、ライン内の低周波空間分布情報を抽出する。すなわち、多項式近似における次数を2次までとすることにより3次以上の高周波成分を除去している。なお次数が0次までの場合は、y=定数となり一つの目標値を全素子が用いることとなり、目標値の空間分布は周波数成分を持たないこととなる。よって多項式近似を用いて目標値設定を行う場合は1次以上の所定の次数までの多項式を用いる。
【0109】
ここで算出された近似曲線に、「個別目標設定値≦各素子の測定値」の条件において、曲線Aを図13(b)に示す矢印の方向にオフセットさせる。すなわち曲線Aをその形状を保ったまま移動させ、その移動後の曲線Cがいずれの点においても測定値を越えないようにする。図13(c)に示す曲線Cが曲線Aをオフセットしたものである。この曲線C上の各素子の対応位置の値を各電子放出素子に対する目標設定値とし、図4の目標値メモリ309fに書き込む。そして各表面伝導型放出素子のIeの測定結果と各表面伝導型放出素子の目標値を比較し、全表面伝導型放出素子に対して目標シフト量を決定してやる。
【0110】
本実施形態では、前述したように、特性シフトパルス印加時間を目標値に応じて変える(特にここでは所定波高値かつ所定パルス幅のパルス信号の印加回数を目標値に応じて変える)ことにより特性調整を行っている。このために、ある初期特性を持つ表面伝導型放出素子に対して、どのくらいの特性シフトパルス時間を印加すれば、どのくらい特性カーブがシフトするかを図12に示すようなグラフをルックアップテーブル309dに蓄積している。
【0111】
また、目標値309fに各素子をシフトさせるのに必要なシフトパルス印加時間を、メモリ309cに格納している。特性調整のフローについては、実施形態1と同じであるため説明を省略する。
【0112】
本実施形態ではVdrv=14v、Vpre=16v、パルス巾1ms、周期3msの矩形パルスを用いた。
【0113】
[実施の形態3]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
【0114】
表示パネル301の各表面伝導型放出素子の電子放出特性を、ある目標設定値にそって揃えるための装置構成は前述の図4の構成と共通するのでそれらの説明を省略する。
【0115】
本実施形態では、各表面伝導型放出素子の電子放出特性の測定後、フィルタ処理を実施する方法は実施の形態2におけるフィルタ処理と共通する。ただしフィルタ処理を実施後に目標値を設定する段階において、実施の形態1及び2のように各素子の個別目標設定値≦各素子の測定値(図8中S4)の条件に基づいてオフセットを加えるのではなく、「個別目標設定値≦各素子の測定値の平均値」の条件に従う目標設定値を電子放出特性の調整目標値として設定した。以上述べた実施形態においては安定化状態(素子の特性の変化の方向が一方向には実質的に移動するものの、他方向には移動しにくくした状態。特にここでは素子が配置される雰囲気の真空度を高める(圧力を低くする)ことによりこの状態を実現している。)で特性の変更を行うようにしており、同一条件での測定値が低くなる方向(同じ測定電圧を印加したときの放出電流値、輝度値が低くなる方向)に特性を変化させるため、このオフセット条件は、特性が目標値に近づくように調整されない素子が一部存在することを許容する条件となっている。
【0116】
すなわちこの実施の形態3においては、フィルタカーブの算出後の目標値設定を行う段階でのオフセット量を決定する方法が実施の形態1および実施の形態2と異なる。
【0117】
特性調整の方法については、実施の形態2と同じくシフト電圧の印加時間を変化させる方法により調整を行った。
【0118】
図14は、ラインにおける一次元のフィルタカーブ計算を行ったときの例で、ラインにおける一次元でのフィルタカーブの計算後のオフセット設定について説明する。
【0119】
図14は、実施の形態2の1ラインにおける表面伝導型放出素子のIeの測定値を元にオフセット設定における計算を行っている。
【0120】
まず行または列に対するフィルタの方向を決めた後、1ラインにおける各表面伝導型放出素子のIe測定分布に対し、たとえば図14(a)に示す曲線Aのような多項式近似法による近似曲線の計算(例における曲線式は2次までの多項式近似であり、y = −3×10-6x2 + 0.0023x + 0.5988となる)を行うことで、ライン内の低周波空間分布情報を抽出する。
【0121】
ここで算出された近似曲線に、「個別目標設定値≦各素子の測定値の平均値」の条件を用いて、曲線Aに対して図14(b)に示す測定値の平均値ライン(直線B)方向にオフセット値を与え(曲線Aの形状を維持したまま移動後の曲線上の各点が直線Bよりも上になる点がなくなるようにオフセットさせることにより)、図14(c)に示す曲線Cを得る。この曲線C上の各素子の対応する位置に応じて各電子放出素子に対する目標設定値を決め、図4の目標値メモリ309fに書き込む。そして各表面伝導型放出素子のIeの測定結果と各表面伝導型放出素子の目標値を比較し、全表面伝導型放出素子に対して目標シフト量を決定してやる。
【0122】
本実施形態では、前述したように、特性シフトパルス印加時間を変えることにより。特性調整を行っている。このために、ある初期特性を持つ表面伝導型放出素子に対して、どのくらいの特性シフトパルス時間を印加すれば、どのくらい特性カーブがシフトするかを示すデータ(図12に示すようなグラフで表されるデータ)をルックアップテーブル309dに蓄積している。
【0123】
また、目標値309fに各素子をシフトさせるのに必要なシフトパルス印加時間を、メモリ309cに格納している。特性調整のフローについては、実施形態2と同じであるため説明を省略する。
【0124】
本実施形態ではVdrv=14v、Vpre=16v、パルス巾1ms、周期3msの矩形パルスを用いた。なお、本実施形態においては、目標設定値以下の特性を持った表面伝導型放出素子に対しては、シフト調整信号を与えないため、実施形態1および実施形態2に比べ、さらに処理時間を短縮できる効果がある。
【0125】
以上の各実施形態では電子放出特性として放出電流を測定し、それに基づいて特性調整の目標値を設定した。測定する対象としては放出電流を直接測定する構成に限らず実施の形態1においても述べたように各素子からの電子照射による発光の輝度を測定し、所定の印加信号(印加電圧)に対応する輝度を電子放出特性として扱っても良い。
【0126】
以下の実施形態では発光輝度を測定してその測定結果に基づいて電子放出特性変更を行う好適な例を示す。
【0127】
[実施の形態4]
この実施形態では実施の形態1におけるn、mをそれぞれm=3840、n=768とした。
【0128】
図18は、表示パネル301の各表面伝導型放出素子に特性調整用の波形信号を加えて電子源基板の個々の表面伝導型放出素子の電子放出特性を変えるための駆動回路の構成を示すブロック図である。
【0129】
輝度測定装置3005は、画像形成装置の発光を捉えて光電センシングをする輝度測定系であり、光学レンズ305aと、CCD等により構成されるエリアセンサ305bからなる。輝度測定装置3005は、このような光学系を用いて画像形成装置の発光の様子を2次元画像情報として電子化する。
【0130】
演算装置3008は、エリアセンサ305bの出力である2次元画像情報Ixyと、どの素子を点灯させたかを示すアドレス情報Axyをスイッチマトリックス制御回路310から入力することにより駆動された表面伝導型放出素子の一つ一つに対応した発光量の情報を算出し、Lxyとして制御回路312に出力する。この方法の詳細については後述する。
【0131】
ロボットシステム3009は、エリアセンサ305bを表示パネル301に対して相対移動させるためのものであり、不図示のボールネジとリニヤガイドから構成されている。
【0132】
パルス波高値設定回路308は、パルス設定信号Lpx、Lpyを出力することにより、パルス発生回路306、307のそれぞれより出力されるパルス信号の波高値を決定している。制御回路312は、特性調整フロー全体を制御し、パルス波高値設定回路308に波高値を設定するためのデータTvを出力している。
【0133】
尚、制御回路312は、CPU312aと、輝度データ格納メモリ312bと、特性シフト電圧・時間格納メモリ312cと、特性調整ルックアップテーブル(LUT)312dと、フィルタ計算回路312eと、目標値メモリ312fとから構成されている。
【0134】
CPU312aは、制御回路312の動作を制御している。輝度データ格納メモリ312bは、各素子の特性調整のための各素子の発光特性を記憶するためのメモリである。具体的には、輝度データ格納メモリ312bは、通常駆動電圧Vdrv印加時に各素子から放出される電子によって発光した発光輝度に比例(1倍を含む)した発光データを格納している。特性シフト電圧・時間格納メモリ312cは、目標設定値にするために必要な特性シフト電圧を格納するメモリである。特性調整ルックアップテーブル312dは、詳細は後述するが、素子の特性調整を行う際に参照するためのテーブルである。
【0135】
スイッチマトリクス制御回路310は、スイッチ切換え信号Tx、Tyを出力してスイッチマトリクス303、304のスイッチの選択を制御することにより、パルス電圧を印加する電子放出素子を選択している。また、スイッチマトリクス制御回路310は、どの素子を点灯させたかを示すアドレス情報Axyを演算装置3008に出力している。
【0136】
次に、この駆動回路の動作について説明する。この駆動回路の動作は、表示パネル301の各表面伝導型放出素子の発光輝度を測定し調整目標値に達するために必要な輝度ばらつき情報を得る段階と、調整目標値に達するように特性シフト用のパルス波形信号を印加する段階とにより構成される。
【0137】
まず、発光輝度を測定する方法について述べる。最初にロボットシステム3009により光学系の輝度測定装置3005を計測したい表示パネル301上の対面に位置させるように移動する。次に、制御回路312からのスイッチマトリクス制御信号Tswにより、スイッチマトリクス制御回路310が制御信号を出力し、該制御信号によりスイッチマトリクス303及び304が所定の行方向配線又は列方向配線を選択してパルス波高値設定回路308からの信号に応じたパルス信号を選択した配線に供給する。これにより所望のアドレスの表面伝導型放出素子が駆動される。
【0138】
制御回路312はパルス波高値設定回路308に、電子放出特性の測定用の波高値データTvを出力する。これによりパルス波高値設定回路308から波高値データLpx及びLpyが、パルス発生回路306、307のそれぞれに出力される。この波高値データLpx及びLpyに基づいて、パルス発生回路306及び307のそれぞれは駆動パルスPx及びPyを出力し、この駆動パルスPx及びPyがスイッチマトリクス303及び304により選択された素子に印加される。ここで、この駆動パルスPx及びPyは、表面伝導型放出素子に、特性測定のために印加される電圧(波高値)Vdrvの1/2の振幅で、かつ互いに異なる極性のパルスとなるように設定されている。また同時に、高圧電源311により表示パネル301の蛍光体に所定の電圧を印加する。
【0139】
このアドレス選択とパルス印加の工程を複数の行配線にわたって繰り返し表示パネルの矩形領域を走査しながら駆動する。
【0140】
そしてこの繰り返しの工程の期間を示す信号Tsyncを電子シャッタのトリガとしてエリアセンサ305bに渡す。すなわち制御回路312は図19で示すようにTx、Tyに同期して駆動信号を出力し、Tyを走査する行配線数分順次出力する。その複数個のTy信号を内包するようにTsync信号を出力する。Tsyncがハイレベルつまり論理上アクティブの期間だけエリアセンサ305bのシャッタが開かれるため、その期間の間だけエリアセンサ305bには、光学レンズ305aを通して縮小された点灯像が結像される。その様子を図20に模式的に示す。1つの発光点501に対応する像が複数のエリアセンサの素子502上に結像されるように光学系の縮小倍率を設定しておく。
【0141】
この撮像された像を2次元画像情報Ixyとして演算装置3008に転送する。駆動した素子の像が結像されているので、その割り当てられた素子分の和を計算すればその駆動された素子の発光量に比例した輝度値となる。これで駆動した矩形エリアの素子に対応した輝度値が得られるので制御回路312にLxyとして情報を送る。
【0142】
本実施形態では発光輝度特性を測定し、それに応じて特性変更を行うので、各表示素子の発光特性を変更しているといえる。ただし、本実施形態は表示素子として電子放出素子を用いるものであり、発光特性を変更することは電子放出特性を変更することにもなっている。発光輝度は他の要件(加速電圧や螢光体の発光効率や電流密度)が一定であれば基本的には電子放出量Ieとおおむね1対1に対応しているので、本実施形態でも特性調整は実施の形態1乃至3と同様に行えばよい。なお放出電流に対する発光量は電子の加速電圧、蛍光体の発光効率及び電流密度特性により決まるのであらかじめそれらのを加味してシフト電圧の印加をすれば発光特性をシフトさせることができる。本実施形態においても、このような特性調整を行った。
【0143】
電子放出素子からの電子放出量と発光輝度の関係は電子の加速電圧と電流密度、蛍光体の発光特性で決まる。よってある特性(初期特性)をもつ電子放出素子に対してどのくらいの大きさの特性シフト用電圧をどのくらいの時間印加すれば、どれくらいの特性カーブが右方向にシフトするかを知るには、いろいろな特性の電子放出素子を選んで、いろいろな大きさのVshiftを印加して実験を行い輝度を計測し、様々なデータを蓄積しておく。なお図18の装置においては、これらのデータを制御回路312に予め特性調整ルックアップテーブル312dとして蓄積している。
【0144】
図21は、特性調整ルックアップテーブル312dの中から、ある初期特性を持つ電子放出素子のデータをピックアップしてグラフ化して示したものである。このグラフの横軸は特性シフト電圧の印加電圧の大きさを表わし、縦軸は発光輝度Lを表す。このグラフは、特性シフト用電圧(横軸)を印加した後、Vdrvと等しい大きさの駆動電圧を印加したときの放出電流を測定した結果(縦軸)である。したがって、Vdrv印加時L1で発光した特性を有する素子をVdrv印加時L2にするために印加するべき特性シフト用電圧の大きさを決定するには、図21のグラフにおいてLがL2と等しい点のVshift値を読み取れば良い。(図21中Vshift#1)
なお、本実施例では特性調整は表示パネルの領域を横に10分割、縦に8分割した各小領域ごとに行う。各小領域が有する素子の数は横方向に384個、縦方向に96個である。
【0145】
後述するように、本実施の形態ではコンボリューション演算を行うことにより測定結果にスムージング処理を施している。このとき各小領域の縁の部分では隣接小領域の素子の測定結果を用いてコンボリューション演算を行うことで各小領域の境界部における素子特性の不連続を抑制している。これを可能とするために輝度測定装置3005は一つの小領域とその周囲のコンボリューション演算に必要な部分の素子特性を輝度測定装置と表示パネルの相対位置を固定したまま測定できるように構成している。
【0146】
本実施形態においては1色の1画素の蛍光体が205μm×300ミクロン、横ブラックストライプ幅300ミクロンの大きさに構成したため3840×768画素では表示領域は約790mm×460mmとなる。したがってその領域を走査できるようにロボットシステムを設計し、光学系の倍率を0.18倍とした。
【0147】
なお、ここでは全ての視野の計測を行った後に素子の特性の調整を行うのではなく、ある視野(視野とは輝度測定装置と表示パネルの相対位置を固定したままで輝度計測を行うことができる範囲である)の素子の特性を測定するステップを行ったのち直ちに該視野が含む小領域の素子の特性の調整を行うステップを開始する。
【0148】
図22は、制御回路312による特性測定処理を示すフローチャートである。
【0149】
まずステップS21で、光学系を所望の視野に移動する。ここでは表示パネルの左上隅の視野を測定する場合を例に挙げる。次に、ステップS22でスイッチマトリクス制御信号Tswを出力して、スイッチマトリクス制御回路310によりスイッチマトリクス303、304を切り換えて表示パネル301の表面伝導型放出素子を384+4素子(これは、一つの小領域に含まれる96×384個の素子のうちの一つの行方向(Y方向)配線に接続される素子数に右隣に隣接する小領域の左端の4素子を加えたものである)選択する。次に、ステップS23で、その選択された素子に印加するパルス信号の波高値データTvをパルス波高値設定回路308に出力する。測定用パルスの波高値は、素子への印加電圧が画像表示を行う際の駆動電圧Vdrvと同じになるように設定する。
【0150】
そしてステップS24で、パルス発生回路306、307よりスイッチマトリクス303、304を介して、ステップS21で選択されている388個の表面伝導型放出素子に、電子放出素子の特性測定用のパルス信号を印加する。このステップ2からステップ4を96+4回(表示パネルの左上隅の小領域の96ラインとこの小領域の下に隣接する小領域の上端の4ライン分を含む)、指定する行配線を順次買えながら繰り返す。それらのステップと同時にステップS25で駆動された領域の発光画像を測定する。すなわち一度ステップ22からステップ24までを行い合わせてステップ25を行うことにより388素子の発光輝度を同時に測定し、これを100ライン分繰り返す。次に、ステップS26で発光画像と駆動された素子のアドレスから素子アドレスに対応した輝度値に変換する。すなわち388×100個の素子を駆動しその輝度値を得ることができた。ステップS27で、輝度データ格納メモリ312bに格納する。
【0151】
次にステップS28に進み、表示パネル301の388×100個の表面伝導型放出素子(1視野に含まれる全素子)に対する発光輝度の分布からフィルタ計算回路312eにおいて空間フィルタ処理を行う。
【0152】
ここで、2次元空間(面)におけるフィルタカーブ計算の例を説明する。この実施形態においては各素子の表示特性(印加信号に対する輝度、印加信号に対する電子放出量)を測定した後、該測定データにスムージング処理を加えることにより高周波成分を減らしたものを用いて目標値を設定している。ここでは特にコンボリューション演算を行うことによって高周波成分を減らしている。コンボリューション演算によるスムージングはデータ解析の手法または画像処理の手法としてよく知られている。ここでは各素子のデータとそれに近接する素子のデータとで構成されるマトリクスに特定のマトリクスを掛けてその和を求めることを各素子のデータに対して行うことによってスムージングを行っている。本実施形態においては2次元輝度データに対して、図23に示す7×7要素のSavitzy-Golayの2次元コンボリューションカーネルとして一般に知られている値とコンボリューションすることで平滑化処理を先ず行う。こうして求められた輝度の低周波空間分布像に各素子の個別目標設定値<各素子の測定値の条件に基づいてオフセット量を加え、各素子の個別目標設定値とする。これは特性調整を前述のように輝度を減少させる方向で実施するためである。
【0153】
そして、この個別目標設定値を目標値メモリ312fに格納する。その平滑化処理の前後のデータを図24、図25に示す。フィルタ処理後のデータである図25の方がフィルタ処理前のデータである図24に比べて細かいばらつき分布が減っていることがわかる。図24、図25中のXY軸は画素方向でありZ軸は相対輝度値を示す。
【0154】
本実施形態の様に小領域を複数設けて測定を行ない特性調整を行なう場合には小領域同士の境界で目標とする特性が不連続になる場合がある。この特性の不連続により小領域の境界で直線的な輝度差が生じ、それが線として視覚上認識されうることから境界付近の目標値を連続にするとよい。本実施形態では以下の様にして目標値を設定することで、境界付近の目標値が不連続に成ることを防いでいる。
【0155】
まず、計測する視野毎に少しづつ計測視野を重複させる。ここで本実施形態においては、小領域外で該小領域に近接する4画素(これはコンボリューションカーネル(コンボリューション演算のための行列)の半分の幅以上の画素)のデータを利用できるように計測を行っている。これにより隣接する小領域の端部に位置する画素のデータを用いてコンボリューション演算をすることが可能となっている。例えば、上で計測方法を詳細に述べた視野が含む領域(表示パネルの左上隅の小領域:これを第1の小領域と称する。表示パネルの左上隅に位置する画素から右側に数えていって384番目の画素までを含んでいる。)の右側に隣接する小領域(第2の小領域)に関するコンボリューション演算を行う場合は、表示パネルの左端の画素から数えて380番目から388番目の画素のデータは先に測定済みなので、そのデータをそのまま用い、それに加えて新たに第2の小領域を含む視野での測定において得た389番目の画素から384個分の画素のデータを用いる。縦方向に100ライン分の測定を行う点は第1の小領域における測定と同じである。第2の小領域の計測データに対応するコンボリューション結果を得るために、第2の小領域の各辺及び角に隣接する他の小領域(第2の小領域は上に隣接する小領域を持たないので、左に隣接する小領域である第1の小領域と右に隣接する小領域と下に隣接する小領域及び該下に隣接する小領域の左右それぞれに隣接する小領域)に属する画素(先に述べた各小領域の画素のうちの第2の小領域に近接する画素)のデータを用いてコンボリューション演算を行うが、このとき第1の小領域を含む視野を測定するときに測定した画素のデータはそれをそのまま用いる。第1の小領域の特性調整は以下に述べるステップを行うことにより終わっているわけだが、特性調整済みの画素の特性調整終了後に測定を行ったデータを用いるのではなく、先に取得しておいたデータを小領域境界近傍のコンボリューション演算に用いるので、小領域間の境界における特性の不連続性を抑制することができる。
【0156】
また、上記オフセット量は最初の小領域で決定することとした。そのオフセット量を他の小領域でも用いることによってオフセットを与えても小領域間の境界部分は段差無く特性を調整することができる。
【0157】
ここで、簡単のため1次元のデータを用いて説明する。図26に模式的にフィルタ処理前後のデータと特性目標値を示す。図26中小領域の堺になるところを補助線C−C’で示している。便宜上図26おいて補助線の左側をA、右側をBとしたとき、小領域Aの測定をするときには小領域Bのうちの小領域Aに近接する部分(重なり領域)に位置する素子の特性のデータを合わせて測定する。その測定結果に基づいて小領域Aのフィルタ処理を行う。ここでは小領域Aのフィルタ処理前記重なり領域の素子の測定データを用いて行うが、前記重なり領域に位置する素子に対応するフィルタ処理値は求めない。続いて小領域Bの計測を行い小領域Bのフィルタ処理を行う。小領域Bのフィルタ処理の際に必要な小領域Aの計測データは先の小領域Aの計測時に計測したデータを用いる。前記重なり領域に位置する素子のフィルタ処理値はここで求める。
【0158】
小領域Aのフィルタ処理が終わった段階でオフセット量を決定するが小領域Aでのフィルタ処理後の値と最小値との差(図中α)が全ての小領域におけるフィルタ処理後の値と各小領域毎の最小値との差(領域Bの値をβ)と同じなるとは限らないのでここでは領域Aの標準偏差を平均値で割った値の6倍の値をオフセット量として設定した。
【0159】
また一番外側にある小領域の部分は隣り合う小領域が無い辺を有するため4画素分コンボリューション処理が出来ないがその部分の目標値は1つ内側の画素の値を用いた。この様にして特性目標値を視野毎に決定した後、ステップS30でシフト電圧印加処理を行う。
【0160】
ここまでで1つの小領域についてのシフト電圧の印加処理が終了する。
【0161】
ステップS31では、表示パネルの全ての小領域に対して、輝度測定、シフト電圧印加処理を行ったかどうかを調べ、そうでないときはステップS1に進み、次の視野に光学系である輝度測定装置3005を移動し繰り返す。
【0162】
本実施形態では、輝度測定装置3005の移動はロボットシステム3009を用いたが、この輝度測定装置3005の移動速度は30mm/秒で動かした。1つの視野は約80mm×60mmなので視野間の移動時間は4秒ほどであった。
【0163】
本実施形態ではVdrv=14V、Vpre=16V、Vshift=16〜18V、特性シフトにはパルス巾1ms、周期2msの短形パルス、輝度測定にはパルス幅18μs、周期20μsを用いた。
【0164】
図27は、本実施の形態の制御回路312により実施される、表示パネル301の1小領域内の表面伝導型放出素子の輝度値を目標設定値に揃えるための処理を示すフローチャートであり図22のステップS30に相当する。
【0165】
先ず、ステップS41でメモリ312bより計測された輝度値を読み込む。そして、ステップS42で、その表面伝導型放出素子に特性シフト電圧を印加する必要があるか否か、すなわち目標とする輝度値との上下を判断する。シフト電圧印加が必要な場合、ステップS44として、特性調整ルックアップテーブル312dの中から、当該素子と初期特性が最も近似した素子のデータを読み出す。そして、当該データの中から、その素子の特性を目標値に等化させるための特性シフト電圧印加時間を選び出す。
【0166】
ステップS43で、スイッチマトリクス制御信号Tswによりスイッチマトリクス制御回路310を介してスイッチマトリクス303及び304を制御し、表示パネル301の表面伝導型放出素子を1素子選択する。そして、波高値設定信号Tvによりパルス波高値設定回路311でパルス信号の波高値を設定し、ステップS44で、パルス波高値設定回路8は波高値データLpx及びLpyを出力し、その値に基づいてパルス発生回路306及び307は、その波高値の設定されたパルス幅の駆動パルスPx及びPyを出力する(ステップS45)。
【0167】
こうして、それぞれの素子について、特性シフト用電圧の値を決定し、特性をシフトさせる必要がある表面伝導型放出素子に、その特性に応じた特性シフトパルスが印加される。
【0168】
ステップS46で1小領域内の全ての表面伝導型放出素子に対する処理が終了したかを調べ、そうでないときは、次の素子を選択し(ステップS47)、ステップS41に戻る。
【0169】
以上の工程により作成した画像形成装置をVdrv=14Vで駆動し全面の輝度むらを計測したところ標準偏差/平均値は3%であった。またそのパネルに動画像を表示するとばらつき感を感じない高品位の画像が表示することができた。
【0170】
本実施形態ではスムージングを行うフィルタ処理としてSavitzy-Golayの2次元コンボリューションカーネルをフィルタ処理に用いたが、局所的なデータから平滑なデータを作成できる方法ならば用いることができる。たとえば、CubicB−スプライン関数、ハニングフィルタ、ハミングフィルタ、ブラックマンフィルタ等を用いることができる。
【0171】
また本実施の形態では各視野ごとに測定を行い次の視野の測定を行う前に測定した小領域の特性変更を行うものとしたが、各視野毎の測定を行う場合であっても、一度表示パネルを構成する全画素の測定を行い、その後特性変更の工程を行うようにしてもよい。
【0172】
以上では表示素子として電子放出素子を用いた構成、特には表面伝導型放出素子を用いた構成について述べたが、表面伝導型放出素子に限らず種々の電子放出素子に本願発明を適用することができる。例えばスピント型の電子放出素子のエミッタコーンとゲート電極間に電圧を印加して電界蒸発によりエミッタコーンもしくはゲート電極の形状を変更することにより電子放出特性を調整する構成に本願発明を好適に適用することができる。なお、電子放出素子を用いた電子源もしくは画像表示装置において本願にかかわる発明を適用する場合には、電子放出としとして炭素もしくは炭素化合物をエミッタ(電子放出部)が有する構成を好適に採用できる。炭素もしくは炭素化合物(例えばグラファイトやアモルファスカーボンやその混合物など)をエミッタが有することにより電子放出効率の高い電子放出素子が実現できる。特にエミッタが炭素もしくは炭素化合物を有する場合、電圧印加による特性の変更がしやすいというメリットもある。
【0173】
また、エレクトロルミネセンス素子においても例えば特開昭63−289794に示されるように製造時に素子に印加する電圧や熱によって特性が変わることが知られている。これを利用してエレクトロルミネセンス素子の特性を変更する構成としそこに本願発明を適用しても良い。
【0174】
また、以上の実施の形態では特性変更の工程は1回行うこととしたが、特性変更の工程を一度各素子に対して行った後、再度特性測定を行い、その測定結果に基づいて再度の特性変更の工程を行ってもよい。該再度の特性測定は最初の特性変更の工程を経た素子の特性を測定するものであるが、再度の特性変更の工程を経る前の素子の特性を測定するという意味では特性変更の工程を経る前の素子の特性測定の工程となる。
【0175】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の電子放出素子を備えた電子源及び画像表示装置、並びに複数の表示素子を備えた画像表示装置において、電子放出素子の電子放出特性、表示素子の表示特性のばらつきを短時間に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である画像表示装置の表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図2】実施の形態で用いたマルチ電子源の基板の平面図である。
【図3】本実施の形態の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4】本発明の実施の形態1に係る、特性調整信号をマルチ電子源に印加する装置の概略構成図である。
【図5】予備駆動電圧を印加した各表面伝導型放出素子の駆動電圧を変えたときの放出電流特性の一例を示した図である。
【図6】図5の放出電流特性(a)を持つ素子に特性シフト電圧を印加した際の放出電流特性の変化を示した図である。
【図7】特性シフトパルス電圧波高値と放出電流変化を示した図である。
【図8】本実施の形態の電子源の各表面伝導型放出素子の電子放出特性を測定するための処理を示すフローチャートである。
【図9】本実施の形態1で用いたIeの特性値から算出する二次元空間フィルタ処理を説明する図である。
【図10】測定した電子放出特性に基づいて特性調整信号を印加する処理を示すフローチャートである。
【図11】特性シフトパルスのため、"Pulse#1"の時間だけパルスを印加した前後の放出電流特性を示した図である。
【図12】特性シフトパルス印加時間と放出電流変化を示す図である。
【図13】本実施の形態2で用いたIeの特性値から算出する一次元的フィルタ処理を説明する図である。
【図14】本実施の形態2で用いたIeの特性値から算出する一次元的フィルタ処理を説明する図である。
【図15】従来の表面伝導型放出素子の構成を示す図である。
【図16】表面伝導型放出素子の素子特性の一例を示す図である。
【図17】従来のマルチ電子源のマトリクス配線を説明する図である。
【図18】本発明の一実施形態である特性調整信号をマルチ電子源を用いた画像形成装置に印加する装置の概略構成図である。
【図19】本発明の一実施形態における駆動タイミングチャートである。
【図20】本発明の一実施形態における画像形成装置上の輝点がエリアセンサ上に投影された様子を示す模式図である。
【図21】特性シフトパルス電圧波高値と放出電流変化を示した図である。
【図22】本実施の形態の電子源の各表面伝導型放出素子の輝度特性を測定するための処理を示すフローチャートである。
【図23】本発明の一実施形態において使用した空間フィルタ処理に用いたコンボリューションカーネルの例である。
【図24】本発明の一実施形態における空間フィルタ処理前のデータ例である。
【図25】本発明の一実施形態における空間フィルタ処理後のデータ例である。
【図26】模式的にフィルタ処理前後のデータと特性目標値を模式的に示した図である。
【図27】測定した電子放出特性に基づいて特性調整信号を印加する処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
101基板
102表面伝導型放出素子
103行方向配線電極
104列方向配線電極
107フェースプレート
108蛍光膜
301表示パネル
303,304SWマトリクス
305電流検出器
306,307パルス発生回路
308パルス波高値設定回路
309制御回路
309a CPU
309bIe格納メモリ
309c特性シフト電圧・時間格納メモリ
309d特性調整LUT
309eフィルタ計算回路
309f目標値格納メモリ

Claims (5)

  1. 複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法であって、
    複数の電子放出素子を基板上に形成する工程と、
    前記基板上に形成した前記複数の電子放出素子の電子放出特性を変更する特性変更工程と、を有しており、
    該特性変更工程において電子放出特性変更の目標となる目標値は、該目標値の空間分布が、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布の空間周波数から所定の高周波成分を削除するかもしくは所定の高周波成分を減らすことによってできる空間周波数を持つものであり、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように電子放出特性が変更されることを特徴とする電子源の製造方法。
  2. 複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法であって、
    複数の電子放出素子を基板上に形成する工程と、
    前記基板上に形成した前記複数の電子放出素子の電子放出特性を変更する特性変更工程と、を有しており、
    該特性変更工程において電子放出特性変更の目標となる目標値は、非一様な空間分布を有しており、該空間分布は、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布の空間周波数の内の所定の高周波成分を減らした結果を得る工程によって得られるものであり、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように電子放出特性が変更されることを特徴とする電子源の製造方法。
  3. 複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法であって、
    複数の電子放出素子を基板上に形成する工程と、
    前記基板上に形成した前記複数の電子放出素子の電子放出特性を変更する特性変更工程と、を有しており、
    該特性変更工程において電子放出特性変更の目標となる目標値は、非一様な空間分布を有しており、該空間分布は、特性変更工程前の複数の電子放出素子それぞれの電子放出特性の空間分布を平滑化処理して得られるものであり、前記特性変更工程においては該目標値に近づくように電子放出特性が変更されることを特徴とする電子源の製造方法。
  4. 更に、前記目標値を決める工程を有しており、該目標値を決める工程は、前記特性変更工程前の前記複数の電子放出素子それぞれの表示特性の空間分布の所定の高周波成分を除去もしくは所定の高周波成分を減じる高周波成分低減工程と、該高周波成分低減工程によって得た空間分布の形状を維持したままオフセットする工程とを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子源の製造方法。
  5. 複数の電子放出素子を含む電子源を有する画像表示装置の製造方法であって、
    前記電子源が請求項1乃至のいずれかに記載の方法により製造されることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
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